紅外吸收光譜法(1)(存儲版)
【正文】 加 1580， 1450兩個峰（ 但不絕對 ） 。 靈敏度低 。 討論 （ 1） 當(dāng) Ω= 1時 ， 表示分子中有一個雙鍵或者一個環(huán) （ 2） 當(dāng) Ω= 2時 ， 表示分子中有一個叁鍵或 2 Ω1 （ 3） 二價原子 S、 O不參加計算； （ 4） 苯環(huán)可看成是三個雙鍵加一個環(huán) ， 即 Ω= 4， 當(dāng)Ω4時 ， 要考慮有無苯環(huán)的存在 。 （ 2） － C－ （ CH3） 2：兩個甲基的彎曲振動相互耦合 ，使 1370的峰分裂為雙峰： 1370/1380； （ 3） － CH3的不對稱彎曲和－ CH2的剪式彎曲重疊：1460 第三節(jié) 紅外吸收光譜儀器 一 、 紅外光譜儀主要部件 (色散型 ) 紅外光譜儀由光源 、 單色器 、 吸收地 、 檢測器和記錄系統(tǒng)五部分組成 ⒈ 光源：連續(xù)紅外光輻射 ， 常用的有能斯特?zé)艉凸杼及? ⒉ 吸收地：由于中紅外光不能透過玻璃和石英 ， 因此紅外吸收地是一些無機鹽晶體材料 ， 常用 KBr晶體 (易吸潮應(yīng)保持干燥 ) ⒊ 單色器：以光柵作為分光元件 ⒋檢測器：常用真空熱電偶，熱電量熱計，光電導(dǎo)管等。 （ 3） 醇 、 酚 － O—H 3700～ 3200 cm1 － O—H 3650～ 3580 cm1（ 游離 ） － O—H 3400～ 3200 cm1（ 締合 ） 注意：可判斷有無醇 、 酚 、 有機酸 。 內(nèi)部因素 （ 1） 誘導(dǎo)效應(yīng)：由于鄰近基團具有不同的電負(fù)性 ， 通過靜電誘導(dǎo)效應(yīng)引起基團中電荷分布的變化 ， 從而改變了鍵的力常數(shù) ， 使鍵或基團的特征頻率發(fā)生位移 。 相關(guān)峰的數(shù)目與基團的活性振動及光譜的波數(shù)范圍有關(guān)；用一組相關(guān)峰才可以確定確定一個官能團的存在 。 ：越差 ， 偶極矩變化越大 ， 對稱性分子沒有紅外活性 。 對于線形分子： 有兩種轉(zhuǎn)動方式，轉(zhuǎn)動自由度為 2 對于非線形分子： 有三種轉(zhuǎn)動方式，轉(zhuǎn)動自由度為 3 （ 3） 振動 因此：對于有 N個原子的分子來說 ， 總的運動自由度＝平動自由度＋轉(zhuǎn)動自由度＋振動自由度＝ 3N 振動自由度＝運動自由度－平動自由度－轉(zhuǎn)動自由度 對于線性分子：振動自由度＝ 3N－ 5 對于非線性分子：振動自由度＝ 3N－ 6 例如： H2， 雙原子分子 ， 3N－ 5＝ 1 H2O， 三原子分子 ， 非線性 ， 3N－ 6＝ 3 vs vas d CO2,三原子分子 ， 線性 ， 3N－ 5＝ 4 + + d t 例如：苯 ， 3N－ 6＝ 30種 ， 實際上苯的紅外譜圖上只有幾個吸收峰 ！ 說明：不單苯 ， 許多化合物在紅外譜圖上的吸收峰數(shù)目要遠(yuǎn)小于其振動自由度 （ 理論計算值 ） 。 從勢能圖上看區(qū)別 ！ 1 (1) Harmonic at low ? (2) DE bees smaller at high ? (broadens band) (3) Selection rule， D? = 177。 彈簧的力常數(shù) k來代表化學(xué)鍵的強度 （ N/cm） 。 ⒈ 紅外光譜不涉及分子的電子能級 ， 主要是振動能級躍遷 （ 當(dāng)然還有轉(zhuǎn)動能級的躍遷 ） 。 其中 ，中紅外區(qū)是研究 、 應(yīng)用最多的區(qū)域 ， 因為絕大多數(shù)有機物和無機離子的化學(xué)鍵基頻吸收都出現(xiàn)在中紅外區(qū) 。 一 、 分子的振動與振動能級 諧振子 （ harmonic oscillator） 對簡單的雙原子分子的振動可以用諧振子模型來模擬雙原子分子的化學(xué)鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧。 因此雙原子分子應(yīng)該看成是非諧振子 。 有三種平動方式，平動自由度為 3 （ 2） 轉(zhuǎn)動：分子在空間圍繞一個通過其質(zhì)心的軸轉(zhuǎn)動 。 四 、 影響吸收峰強度的因素 峰強度的劃分：按照吸光系數(shù)劃分 ε100，極強 20ε100，強 10ε20，中 1ε10，弱 影響因素： 躍遷幾率 和 偶極矩的變化值 （ 1） 從基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷 ， 幾率大：基頻峰一般較強 ， 而倍頻峰一般較弱； （ 2） 對于基頻峰：偶極矩變化越大的振動 ， 吸收峰越強 偶極矩： ， 即鍵的極性越大 ， 偶極矩變化越大： CCl比 C－ H強 。 （ 6） 相關(guān)峰：由一個官能團引起的一組具有相互依存關(guān)系的特征峰 。 內(nèi)部因素有 誘導(dǎo)效應(yīng) ， 共軛效應(yīng) ， 氫鍵作用 等； 外部因素 ， 測定樣品時 ， 試樣所處的 狀態(tài) 、 溶劑效應(yīng) 等因素影響基團頻率 。 注意：查閱文獻(xiàn)時要注意這兩點 ！ 七 、 常見官能團的 IR特征吸收 X－ H伸縮振動區(qū) （ 1） 飽和烴中 C－ H鍵： ?CH =3000~2800， 強吸收 —CH3 2960 cm1 反對稱伸縮振動 2870 cm1 對稱伸縮振動 —CH2— 2930 cm1 反對稱伸縮振動 2850 cm1 對稱伸縮振動 （ 2） 不飽和烴
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