紅外概述ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 03:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0→ 1 振動的差頻： 基頻的差 v 10→ 1 v 20→ 1 泛頻峰可以觀察到，但很弱，可提供分子的“指紋”。 倍頻、組頻、差頻統(tǒng)稱為泛頻 關于紅外吸收峰的數(shù)目 例如：苯的簡諧振動的自由度 =3 12 6=30；再考慮到倍頻 、組頻 、 差頻等 ， 產(chǎn)生的紅外吸收峰應該非常多 。 實際上大多數(shù)紅外吸收光譜圖上的吸收峰數(shù)目小于理論數(shù)目 。 為什么 ？ (1) 存在沒有偶極矩變化的振動模式 (2) 存在能量簡并態(tài)的振動模式 (3) 儀器的分辨率分辨不出的振動模式 (4) 振動吸收的強度小，檢測不到 (5) 某些振動模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。 二、紅外光譜產(chǎn)生的條件 (1) 輻射能應具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需的能量； 根據(jù)量子力學原理 ， 分子振動能量是量子化的 ， 即 E振 =（ V+1/2） h? ?為分子振動頻率 ， V為振動量子數(shù) ， 其值取 0， 1， 2， … 分子中不同振動能級差為 ?E振 = ?Vh? 也就是說，吸收光子的能量（ h ?a ）要與該能量差相等，即?a= ?V? 時，才可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。 例如當分子從基態(tài)（ V=0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（ V=1），此時?V=1，即 ?a= ? (2) 輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用，產(chǎn)生偶極炬的變化 沒有偶極矩變化的振動躍遷，無紅外活性： 如：單原子分子、同核雙原子分子： He、 Ne、 N O ClH2 等。 沒有紅外活性 。 如：對稱性分子的非對稱性振動，有偶極矩變化的振動躍遷，有紅外活性 。 如：非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。 沒有偶極矩變化、但是有極化度變化的振動躍遷， 有拉曼活性。 例１ 水分子 峰數(shù)與分子自由度有關。無瞬間偶極距變化時，無紅外吸收 例２ CO2分子 三、紅外吸收峰強度（峰強） 1．紅外吸收峰強度的分類 ε 100 非常強吸收峰 vs 20ε100 強吸收峰 s 10ε 20 中強吸收峰 m 1ε10 弱吸收峰 w 2. 紅外吸收峰強度的影響因素 ⑴ 振動能級的躍遷幾率 振動的基頻的躍遷幾率大于振動的倍頻 ， 因此基頻的吸收峰強度比倍頻強 。 ⑵ 振動能級躍遷時，偶極矩的變化 同樣的基頻振動， 偶極矩的變化越 大，吸收峰也越強。 ? 原子的電負性 化學鍵兩端連接原子的電負性相差越大，伸縮振動時 偶極矩的變化越 大，吸收峰也越強。 ν OH ν CH νCC ? 振動方式 反對稱伸縮振動 對稱伸縮振動 變形振動 vas vs δ 偶極矩的變化大小與三個因素有關： ? 分子的對稱性 分子的對稱性越差，伸縮振動時 偶極矩的變化越 大，吸收峰也越強。 四、紅外光譜中的吸收峰位置（峰位） （一） 特征峰與相關峰 能用于鑒定官能團存在的吸收峰，稱為特征峰，其對應的頻率稱為特征頻率。 紅外光譜中，習慣上用波數(shù)來表示頻率，單位仍是 cm1 例如： NH2,特征頻率為 3500~3100 cm1 同一基團形成的相互依存相互佐證的多個振動吸收峰稱為相關峰。 例如： CH3的相關峰有 νCH(as) 2960 νCH(s) 2870 ρCH 1470 δsCH 1380 鑒別基團時必須找出主要的相關峰才能確認 ? 基團頻率 主要是由基團中原子的質(zhì)量和原子間的化學鍵力常數(shù)決定 。 ? 影響振動吸收頻率的因素有兩大類：一是 外因 ， 由測試條件不同造成的；二是 內(nèi)因 ， 由分子結(jié)構(gòu)不同所決定 。 ? 同樣的基團在不同的分子和不同的外界環(huán)境中 ， 基團頻率可能會有一個較大的范圍 。 因此了解影響基團頻率的因素 ， 對解析紅外光譜和推斷分子結(jié)構(gòu)都十分有用 。 （二）影響紅外吸收峰位移（峰位、頻率）的因素 1. 內(nèi)部因
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