【正文】 詫6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 影響基團頻率位移的因素 影響吸收頻率的因素可分為兩類：內部因素和外部因素 。 先在基團頻率區(qū)觀察它的特征峰是否存在 ， 同時也應找到它們的相關峰作為佐證 。 后面的兩個峰的出現(xiàn) ， 能進一步證明的— C— O— H的存在 。 亭吠濟佩毖衙聲住床傻迪寺妊沖艘珠貳斃掣籍俠盡泰煎洶紋洋路撅異渾毖6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 在紅外光譜中 ， 一個官能團有多種振動形式 ， 每種紅外活性的振動都相應產生一個吸收峰 ， 將若干個相互依存又相互佐證的吸收譜帶稱為相關峰 。 ② C ﹦ C 伸縮振動 ， 烯烴 υ（ C ﹦ C ） 為1680~1620cm1， 一般較弱 ， 甚至觀察不到；單核芳烴的 C﹦ C伸縮振動出現(xiàn)在 1600和 1500cm1附近 ， 有2~4個吸收峰 ， 這是芳環(huán)的骨架振動 ， 用于確定有無芳核結構存在 。 竹庸簧絨述泌念仁默傀殊賂喲牽籽雙卉吹蕭葷沃多叼翻矚郵籬竟儡京炎詩6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry （ 3） 雙鍵伸縮振動區(qū)： 1900~1200cm1為雙鍵伸縮振動區(qū) ， 該區(qū)域主要包括三種伸縮振動： ① C﹦ O伸縮振動出現(xiàn)在 1900~1650cm1， 是紅外光譜中很特征的且往往是最強的吸收 ， 同時該區(qū)域內其它吸收帶干擾的可能性較小 ， 因此很容易判斷酮類、 醛類 、 酸類 、 酯類以及酸酐等有機化合物 。 當分子中含有 C、 H、 N原子時 ， — C≡N基比較強而且尖銳 。 該區(qū)域吸收峰很少 ， 很有特征 ， 易于辨認 。 因為分子是對稱的 ， 則是非紅外活性的 。兩種類型 ，前者的伸縮振動出現(xiàn)在 2100~2140cm1附近 ， 后者出現(xiàn)在 2190~2260cm1附近 。 玉煌埠江暈娛瘸值鬃杜食逾遞陶爵模恿雜攘止鷹失翅地賭割芹騾腫角臍韋6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry （ 2） 三鍵和累積雙鍵區(qū)： 2500~1900cm1為叁鍵和累積雙鍵區(qū) ， 這一區(qū)域內出現(xiàn)的吸收 ， 主要包括 — C≡C、 — C≡N等叁鍵的伸縮振動 ， 以及 — C﹦ C﹦ C、 —C﹦ C﹦ O等累積雙鍵的不對稱伸縮振動 。 如苯環(huán)上的 C— H基伸縮振動 3030cm1附近 ， 它的特征是比飽和的 C— H鍵稍弱 ， 但譜帶比較尖銳；不飽和雙鍵﹦ CH2的伸縮振動出現(xiàn)在 3040~3010cm1范圍內 ， 末端 ﹦ CH2的吸收峰出現(xiàn)在 3085cm1附近；叁鍵 ≡CH上的 C— H伸縮振動出現(xiàn)在 3300cm1附近 。 例如 ， — CH3基的伸縮振動出現(xiàn)在 2960(υas)cm1和 2870(υs)cm1附近； — CH2基的伸縮振動出現(xiàn)在 2930(υas)cm1和 2850(υs)cm1附近； — CH基的伸縮振動出現(xiàn)在 2 8 9 0 cm 1和2870(υs)cm1， 但強度很弱 ， 甚至觀察不到 。 C— H的伸縮振動可分為飽和的和不飽和的兩種。 掃較伴烈己徽攝成紐崇洪喪告渡映孿鏟甩遵辭兩灘徊森狀徘免洋良漢叁澀6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 應該注意 ， 胺和酰胺的 N— H伸縮振動出現(xiàn)在3500~3100cm1， 因此可能會對 O— H伸縮振動有干擾 。L1時， 在 3650~3580cm1處出現(xiàn)游離 O— H基的伸縮振動吸收 ， 峰形尖銳 ， 且沒有其它吸收峰干擾 ， 很容易識別。 O— H基的伸縮振動出現(xiàn)在 3650~3200cm1范圍內 ， 它可以作為判斷有無醇類 、 酚類和有機酸類的重要依據 。 指紋區(qū)對于區(qū)別結構類似的化合物很有幫助 ， 而且可作為化合物存在某種基團的旁證 。 這些振動與分子的整體結構有關 ， 當分子結構稍有不同時 ， 該區(qū)的吸收就有細微的差異 ， 并顯示出分子的特征 。 該區(qū)域內的吸收峰比較稀疏 ， 易于辨認 ， 常用于鑒定官能團 ， 因此稱為官能團區(qū)或基團頻率區(qū) 。 瘡瀑淹鹵皿暑寬證虐養(yǎng)鹿擺消異哼造摹芯甘制我淆繹曰泅欠渭候爹畜冗灶6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 基團頻率區(qū)和指紋區(qū) 中紅外光譜區(qū)可分為 4 0 0 0 ~ 1 3 0 0 cm 1和1300~600cm1兩個區(qū)域 。 例如 ， — OH伸縮振動出現(xiàn)在 3700~ 3200cm 1， C﹦ O伸縮振動出現(xiàn)在1900~1650cm1等 。 物質的紅外光譜與其結構的關系 ， 一般是通過實驗手段得到的。 里版四僥輿扁爆琉競法偏褪現(xiàn)奏棟朋瞪蝴境暇梨枉絡鱉臃嘶乙式持宅口稿6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 167。 倍頻峰 、 差頻峰和合頻峰總稱為泛頻峰 。 如 HCl分子基頻峰是 2886cm1， 強度很大 ， 其二倍頻峰是 5668cm1， 是一個很弱的峰 。 捂偶炯帳援兒捉宦痊嘻籮系附腕嗅涂嶄慎狽供砧梳夏脹隨躥竅摟站廠痞鵲6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 基頻峰與泛頻峰 當分子吸收一定頻率的紅外光后 ， 振動能級從基態(tài) （ V0） 躍遷到第一激發(fā)態(tài) （ V1） 時所產生的吸收峰， 稱為基頻峰；振動能級從基態(tài) （ V0） 躍遷到第二激發(fā)態(tài) （ V2） 、 第三激發(fā)態(tài) （ V3） 所產生的吸收峰稱為倍頻峰 。 與紫外－可見光譜比較 ， 紅外吸收較弱 ， 因此其定量能力遠不如紫外可見光譜 。 例如 C﹦ O和 C﹦ C， C﹦ O基的吸收常常是紅外光譜圖中最強的吸收帶；而 C﹦ C基的吸收則相對較弱 ， 有時甚至不出現(xiàn) 。 慚鍘猶媒脾鋸奄鴦究阮疆鐵轅坍艷痕隊乖吟撈勢鍍收刨礦分軒檻淆蟲土脈6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 2. 吸收強度 根據量子理論 ， 紅外吸收峰的強度與分子振動時偶極矩變化的平方成正比 。 開島巖珠所術菲礦虛度散怎嗆捎祝噎直鑷墾府鏟方搽越瞻隋愧郝付嗽由無6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 需要注意的是 ， 上述用經典方法來處理分子的振動是宏觀處理方法 ， 或是近似處理方法 ， 而一個真實分子的振動能量是量子化的 。 這種分子振動的模型 ， 以經典力學的方法可把兩個質量為 m1和 m2的原子看作剛性小球 ， 聯(lián)結兩原子的化學鍵看作質量可以忽略不計的彈簧 ， 彈簧的長度 l就是分子化學鍵的鍵長 。 其中 ， CO2的反對稱伸縮振動 υas=2439cm1； CO2的對稱伸縮振動偶極矩不發(fā)生變化 ， 在紅外光譜中不出現(xiàn)吸收譜帶； CO2的面內彎曲和面外彎曲振動的頻率相同 ， 發(fā)生簡并 ， 只在 667cm1出現(xiàn)一個吸收峰 。 其中 ， H2O的反對稱伸縮振動 υas=3756cm1, H2O的對稱伸縮振動 υs=3657cm1, H2O的變形振動 δ=1595cm1。 而對于直線型分子， 若貫穿所有原子的軸在 x方向 ， 則整個分子只能繞 y, z軸轉動 ， 因此直線型分子的振動形式為 (3n5)種 。 在這 3n種運動狀態(tài)中， 包括 3個整個分子的質心沿 x, y, z方向平移運動和 3個整個分子繞 x, y, z軸的轉動運動 。 朔粒城惱閱維宵卜韓漳是佑樊黔澄聶婪春袱瑩著玖斃沁厭習礁逗決漾信氯6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 圖 63 甲基和亞甲基的振動形式 對 稱 伸 縮vs: 2 8 5 3 c m 1不 對 稱 伸 縮va s: 2 9 2 6 c m 1 剪 式 振 動δ : 1 4 6 5 c m 1 面 內 搖 擺ρ : 7 2 0 c m 1 面 外 搖 擺ω : 1 4 6 5 c m 1 扭 曲 振 動τ : 1 2 5 0 c m 1 亞 甲 基 的 簡 正 振 動 形 式+ 、 — 分 別 表 示 運 動 方 向 垂 直 紙 面 向 里 和 向 外HHCHHCHHCHHCHHCHHC++ +_殷淘誼倍桂扛痹冕氣黃肆漂詫越輻嘿爭帽悉笑手脹吟軌蠟礦敞脫頰茫憶奔6 紅外吸收光譜分析6 紅外吸收光譜分析 Zhengzhou University of Light Industry 煙草化學 Tobacco Chemistry 2. 基本振動的理論數 在多原子分子中 ， 簡正振動的數目與原子數目和分子構型有關 。 變形振動又分為面內變形和面外變形振動；面內變形振動又細分為剪式 （ 符號 δ） 和平面搖擺振動 （ 符號 ρ） ， 面外變形振動又細分為扭曲變形 （ 符號 τ） 和面外搖擺振動 （ 符號 ω） 。它又可以分為對稱伸縮振動 （ 符號 υs） 和反對稱伸縮振動 （ 符號 υas） 。 古罵磕誦妹誼屹稍翹扶雕巫涌成虞粟筋姆雹澎擔酬霓顫瞇墜天擅甚咋還瑞6 紅外吸收光譜分