【正文】 遷需要能量的大小取決于 K 和 ? ，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。如用連續(xù)頻率紅外光照射樣品，試樣對不同頻率紅外光吸收程度不同，通過試樣的紅外光在一些波數(shù)范圍減弱或仍較強(qiáng)，儀器記錄該紅外吸收光譜，進(jìn)行樣品定性和定量分析。 非對稱分子： 有偶極矩 ， 紅外活性 。 對稱分子 ： 沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。 能進(jìn)行定性和定量分析，鑒定化合物和測定分子結(jié)構(gòu)。 波數(shù)位置、波峰數(shù)目及吸收譜帶強(qiáng)度 反映分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可鑒定未知物結(jié)構(gòu)組成或確定其化學(xué)基團(tuán)；譜帶吸收強(qiáng)度與分子組成或化學(xué)基團(tuán)含量有關(guān)，可進(jìn)行定量分析和純度鑒定。 定性：基團(tuán)的特征吸收頻率； 定量：特征峰的強(qiáng)度； 紅外光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu) 紅外光譜法的特點(diǎn) 研究振動中伴有 偶極矩變化 的化合物 除單原子和同核分子外，幾乎所有化合物在紅外區(qū)均有吸收。 紅外光譜圖： 縱坐標(biāo)透射百分比 T%， 橫坐標(biāo)為波長 λ （ ?m ） 和波數(shù) 單位： cm1 可以用 峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng) 來描述。 在分子內(nèi)部除了電子運(yùn)動狀態(tài)之外，還有核間相對運(yùn)動，即核的振動和分子繞重心的轉(zhuǎn)動。 電子受到光、熱、電的激収，從一個能級轉(zhuǎn)移到另一個能級，稱為 躍遷 。Infrared and Raman ? 參考文獻(xiàn) : ? 1） 《 近代傅立葉變換紅外光譜技術(shù)及其應(yīng)用 》 吳瑾光 ,科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ? 2） 《 高分子結(jié)構(gòu)研究中的光譜方法 》 薛奇 ,高等教育出版社 ? 3） 《 有機(jī)分子結(jié)構(gòu)波譜解析 》 朱淮武 ,化學(xué)工業(yè)出版社 紅外吸收光譜是一種分子吸收光譜。 分子中電子總是處在某一種運(yùn)動狀態(tài)中，每一種狀態(tài)都具有一定的能量，屬一定能級。 由于分子內(nèi)部運(yùn)動所牽涉到能級變化較復(fù)雜，分子吸收光譜也較復(fù)雜。 一、概述 introduction 分子中基團(tuán)的振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生：振 轉(zhuǎn)光譜 輻射 → 分子振動能級躍遷 → 紅外光譜 → 官能團(tuán) → 分子結(jié)構(gòu) 近紅外區(qū) 中紅外區(qū) 遠(yuǎn)紅外區(qū) 分子振動能量比轉(zhuǎn)動能量大，當(dāng)収生振動能級躍遷時(shí)，不可避免地伴隨有轉(zhuǎn)動能級的躍遷，所以無法測量純粹的振動光譜，而只能得到 分子的振動 轉(zhuǎn)動光譜，稱為紅外吸收光譜。 應(yīng)用：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析。除光學(xué)異構(gòu)體，某些高分子量高聚物及分子量微小差異的化合物外，結(jié)構(gòu)不同兩化合物不會有相同紅外光譜。 氣、液、固體 樣都可測，用量少，速度快，不破壞樣品。 二、紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件 condition of Infrared absorption spectroscopy 滿足兩個條件： (1)輻射具物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需能量； (2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用 。如： N O Cl2 等。 一定頻率紅外光照射分子，如分子中某基團(tuán)振動頻率和它一致，會產(chǎn)生共振，此時(shí)光的能量通過分子偶極矩變化傳遞給分子，基團(tuán)吸收一定頻率紅外光，產(chǎn)生振動躍遷。 偶極子在交變電場中的作用示意圖 分子振動方程式 分子的振動能級（量子化）： E振 =（ V+1/2） h? ? ： 化學(xué)鍵的 振動頻率； V ： 振動量子數(shù)。 表 某些鍵的伸縮力常數(shù)（毫達(dá)因 /埃） 鍵類型 —C?C — —C =C — —C — C — 力常數(shù) 15 ? 17 ? ? 峰位 2222 cm1 1667 cm1 1429 cm1 化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)（ K越大）原子折合質(zhì)量越小，化學(xué)鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 正己烯中 C=C鍵伸縮振動頻率實(shí)測值為 1652 cm1 上述用經(jīng)典方法來處理分子振動是宏觀處理方法。 11 6 5 0212691 3 0 71 3 0 7211 ?????? cm/.????kkcv三、分子中基團(tuán)的基本振動形式 簡正振動 basic vibration of the group in molecular 1．兩類基本振動形式 伸縮振動 亞甲基： 變形振動 亞甲基 振動狀態(tài)是分子質(zhì)心保持不變，整體不轉(zhuǎn)動，每個原子在其平衡位置附近做簡諧振動，振動頻率和相位相同，即每個原子都在同一瞬間通過其平衡位置，且同時(shí)達(dá)到其最大位移值。 （ 2）峰數(shù) 無瞬間偶極距變化時(shí)無紅外吸收。 分子由 n個原子組成，每個原子在空間有 3個自由度，因此n個原子組成的分子共有 3n個自由度，即 3n種運(yùn)動狀態(tài)。這 6種運(yùn)動不是分子振動，振動形式有（ 3n6） 種。 水 —非線型分子的振動形式： 3n6=96=3 二氧化碳 —線型分子的振動形式： 3n5=95=4 例 2 CO2分子 （有一種振動 無紅外活性） （ 4）由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個強(qiáng)的吸收峰，基頻峰； （ 5）由基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個弱的吸收峰，倍頻峰； （ 3）瞬間偶極距變化大，吸收峰強(qiáng)；鍵兩端原子電負(fù)性相差越大（極性越大），吸收峰越強(qiáng)； 比預(yù)期振動譜帶數(shù)目少的影響因素 （ 1）沒有偶極矩變化的振動，不產(chǎn)生紅外吸收； （ 2）相同頻率的振動吸收重疊，即簡并； （ 3）儀器不能區(qū)別頻率十分接近的振動，或吸收帶很弱，儀器無法檢測； （ 4）有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外。 ?（ CH3） 2930 cm1， 2850cm1。 注意區(qū)分 —NH伸縮振動： 3500 ? 3100 cm1 （ 3）不飽和碳原子上的 =C—H（ ? C—H ） 苯環(huán)上的 C—H 3030 cm1 =C—H 3010 ? 2260 cm1 ? C—H 3300 cm1 （ 2）飽和碳原子上的 — C— H 3000 cm1 以上 —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 —C—H 2890 cm1 弱吸收 3000 cm1 以下 2． 叁鍵（ C ?C） 伸縮振動區(qū) （ 2500 ? 1900 cm1 ） 在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少； （ 1） RC ? CH （ 2100 ? 2140 cm1 ） RC ? CR’ （ 2190 ? 2260 cm1 ） R=R’ 時(shí)，無紅外活性 ? （ 2） RC ?N （ 2220 ? 2260 cm1 ） ? 非共軛 2240 ? 2260 cm1 ? 共軛 2220 ? 2230 cm1 ? 僅含 C、 H、 N時(shí)：峰較強(qiáng)、尖銳； ? 有 O原子存在時(shí)； O越靠近 C ? N， 峰越弱； 3． 雙鍵伸縮振動區(qū)（ 1900 ? 1200 cm1 ） （ 1） 烯烴 RC=CR’ 1620 ? 1680 cm1 強(qiáng)度弱， R =R’（ 對稱 ） 時(shí)， 無紅外活性。 苯衍生物的 C=C 苯衍生物在 1650 ? 2022 cm1 出現(xiàn) CH和 C=C鍵的面內(nèi)變形振動的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可為判斷取代基位置提供參考。 飽和醛 (酮 )17401720 cm1 ；不飽和醛 (酮 )向低波移動； 4. X—Y伸縮， X—H 變形振動區(qū) 1650 cm1 指紋區(qū) (1350 ? 650 cm1 ) 較復(fù)雜。 （ 1） 1300 cm1 ~ 900 cm1是 CO、 CN、 CF、 CP、 CS、 PO、 SiO等單鍵伸縮振動和 C=S、 S=O、 P=O等雙鍵伸縮振動吸收。CO伸縮振動 1300~1000 cm1 ，該區(qū)域最強(qiáng)峰，易識別。 利用苯環(huán) CH面外變形振動吸收峰和 2022~ 1667cm1區(qū)域苯的吸收峰，配合確定苯環(huán)取代類型。 苯環(huán)二取代的紅外 （ a. 鄰位 b. 間位 c. 對位） 紅外光譜的八個重要區(qū)段 1．內(nèi)部因素 （ 1）電子效應(yīng) a． 誘導(dǎo)效應(yīng) ： 吸電子基團(tuán)使吸收峰向高頻方向移動（蘭移） 影響峰位變化的因素 molecular structure and absorption peaks 化學(xué)鍵振動頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，還