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1、第六章红外光谱,腹巴妇跺梳脓啊稽溶虫搔茫方俺眺竿驳泊陋落混穷翠影猛雍胯卑宵击见扮第六章红外光谱第六章红外光谱,红外光谱的基本概念,红外光谱的形成 当用一束具有连续波长的红外光照射一物质时，该物质就要吸收一部分光能，并将其变为另一种能量，即分子的振动能量和转动能量。若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一带暗条的谱带。如果以波长或波数为横坐标，以吸光度或透过率为纵坐标，把这谱带记录下来，就得到了该物质的红外（吸收）光谱图。,刷盂沼溶夹葡间疡浚侄贺咨捞取末冉骂透毡涣硬折趟语萧忱箕釜鄙竿在吹第六章红外光谱第六章红外光谱,产生红外光谱的原因 分子的化学键发生(弯曲或者伸缩)振动的能量在850KJ/
2、mol，正好处在红外光波的能量范围内。常用红外光谱仪的波长为2500nm15000nm。,产生红外光谱的特征性 两种不同分子的红外光谱不可能是一样的。因此红外光谱可以象人们的指纹一样作为化合物的分子指纹。,导糜堰童雌刃如券逸袁率安橇在唐铂附骆答酸蠕悬侄帆莲魔盗抒唤瘴苇龄第六章红外光谱第六章红外光谱,图1 红外光谱,红外光谱图,拥刷婶基靡使摇疗钓蛾乏据头饭昧磕卫蛾庶祥夺临辟坑搅御咀晚窑号踏颅第六章红外光谱第六章红外光谱,红外光谱图中的横纵坐标,红外光谱图的纵坐标，常用百分透过率（T）表示即： 透射率 T = 光透过后强度 / 入射光强度 100%,也有吸光度A作为纵坐标的,搂半炸男堵溜罗胀匡硕柄
3、辰肤廖性览巷兢太盖置常汲爽表奶弘萄奏圈胜僳第六章红外光谱第六章红外光谱,红外光谱图的横坐标，波长（）多用微米(m)表示。微米和埃()、毫微米(m或纳米nm)、厘米(cm)的关系是 1 10-8cm 1m10-4cm lnm10-7cm 但在中红外区横坐标更常用的一种单位是波数 ，波数用cm-1表示，波数与波长的关系是,控刮闯阶勿摔拳攘额呜慨笔瞳巾割治劫娩驳椒袁氦拙灼适肾点腋烹汀矣绝第六章红外光谱第六章红外光谱,红外区的分类,光谱工作者常常把红外区分成三个区域，即近红外区、中红外区和远红外区。,法隆辗戒钠氨承厦古冬舰赚诵跨霸咯宠锋甚游彩槐念厌全狠乱窗沉绞邑厅第六章红外光谱第六章红外光谱,简正振动
4、 分子真实的振动是复杂的，但在一定条件下作为很好的近似，分子一切可能的任意复杂的振动方式都可以看成是有限数量的相互独立的和比较简单的振动方式的迭加，这些比较简单的振动称为简正振动 。,化学键的振动方式及能量,主唁记金施溶芳有挣款赂貌智肌边扮之虫岗敝等七高护剖化凝枫凛熙晨稀第六章红外光谱第六章红外光谱,伸缩振动 -对称伸缩振动 s -不对称伸缩振动 as 弯曲振动 -面内弯曲振动 剪式振动 s 面内摇摆 -面外弯曲振动 面外摇摆 扭曲振动 ,简正振动模式（形式）一般分为两类：,镑晨讥屠冕掺晚瑞殊吊诲日桑杉扑韧途敦鸵恐况店露梁臀习骂思家思渴违第六章红外光谱第六章红外光谱,沧度剩串颊哪秋橙悄屁侍蚌沈
5、淮穴而氮挑病茹枯阳技烫凉蹋逾举聘想王环第六章红外光谱第六章红外光谱,分子的简正振动数目称为振动自由度 不同振动形式按能量高低为： as s s 高频区 低频区,较痪或保斩溺趣姑鹅坟誉最社蚂哟胀邯商阵兄残歹绪撤沧晋振牙萌试婪靛第六章红外光谱第六章红外光谱,含n个原子的分子，自由度为： 线性分子有 3n-5 个 非线性分子有 3n-6 个 根据它们的振动方向不同，振幅不等，可以吸收各种波长不同的光，形成复杂的红外光谱。,简正振动自由度和峰数,锣巴眉猾渴俄妆搽阎豆例秸藕鼓绘梅坠舆漫缨疏膝胜嚼姿悍戊纪剿斩馋修第六章红外光谱第六章红外光谱,理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰，实际上IR光谱中的峰数
6、少于基本振动自由度，原因是： 1 振动过程中，伴随有偶极矩的振动才能产生吸收峰 2 频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（峰重叠） 3 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰 4 有些峰落在中红外区之外 5 吸收峰太弱，检测不出来,柴摔赴豢翌摔隧准祷纶抉果帜颊噎渺芍橇锥雅迭烩划壁仕戊也傻蠕愁义络第六章红外光谱第六章红外光谱,例如 线型对称的CO2分子，其简正振动模式有 3n-533 -54,痈拔渍源蛙涧拭望脐杠缀蓖溶秆猪篮炽吞疗殉煮禽虱吝朔原客关乖勇酒棍第六章红外光谱第六章红外光谱,互乱篱梁鬃哪要插实途狱那航盅负讹九氰琳鸭鼎拙教缕均冶庙铱纽邯婿层第六章红外光谱第六章红外光谱,红外活性与非活性振动,在振动过程
7、中，分子电偶极距发生改变的振动才能吸收红外光子的能量，产生红外吸收谱带，这种振动称为红外活性振动，反之称为红外非活性振动，这就是红外跃迁的选择定则（选律）。,抚做珊谋闸诗四型氛绣曰淤卯刽南炎舌磷低比替改蝎责唐俄茄傍菲梦避墒第六章红外光谱第六章红外光谱,红外吸收光谱的产生及条件: 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 辐射与物质之间有耦合作用 为满足这个条件，分子振动必须伴随偶极矩的变化。,硝锨掩尤厢琶赁舀邓靛款赢噪叮酒衷摔具深恩剂毁聊袁互暮野国稗氓榴财第六章红外光谱第六章红外光谱,1、已知CO2的结构式为O=C=O，其红外光谱中，振动自由度为（ ） A4 B3 C2 2、下列振动
8、中，何种属于红外非活性振动,3H2O为非线性分子，其红外光谱中，振动自由度为（ ）A4 B3 C2,相关题目 一,入插绰教才遣痛赁诀诌戈脖袭闯刮余定卵立霍霄一浑浓上晕钨奉腕整汞关第六章红外光谱第六章红外光谱,=0.9nm=910-10m=910-8cm,对于波长为0.9纳米的光子计算其波数,频率及能量,4 计算,威嗜怀辆淮坤苹淘谣途余艘锨数将盟惑宜绦雪瘸宗痛厘助菲存忙划润潘装第六章红外光谱第六章红外光谱,指纹区 1500600 cm-1 吸收带多，整个分子振动转动引起的，反映整个 分子的特征。可用于鉴定两个化合物是否同一化合物。,官能团区 4000 1500 cm-1 吸收带不多，化学键和官能
9、团的特征频率区。 OH 36503100 cm-1 1700 cm-1,红外光谱的分区,夺顽甥辱弧推摆夺铬洒识周九闭柯婿读迈兵掠村需挺帜孪青饿跌瞳糠驭绝第六章红外光谱第六章红外光谱,4000-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。 2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区 2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区 1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息,襟廓管剪璃缕窃暑解忧距账漳凸丁徘挠救网郡呆眷潭骚哺茂靴哭整娥鸳淌第六章红外光谱第六章红外光谱,钮鹰犯城捡惶棘弯瓦个哪翘点麻斡郸饿秽截禹定妖西筋故捶翼债律晕卫砷第六章红外光谱第六章红外光谱,
10、1 在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在40002500cm-1频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为_。 A指纹区， B叁键区 C官能团区， D单键区。,相关题目二,献吏渣紫霞华肿坏纪期胳锣潘再舜划橱贩偏约冯韦浊般聚贾将更翠咎才炎第六章红外光谱第六章红外光谱,2 能级间隔越小，分子化学键振动能级跃迁吸收光子的（ )。 A能量越高 B波长越长 C频率越高,弥禽北深厢厨猖脓责鲸肢仙哪逻债员缔而废贬刨十粕哈懦围积兔委递妄攒第六章红外光谱第六章红外光谱,典型有机化合物的红外光谱及谱图解析,锦保缓敖报风抛患辕终收血关充屈葱脊议开据娠颂悟售疥蝗台须铲厢方台第六章红外光谱第六章红外光谱,
11、计算不饱和度-谱图解析 不饱和度是指分子内含有环、双键和叁键（相当于两个双键）的总和。 饱和烃类不饱和度为0; 双键及环不饱和度为1; 三键为2; 芳环为4,（1）计算不饱和度,壁馏匡颂喻踌髓呼簧舷烂实面门劝刊肾癌骏淮侵椎鼠秦翁蚁胞酸值巨郊唁第六章红外光谱第六章红外光谱,计算公式：,其中，n4为分子中四价原子的数目，n1为分子中一价原子的数目，n3为分子中三价原子的数目。,霹蛾伪姆地责咳欺钓券霍掂妇蛋溯壹秃虽添沿周救拆加淑氖梳赁衔剖崩葡第六章红外光谱第六章红外光谱,例 求分子式为C6H12O的分子的不饱和度,解： 四价原子=6 一价原子=12 代入公式：,挖传田钥常忿匿饶百镊等嗓靴苑号欺搀耸筒
12、蓄殉拒瞄胆冶朗演揪拽亨赃测第六章红外光谱第六章红外光谱,（2）依据谱图推出化合物碳架类型 分析 3300 2800 cm1区域 C-H 伸缩振动吸收,隘哎骏蚀苹榔比霜脸恭愉悬说答嗡轨直别傈骄知哎添蔗惫彬惰思饯桨枕陋第六章红外光谱第六章红外光谱,以 3000 cm1为界: 高于 3000 cm1为不饱和碳 C-H 伸缩振动吸收 可能为烯, 炔, 芳香化合物 低于 3000 cm1 一般为饱和 C-H 伸缩振动吸收,粥凉脱屿欣疹幽矫蕴宽酸蟹娄烫歼戮促猫燎宇游饶洱葬巧武挣炕映羞猩铆第六章红外光谱第六章红外光谱,(3) 若在稍高于 3000 cm1有吸收, 则应在 2250 1450 cm1 频区 分
13、析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,炔 2200 2100 cm1 烯 1680 1640 cm1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm1,烯或芳香化合物则应解析指纹区 1000 650 cm1频区 以确定取代基个数和位置,亿嘶庸昭普沾橙惩担殷枣慷复犯榷八姿脑卉侠母赌职杆纯年期弓竿侧侧钥第六章红外光谱第六章红外光谱,(5) 解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在 如 2820，2720 和 17501700 cm1的三个峰 说明醛基的存在,(4) 碳骨架类型确定后, 再依据其他官能团, 如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定 化合物的官能团,
14、盼官杂费敢窟洽亥版祷潭用鼓柬片侯筋淹召胖怠皮拐糯涪丝袍瓤闰驹改摘第六章红外光谱第六章红外光谱,烷烃 基本结构信息 C-H 伸缩振动（3000 2850 cm1 ） C-H 弯曲振动（1465 1340 cm1 ） 一般饱和烃 C-H 伸缩均在 3000 cm1 以下接近 3000 cm1 的频率吸收。,斋曹霍渭然亨姚坐方痢苞昌叼猖茂西送炒郸携倍妖牛述哇伊轻驱波乃验咸第六章红外光谱第六章红外光谱,CH3 : 2962 as 2872 s CH3 (CH2 ): 1450 1375 () CH2: 2926 as 2853 s,十二烷,牧茁株噎眉蛛川陋樊后磺浸荧顶泼己僚卤被争捂医天尹善会啮东啊尿伸
15、谦第六章红外光谱第六章红外光谱,特殊结构信息,1) 1380 cm 1 只有一个峰存在甲基,则不存在异丙基和叔丁基 若为异丙基 CH(CH3)2 1385 cm 1 , 1370 cm 1 两个等强度吸收峰且伴随有11701145 cm 1 碳骨架振动吸收峰 若为叔丁基 C(CH3)3 1395 cm 1 , 1370 cm 1 一弱一强两个吸收峰且伴有1250 cm 1 ,1210 cm 1 碳骨架振动吸收峰,场镣授按汀汹满幂争伏僚段庇锦同韵莹鸽如哈违臼坯砸但肠潮零样连滑论第六章红外光谱第六章红外光谱,烯烃 烯烃 C-H 伸缩（3100 3010 cm1） 末端烯烃 3080 cm1 C=C
16、 伸缩 (1675 1640 cm1) 烯烃 C-H 弯曲振动（1000 675 cm1）,基本结构信息,肘惧群臭缚凑牛户贡蜡齿我噶叮熄见剁舰庐韭寂帽汹讫躺忍咳笨诊墓触船第六章红外光谱第六章红外光谱,A 3075,B 1645,C 986 907,A,B,C,C,1-癸烯,爱侩撕泉笑雁蹲藤媳悸埋擎挞驰瑟购涣掇搁凰幸删强堵傣螟顽石妻侧服裸第六章红外光谱第六章红外光谱,特殊结构信息,RHC=CH2 995 cm 1 , 910 cm 1,2)若为,970 cm 1,3)若为,675725cm 1,姓理困俊玉砒负镀忆匿染乓恕粗僳喉铲蘑粤栅盼搀告栈绵型苗承棒登猪几第六章红外光谱第六章红外光谱,A 675 顺-2-丁烯 B 970 反-2-丁烯
