第五章+红外光谱分析
1. 化学键的极性愈大,振动时偶极矩变化愈大,吸收谱带的强度越强 C = O, SiO, C - Cl 有很强的IR吸收带 C = C, C - C, C - N 其伸缩振动吸收带很弱
2. 分子对称性愈高,振动时偶极矩变化越小,吸收谱带越弱
S (C = C) 1585 cm-1有吸收带 C = C 键全对称伸缩,在 1585 cm-1无吸收带
R-C C-R ´ s C C 2260 ~ 2190 cm-1 (w)
R-C C-R
无吸收带
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2. 氰基 R-C N (s C N) 非共轭 2240 ~ 2260 cm-1 共轭 2220 ~ 2230 cm-1
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二、红外吸收光谱产生的条件
Condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件:
(1) 分子的振动频率与红外辐射的频率相同 (2) 分子振动或转动时必须有瞬间偶极矩变化
偶极矩 m = q . d
典型的特征基团有:OH 伸缩振动
(s O-H)(宽峰)
N2H,NH 伸缩振动 (s N-H)(尖峰)
COOH伸缩振动 (s O-H) (宽峰)
=C-H 伸缩振动
(s C-H)
C-H 伸缩振动
(s C-H)
(2) 2500 ~ 1900 cm-1 三键,累积双键伸缩振动区
1. 炔基 R-C C-H s C C 2140 ~ 2100 cm-1 (m)
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波数范围: 4000 cm-1 至 400 cm-1 分辨率:0.09 cm-1
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第一节 红外光谱吸收的基本原理
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一、红外光谱的基团频率
Group frequency in IR
二、主要基团的特征吸收峰
Characteristic absorption peaks of most groups
三、影响峰位移的因素
Equations and basic vibration of the group in molecular
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例题: 计算C = C键的K = 9.5 ~ 9.9 ,令其 为9.6, 计算波数值。
s=1= 1
l 2pc
k
m
= 1307
k
m
= 1307
9.6 = 1650 cm-1 12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1。表明把双原子分子作 简谐振子,利用经典力学讨论双原子分子的振动,能基本说明分子振动 光谱的特点
问题:1. 紫外、可见光谱,红外光谱的特点及相互区别?
2. 比较 C=C,C=N,C=O 的强弱。
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第五章 红外吸收光谱分析
Infrared absorption spectroscopy
第二节 红外吸收光谱与分子结构
Infrared spectroscopy and molecular structure
远红外光区:主要研究气体分子的转动跃迁及晶体中的晶格振 动,特别适合研究无机化合物,该光区能量弱。
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红外光谱图:
s ( cm-1)
ห้องสมุดไป่ตู้
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T%
λ(mm )
纵坐标为吸收强度A或百分透射率T%, 横坐标为 波长λ ( mm )或波数 s ( cm-1)
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一、概述 -----1、红外吸收光谱的概念
红外光谱是当分子受到红外区域的电磁辐射后,吸收一部分红外光,使分子中原 子的振动能级与转动能级跃迁所产生的分子吸收光谱。因此,红外光谱也称红外 吸收光谱或分子振动-转动光谱
波数:波长的倒数,表示每厘米长光波中波的数目。s/cm-1=1/(l/cm)
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(二)多原子分子的振动 1.两类基本振动形式
1.伸缩振动(u)-- 键长变化,键角不变化
sas: 不对称伸缩振动 (反对称伸缩振动) ss : 不对称伸缩振动
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一、红外光谱的级团频率
Group frequency in IR
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与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动 频率——基团特征频率(特征峰)
例: 2800 ~ 3000 cm-1 —CH3 特征峰; 1600 ~ 1850 cm-1 — C=O 特征峰
Basic principle of Infrared absorption spectroscopy
第二节 红外吸收光谱与分子结构
Infrared spectroscopy and molecular structure
第三节 红外谱图解析
Analysis of Infrared spectrograph
仅含C、H、N时:峰较强、尖锐;有O原子存在时; O越靠近C N,峰越弱;
第四节 红外光谱的定性定量分析
Analysis and qualitative analysis of Infrared spectrograph
第五节 红外光谱仪器
Infrared absorption spectrophotometer
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第五章 红外吸收光谱分析
Infrared absorption spectroscopy
第一节 红外吸收光谱分析的 基本原理
Principle of IR
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一、概述
Introduction
二、红外光谱产生的条件
Condition of Infrared absorption spectroscopy
2. 变形振动--原子垂直于价键的振动,
键长不变,键角变化
动画
w: 面外摇摆振动 t: 扭曲振动 d:剪式振动 r:面内摇摆振动
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2. 基本振动的理论数
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多原子分子在红外谱图上,可以出现一个以上的基频 吸收带,基频吸收带的数目等于分子振动自由度 线形分子 振动形式有3N-5 非线形分子 振动形式有3N-6 其中 N 为 分子中原子数目
三、分子振动方程和分子 中基团的振动形式
Equations and basic vibration of the group in molecular
四、红外吸收蜂强度
Intensity of infrared absorption band
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K - 化学键的力常数,与键能和键长有关(单位为 N·m-1)
c - 光速 (2.998×1010cm·s-1 ) M 折合原子量
m - 折合质量 m =m1m2/(m1+m2)[m1,m2是两个原子的质量(克)] 由上式可见,振动频率与力常数 k 成正比,与折合质量 m 成反比
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吸收峰形状的表示: 宽峰(broad band) 尖峰 (sharp band) 肩峰 (should band) 双峰 (double band)
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基频: n1, n2 倍频:为基频的倍数(2n1, 2n2) 合频:两个频率之和( n1+ n2, n1+n3 ) 差频: 两个频率的差 ( n1- n2, n3-n4 )
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