第一章20红外吸收光谱法PPT课件

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任意两个相邻的能级间的能量差为：
E h h k 2
1 1 k 1307 k
2c
K化学键的力常数，与键能和键长有关，
为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的 折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
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问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？ 吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化
吸收峰强度 偶极矩的平方
偶极矩变化——结构对称性； 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)；m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级；
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内容选择：
第一节 红外基本原理
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
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C2H4O
1730cm-1 1165cm-1
H
O
C
CH
H 2720cm-1
H
（CH3）1460 cm-1，1375 cm-1。
（CH3）2930 cm-1，2850cm-1。
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四、红外吸收峰强度
intensity of Infrared absorption bend
有机化合物结构：可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。
应用：有机化合物的结构解析； 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度。
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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)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红 外活性。
偶极子在交变电场中的作用示意图
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分子振动方程式
双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级（量子化）：
E振=（V±1/2）h ：化学键的 振动频率； V ：振动量子数。（±1/2振动自旋量子数）
1．两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
(动画)
变形振动 亚甲基
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甲基的振动形式
伸缩振动（υ） 甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动（δ）
（弯曲振动）
甲基： 对称δs(CH3)1380㎝-1
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不对称δas(CH3)1460㎝-1
第二节 红外光谱与分子结构
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节 红外光谱仪器
infrared absorption spectrophotometer
第四节 红外谱图解析
analysis of Infrared spectrograph
第五节 激光几率和振动过程中偶极矩变 化的大小有关。（吸收峰强度∝偶极矩的平方 ）
键两端原子电负性相差越大（极性越大），瞬间偶基距 变化大，吸收峰强。
例2：CO2分子 （有一种振动 无红外活性）
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频 峰；（跃迁几率大）
（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰， 倍频峰； （跃迁几率小）
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例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为 9.6, 计算波数值。
v 12 1c k13 k 0 7 131 0 9./6 2 2 716c5 m 10
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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三、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
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２．峰位、峰数与峰强
（1）峰位：化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键 的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）； 反之，出现在低波数区（高波长区）。 例１ 水分子 （非对称分子）
（2）峰数：峰数与分子自由度有关。
{ 振动自由度
非线性：3N-6个 线 性：3N-5个
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第一章 红外吸收光谱分
析法
一、概述
introduction 二、红外吸收光谱产生的
条件
infrared absorption spec-
condition of Infrared absorption spectroscopy
troscopy，IR
三、分子中基团的基本振
第一节 红外光谱分析基本原理
动形式 basic vibration of the group
laser Raman spectrometry
结束
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第一章 红外吸收光谱
分析法
infrared absorption spectroscopy，IR
第二节 红外光谱与分子结构 infrared spectroscopy and molecular structure
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一、概述
introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构 、定性、定量
近红外区 中红外区 远红外区
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红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图： 纵坐标用吸收强度[吸光度A或透光率T(%) =(T/T0)%]表示 横坐标用波长λ( m )或波数σ＝1/λ (cm-1)表示
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表： 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
键类型 力常数 峰位
—CC — > —C =C — > —C — C —
15 17 9.5 9.9
4.5 5.6
4.5m
6.0 m
7.0 m
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越 小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
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in molecular
principle of IR
四、红外吸收峰强度 intensity of infrared
absorption bend
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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