《有机波谱分析》PPT课件
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有机波谱分析复习 ppt课件
故该化合物的结构为A。
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6
二、红外光谱
4.某化合物分子式为C7H5NO2 ,其 红外谱图有下列结构信息:3095cm1,2840cm-1(中强),2730cm-1 (中强),1708cm-1,1608cm-1, 1535cm-1,1348cm-1,853cm-1, 822cm-1。试推求该化合物的结构, 并指定各峰的归属。
波谱分析复习
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1
一、紫外光谱
1.(1)共轭非封闭体系烯烃的 π→π*跃迁均为强吸收带, λmax=210-250nm ,ε≧104,称为 K带;
(2)n→π*跃迁λmax>250nm , ε﹤100,为禁阻跃迁,吸收带弱, 称为R带。
PPT课件
2
2.2-(环己-1-烯基)-2-丙醇在硫酸
S CH2
m/z=88
CH3
+
H2C CH
S CH2
m/z=73
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26
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18
四、核磁共振碳谱
O
9. CH3CH2CNHCH2CH3 的13C谱峰归属。
170.8
O CH3CH2CNHCH2CH3
42.3 23.3 11.2 23.2
23.2 42.3 170.8 23.3 11.2
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
PPM
PPT课件
19
10.
O 的13C谱峰归属。
PPT课件
23
14. CH3SCH2CH(OH)CH3的主要碎 片离子峰如下图。
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24
OH
47
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6
二、红外光谱
4.某化合物分子式为C7H5NO2 ,其 红外谱图有下列结构信息:3095cm1,2840cm-1(中强),2730cm-1 (中强),1708cm-1,1608cm-1, 1535cm-1,1348cm-1,853cm-1, 822cm-1。试推求该化合物的结构, 并指定各峰的归属。
波谱分析复习
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1
一、紫外光谱
1.(1)共轭非封闭体系烯烃的 π→π*跃迁均为强吸收带, λmax=210-250nm ,ε≧104,称为 K带;
(2)n→π*跃迁λmax>250nm , ε﹤100,为禁阻跃迁,吸收带弱, 称为R带。
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2
2.2-(环己-1-烯基)-2-丙醇在硫酸
S CH2
m/z=88
CH3
+
H2C CH
S CH2
m/z=73
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26
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18
四、核磁共振碳谱
O
9. CH3CH2CNHCH2CH3 的13C谱峰归属。
170.8
O CH3CH2CNHCH2CH3
42.3 23.3 11.2 23.2
23.2 42.3 170.8 23.3 11.2
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
PPM
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19
10.
O 的13C谱峰归属。
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23
14. CH3SCH2CH(OH)CH3的主要碎 片离子峰如下图。
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24
OH
47
《有机波谱分析》课件
有机波谱分析
1
主要内容:
有机波谱分析 ①红外光谱 ②紫外光谱 ③核磁共振谱(包括1HNMR和13CNMR) ④质谱(包括色质联谱) 。
2
第一章 红外光谱
3
1.1 概述
•
红外光谱具有测定方法简便、迅速、所需
试样量少,得到的信息量大的优点,而且仪器
价格比核磁共振谱和质谱便宜,因此红外光谱
在结构分析中得到广泛的应用。
根据存在的化学键和官能团以及其他结构 信息,通过与标准谱图的对比推断分子结构, 进行定性分析。
5
3.定量分析 红外光谱适用于一些异构体和特殊体系的
定量分析,它们的红外光谱尤其是指纹区的光 谱各有特征,因此可利用各自特征吸收峰的强 度定量。 4.鉴定无机化合物
不要认为红外光谱只能鉴定有机物,它也是 鉴定无机物很好的手段之一,例如络合物的研 究,地矿科学的研究也普遍采用红外光谱。
双原子分子中原子是通过化学键联结起来 的,可以把两个原子看成是两个小球,把化学键 看作质量可以忽略不计的弹簧,如图1-3所示。它 们在平衡位置附近作简谐振动。
图1—3 双原子分子振动示意图
A—平衡状态;B—伸展状态
16
根据虎克定律双原子分子的频率公式为:
基团和化学键的特征频率取决于化学键 的强弱和化学键所连接的两个原子的质量。
• 中红外区(波长范围2.5-25μm)(4000-400cm-1 )
分子中原子振动的基频谱带在此区。所谓基频是分子从 基态跃迁到第一激发态的共振吸收频率。此区适用于有机化 合物的结构分析和定量分析。
• 远红外区(波长范围25—1000μm)(400-10cm-1 )
主要是分子的骨架弯曲振动及无机化合物重原子之间的 振动,金属有机化合物、金属络合物的伸缩和变角振动等, 主要用于研究分子结构及气体的纯转动光谱。各类化合物在 远红外区的吸收规律不如中红外区成熟。
1
主要内容:
有机波谱分析 ①红外光谱 ②紫外光谱 ③核磁共振谱(包括1HNMR和13CNMR) ④质谱(包括色质联谱) 。
2
第一章 红外光谱
3
1.1 概述
•
红外光谱具有测定方法简便、迅速、所需
试样量少,得到的信息量大的优点,而且仪器
价格比核磁共振谱和质谱便宜,因此红外光谱
在结构分析中得到广泛的应用。
根据存在的化学键和官能团以及其他结构 信息,通过与标准谱图的对比推断分子结构, 进行定性分析。
5
3.定量分析 红外光谱适用于一些异构体和特殊体系的
定量分析,它们的红外光谱尤其是指纹区的光 谱各有特征,因此可利用各自特征吸收峰的强 度定量。 4.鉴定无机化合物
不要认为红外光谱只能鉴定有机物,它也是 鉴定无机物很好的手段之一,例如络合物的研 究,地矿科学的研究也普遍采用红外光谱。
双原子分子中原子是通过化学键联结起来 的,可以把两个原子看成是两个小球,把化学键 看作质量可以忽略不计的弹簧,如图1-3所示。它 们在平衡位置附近作简谐振动。
图1—3 双原子分子振动示意图
A—平衡状态;B—伸展状态
16
根据虎克定律双原子分子的频率公式为:
基团和化学键的特征频率取决于化学键 的强弱和化学键所连接的两个原子的质量。
• 中红外区(波长范围2.5-25μm)(4000-400cm-1 )
分子中原子振动的基频谱带在此区。所谓基频是分子从 基态跃迁到第一激发态的共振吸收频率。此区适用于有机化 合物的结构分析和定量分析。
• 远红外区(波长范围25—1000μm)(400-10cm-1 )
主要是分子的骨架弯曲振动及无机化合物重原子之间的 振动,金属有机化合物、金属络合物的伸缩和变角振动等, 主要用于研究分子结构及气体的纯转动光谱。各类化合物在 远红外区的吸收规律不如中红外区成熟。
有机化学有机化合物的波谱分析PPT课件
红外光谱是以波长λ或波数σ第为5横页/坐共8标0页,表示吸收峰的峰位;以透射比 T(以百分数表示,又称为透光率或透过率)为纵坐标,表示吸收强度。
5
7.2.1分子化学键的振动和红外光谱
1.振动方程式
可把双原子分子的振动近似地看成用弹簧连接着的两个小球的 简谐振动。根据Hooke定律可得其振动频率为:
分子化学键的振动是量子化的,其能级为:
式中: υ为振动量子数(0,1,2,…);h为Planck常量;ν振为化学 键的振动频率。
第8页/共80页
8
分子由基态υ =0跃迁到激发态υ =1时吸收光的能量为:
第9页/共80页
9
分子振动频率习惯以σ表示,由(7–2)式、(7–3)式和(7–5)式得:
红外吸收峰的峰位(σ)取决于键的力常数,以及键两端所连原子的 质量m1和m2,即取决于化合物分子的结构。这是红外光谱用来测 定化合物结构的理论依据。
n≥4在 725~720 处有吸 收。
32
1300 cm-1以下区域的光谱:715 cm-1处的面外弯曲振动吸收,表明 烯烃为顺式构型。
综合以上分析,有双键吸收,无三键及甲基吸收,另一不饱 和≥4在 725~720 处有吸 收。
33
7.3核磁共振谱(NMR)
这样对测定有机化合物结构毫无意义。但实验证明,在相同频 率照射下,化学环境不同的质子在不同的磁场强度处出现吸收峰。
第20页/共80页
20
3.鉴定已知化合物
用被测物的标准试样与被测物在相同条件下测定红外光谱,若 吸收峰位置、强度和形状完全相同,可认为是同一种物质(对映异 构体除外)。若无标准试样而有标准谱图,可查阅标准谱图。
查阅时应注意被测物与标准谱图所用试样的状态、制样方法、 所用仪器的分辨率等是否相同。
5
7.2.1分子化学键的振动和红外光谱
1.振动方程式
可把双原子分子的振动近似地看成用弹簧连接着的两个小球的 简谐振动。根据Hooke定律可得其振动频率为:
分子化学键的振动是量子化的,其能级为:
式中: υ为振动量子数(0,1,2,…);h为Planck常量;ν振为化学 键的振动频率。
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分子由基态υ =0跃迁到激发态υ =1时吸收光的能量为:
第9页/共80页
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分子振动频率习惯以σ表示,由(7–2)式、(7–3)式和(7–5)式得:
红外吸收峰的峰位(σ)取决于键的力常数,以及键两端所连原子的 质量m1和m2,即取决于化合物分子的结构。这是红外光谱用来测 定化合物结构的理论依据。
n≥4在 725~720 处有吸 收。
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1300 cm-1以下区域的光谱:715 cm-1处的面外弯曲振动吸收,表明 烯烃为顺式构型。
综合以上分析,有双键吸收,无三键及甲基吸收,另一不饱 和≥4在 725~720 处有吸 收。
33
7.3核磁共振谱(NMR)
这样对测定有机化合物结构毫无意义。但实验证明,在相同频 率照射下,化学环境不同的质子在不同的磁场强度处出现吸收峰。
第20页/共80页
20
3.鉴定已知化合物
用被测物的标准试样与被测物在相同条件下测定红外光谱,若 吸收峰位置、强度和形状完全相同,可认为是同一种物质(对映异 构体除外)。若无标准试样而有标准谱图,可查阅标准谱图。
查阅时应注意被测物与标准谱图所用试样的状态、制样方法、 所用仪器的分辨率等是否相同。
有机波谱分析5 波谱综合解析_ppt课件
有机波谱分析5 波谱综合解 析
四谱简介
• 综合评价
灵敏度: MS >Uv-vis>IR>1H-NMR>13C-NMR 信息量: NMR>MS>IR (Uv-vis) 难度: NMR>MS>IR (Uv-vis)
本学习要求
1. 了解有机化合物结构分析的一般 程序。 2. 能够综合运用所学的波谱知识, 进行有机化合物的结构分析,推 测化合物的结构。
碳谱与氢谱之间关系-互相补充
氢谱不足
不能测定不含氢的 官能团
对于含碳较多的有机 物,烷氢的化学环境 类似,而无法区别
碳谱补充
给出各种含碳官能团 的信息,几乎可分辨 每一个碳核,光谱简 单易辨认
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团,如羰基、氰基等; 对于含碳较多的有机物,如甾体化合物等,常因 烷氢的化学环境类似,而无法区别,是氢谱的弱 点。 碳谱弥补了氢谱的不足,碳谱不但可给出各种含 碳官能团的信息,且光谱简单易辨认,对于含碳 较多的有机物,有很高的分辨率。当有机物的分 子量小于500时,几乎可分辨每一个碳核,能给出 丰富的碳骨架信息。 普通碳谱 (全去偶碳谱)的峰高,常不与碳数成比 例是其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成 比例,因此二者可互为补充。
紫外(UV)光谱在综合光谱解析中的作用
紫外吸收光谱(UV) 主要用于确定化合物的类 型及共轭情况。如是否是不饱和化合物。是 否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。 紫外吸收光谱虽然可提供某些官能团的信息。 如是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、炔基、 烯基等生色团与助色团。但特征性差,在综 合光谱解析中一般可不予以考虑。紫外吸收光 谱法主要用于定量分析。
主要提供化合物中所含质子的信息:
四谱简介
• 综合评价
灵敏度: MS >Uv-vis>IR>1H-NMR>13C-NMR 信息量: NMR>MS>IR (Uv-vis) 难度: NMR>MS>IR (Uv-vis)
本学习要求
1. 了解有机化合物结构分析的一般 程序。 2. 能够综合运用所学的波谱知识, 进行有机化合物的结构分析,推 测化合物的结构。
碳谱与氢谱之间关系-互相补充
氢谱不足
不能测定不含氢的 官能团
对于含碳较多的有机 物,烷氢的化学环境 类似,而无法区别
碳谱补充
给出各种含碳官能团 的信息,几乎可分辨 每一个碳核,光谱简 单易辨认
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团,如羰基、氰基等; 对于含碳较多的有机物,如甾体化合物等,常因 烷氢的化学环境类似,而无法区别,是氢谱的弱 点。 碳谱弥补了氢谱的不足,碳谱不但可给出各种含 碳官能团的信息,且光谱简单易辨认,对于含碳 较多的有机物,有很高的分辨率。当有机物的分 子量小于500时,几乎可分辨每一个碳核,能给出 丰富的碳骨架信息。 普通碳谱 (全去偶碳谱)的峰高,常不与碳数成比 例是其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成 比例,因此二者可互为补充。
紫外(UV)光谱在综合光谱解析中的作用
紫外吸收光谱(UV) 主要用于确定化合物的类 型及共轭情况。如是否是不饱和化合物。是 否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。 紫外吸收光谱虽然可提供某些官能团的信息。 如是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、炔基、 烯基等生色团与助色团。但特征性差,在综 合光谱解析中一般可不予以考虑。紫外吸收光 谱法主要用于定量分析。
主要提供化合物中所含质子的信息:
《有机波谱分析》课件
紫外-可见光谱分析
紫外-可见光谱原理
解释紫外-可见光谱的原理和 作用。
紫外-可见光谱仪的 组成和使用
详细介绍紫外-可见光谱仪的 构成和正确使用方法。
吸收峰的解析和比 较光法、内标法、 工作曲线法的应用
教授如何分析紫外-可见光谱 图中的吸收峰,并介绍比较 光法、内标法和工作曲线法 的应用。
质谱分析
《有机波谱分析》PPT课件
基本概念介绍
波谱分析的定义、有机化合物的基本特点、波长、频率和波数的关系。
红外光谱分析
1
红外光谱原理
介绍红外光谱分析的原理和应用。
红外光谱仪的组成和使用
2
详细解释红外光谱仪的组成,以及如
何正确使用。
3
光谱峰的解析和峰谷法、拔山
法的应用
教授如何分析红外光谱图中的峰和谷, 并介绍峰谷法和拔山法的应用。
1 质谱分析的原理
解释质谱分析的原理和作用。
2 质谱仪的组成和使用
详细介绍质谱仪的构成和正确使用方法。
3 质谱图的解析和母离子峰、片段离子峰的应用
教授如何分析质谱图中的母离子峰和片段离子峰,并介绍它们的应用。
多元分析
多光谱分析的原理
介绍多光谱分析的原理和它在 有机波谱分析中的应用。
主成分分析和聚类分析 的应用
说明主成分分析和聚类分析如 何应用于有机波谱分析中。
多元分析在有机波谱分 析中的实践
详细说明多元分析是如何在有 机波谱分析中得到实际应用的。
结论
1 有机波谱分析的应用前景
展望有2 knowledge check: 选择题
提供一些选择题,用于检验听众对于有机波谱分析的理解。
有机化学课件-波谱分析
995~985,915~905(单 取代烯) 980~960(反式二取代烯) 690(顺式二取代烯) 910~890(同碳二取代烯) 840~790(三取代烯)
C H 面外 弯曲振动
660~630(末端炔烃)
烷烃:C—H伸缩振动 2940 cm-1和 2860 cm-1,C—H 面内
弯曲1460(不对称)和1380 cm-1 (对称), -(CH2)n- (n>=4)一般在 720 cm-1处有特征峰(弱)
第八章 有机化合物的波谱分析
1.分子吸收光谱和分子结构 2.红外吸收光谱 3.核磁共振谱
第八章
1.紫外光谱(UV) 2.红外光谱(IR)
有机化合物的波谱分析
3.核磁共振谱(NMR ) 4.质谱(MS)
有机化学中应用最广泛的四大波谱:
一、分子的吸收光谱和分子结构 E= hν= hc/λ ν= c/λ 1/λ=σ E 代表光子的能量,单位为J; h planck 常数 6.63x10-34J•S
TMS:四甲基硅烷
低场
屏蔽效应大,共振信号在高场,
CH3
吸收峰为单峰,化学惰性。
TMS 化学位移定为0 ppm 高场
10
9
8பைடு நூலகம்
7
6
5
4
3
2
1
零 点
-1
-2
-3
TMS
三、核磁共振谱
3. 影响化学位移的因素
(1). 电负性的影响 电负性较大的吸电子基团,使与之相连的碳上的质子周围 电子云密度降低,屏蔽作用弱,共振信号→低场(位移增大)
1
0
一张NMR谱图,通常可以给出四种重要的结构信息:化学位 移、自旋裂分、偶合常数和峰面积(积分线) 峰面积大小与质子数成正比,可由阶梯式积分曲线高度求出。
有机化合物波谱分析(课堂PPT)
23
不同能量的电磁波能引起物质不同运动状态的变化,促 使一定能态的基态跃迁至激发态,在连续的电磁波谱上出现 吸收信号。
3
高能辐射区 光学光谱区
γ 射线 x 射线 紫外光 可见光 红外光
引起原子核的裂变
短
使内层电子逸出轨道
引起原子和分子外层价电子跃迁 引起分子振动和转动状态变化
波长
波谱区
微波 引起单电子自旋改变烯Βιβλιοθήκη 类型各类烯烃的特征吸收位置表
v=C–H/cm-1
vC=C/cm-1
RHC=CH2 R1R2C=CH2 R1HC=CHR2(Z)
3100~3000(m) 3100~3000(m) 3100~3000(m)
R1HC=CHR2(E) 3100~3000(m)
R1R2C=CHR3
3100~3000(m)
面外弯曲γ:包括面外摇摆和蜷曲。 面外摇摆ω
蜷曲τ
14
变形振动δ :包括对称变形振动和不对称变形振动。 对称的变形振动δs
不对称的变形振动δas
15
8.1.2 烃类化合物的IR谱图解析
8.1.2.1 烷烃
烷烃的IR谱应关注三个吸收段的情况: (1) C–H伸缩振动(vC–H):3000~2800cm-1;
形判断化合物的官能团,确定化合物类别。 红外光谱产生必要条件 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0,即分子产生
红外活性振动过程中:
Δμ ≠ 0
8
8.1.1 分子的振动和红外光谱
8.1.1.1 振动方程式
√ √ 1
v振 动 =2 π
μ K=2 1 π Km 11+m 12
√ 1
σ=2πc
K
m 11+
不同能量的电磁波能引起物质不同运动状态的变化,促 使一定能态的基态跃迁至激发态,在连续的电磁波谱上出现 吸收信号。
3
高能辐射区 光学光谱区
γ 射线 x 射线 紫外光 可见光 红外光
引起原子核的裂变
短
使内层电子逸出轨道
引起原子和分子外层价电子跃迁 引起分子振动和转动状态变化
波长
波谱区
微波 引起单电子自旋改变烯Βιβλιοθήκη 类型各类烯烃的特征吸收位置表
v=C–H/cm-1
vC=C/cm-1
RHC=CH2 R1R2C=CH2 R1HC=CHR2(Z)
3100~3000(m) 3100~3000(m) 3100~3000(m)
R1HC=CHR2(E) 3100~3000(m)
R1R2C=CHR3
3100~3000(m)
面外弯曲γ:包括面外摇摆和蜷曲。 面外摇摆ω
蜷曲τ
14
变形振动δ :包括对称变形振动和不对称变形振动。 对称的变形振动δs
不对称的变形振动δas
15
8.1.2 烃类化合物的IR谱图解析
8.1.2.1 烷烃
烷烃的IR谱应关注三个吸收段的情况: (1) C–H伸缩振动(vC–H):3000~2800cm-1;
形判断化合物的官能团,确定化合物类别。 红外光谱产生必要条件 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0,即分子产生
红外活性振动过程中:
Δμ ≠ 0
8
8.1.1 分子的振动和红外光谱
8.1.1.1 振动方程式
√ √ 1
v振 动 =2 π
μ K=2 1 π Km 11+m 12
√ 1
σ=2πc
K
m 11+
有机波谱分析 ppt课件
三、 氢的化学位移
3.1 化学位移的定义: 氢核由于在分子中的化学环境不同而在不同共振
磁场强度下显示吸收峰,称为化学位移。
3.2 化学位移的由来 : 核外电子的屏蔽效应
在外加磁场作用下,由 于核外电子在垂直于外加磁 场的平面绕核旋转,从而产 生与外加磁场方向相反的感 生磁场B’。
H核的实际感受到的磁场强度为:
I=0: 12C6 16O8
32S16
• I≠0 : P≠0 ,具有自旋现象。
I=1/2,核电荷在核表面均匀分布。 核磁共振谱线窄,有利于核磁共振检测。
I=1/2: 1H1 13C6 15N7 19F9 31P15
2、自旋核在磁场中的取向和能级
• 无外磁场(B0)时,磁矩 的取向是任意的。
• 在B0中,I 0的自旋核,磁矩的取向不是任意的,
一. 核磁共振的基本原理
• NMR:磁性核受幅射而发生跃迁所形成的吸收光谱。 是研究分子结构、构型构象等的重要方法。
核磁共振的研究对象:磁性核,即具有磁矩的原子核。 磁矩是由于核的自旋运动产生的。 并非所有同位素的原子核都具有自旋运动。
原子核的自旋运动与自旋量子数I有关。
自旋量子数 I 值与原子核的质量数A和核电荷数Z (质子数或原子序数)有关。
化合物 CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I
CH4
TMS
电负性 4.0
3.5
3.0
2.8
2.5
2.1
1.8
δ
4.26
3.14 3.05
2.68
2.16
0.23
0
拉电子基团:去屏蔽效应,化学位移增大 推电子基团:屏蔽效应,化学位移减小
化合物 δ
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不对称伸缩振动(vas) 精选课件ppt (2926 cm-1)
5
(2)弯曲振动:
+
+
+ +
C
C
C
C
剪式振动(δs)
面内摇摆振动(ρ) 面外摇摆振动(ω)
扭式振动(τ)
面内
面外 弯曲振动只改变键角,不改变键长
值得注意的是:不是所有的振动都能引起红外吸收,
只有偶极矩(μ)发生变化的,才能有红外吸收。
X-H 伸缩振动吸收范围。X代表O、N、C、S, 对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃 及饱和烃类的 O-H、N-H、C-H 伸缩振动。
1. O-H 醇与酚:游离态--3640~3610cm-1,峰形尖锐。
缔合--精3选30课0件cpmpt -1附近,峰形宽而钝 11
羧酸:3300~2500cm-1,中心约3000cm-1,谱带宽
2 . N-H
胺类: 游离——3500~3300cm-1
缔合——吸收位置降低约100cm-1 伯胺:3500,3400cm-1,(吸收强度比羟基弱) 仲胺:3400cm-1(吸收峰比羟基要尖锐) 叔胺:无吸收
酰胺:伯酰胺:3350,3150cm-1 附近出现双峰
仲酰胺:3200cm-1 附近出现一条谱带
第三章 红外光谱
3.1 基本原理
3.1.1波长和波数
电磁波的波长( )、频率( v)、能量(E)之间的关系:
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3.1.2 近红外、中红外和远红外
波段名称 近红外 中红外 远红外
波长 μ 0.75—2.5 2.5-25
25-1000
波数(cm-1) 13300-4000 4000-400
叔酰胺:无吸收精选课件ppt
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3. C-H 烃类:3300~2700 cm-1范围,3000 cm-1是分界线。
不饱和碳(三键、双键及苯环)>3000 cm-1 饱和碳(除三元环外)<3000 cm-1
炔烃:~3300 cm-1,峰很尖锐
烯烃、芳烃:3100~3000 cm-1
饱和烃基:3000~2700 cm-1,四个峰
400-10
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3.1.3 红外光谱的表示方法
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波 长或波数为横坐标,以透光度为纵坐标而形成。
透光度以下式表示:
T% I 100% I0
I:表示透过光的强度;
I0:表示精入选射课件光ppt的强度。
-CH3:~2960(s)、~2870 cm-1(m)
-CH2-:~2925(s)、~2850 cm-1(s)
>CH-:~2890 cm-1
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醛基:2850~2720 cm-1,两个吸收峰
巯基:2600~2500 cm-1,谱带尖锐,容易识别
3.2.2.第二峰区(2500-2000 cm-1)
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3.2.3.第三峰区(2000-1500cm-1)
双键的伸缩振动区。 包括C=O、C=C、C=N、N=O,N-H
1. C=O
1900~1650cm-1,峰尖锐或稍宽,其强度都较大。 羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。
变化规律:
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酰卤:吸收位于最高波数端,特征,无干扰。
↓(短),k↑。
化学 键
C―C
键长 (nm)
0.154
键能 (KJ mol-1)
347.3
力常数 k(N.cm-1)
4.5
波数范围 (cm-1) 700~1200
C=C
0.134
610.9
9.6
1620~1680
C≡C
0.116
836.8
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15.6
2100~2600
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一些常见化学键的力常数如下表所示:
叁键、累积双键(-C≡C-、-C≡N、 >C=C =C<、 -N=C=O、-N=C=S)
谱带为中等强度吸收或弱吸收。干扰少,容易识别。
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1. C≡C
2280~2100cm-1 乙炔及全对称双取代炔在红外光谱中观测不到。
2. C≡N
2250~2240cm-1,谱带较 C≡C 强。 C≡N 与苯环或双键共轭,谱带向低波数位移 20~30cm-1。
H2、O2、N2 电荷分布均匀,振动不能引起红外吸收。 H―C≡C―H、R―C≡C―R,其C≡C(三键)振动
也不能引起红外吸收。
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2.振动方程式(Hooke定律)
振
1
2
k
m1.m2
m1 m2
式中:k — 化学键的力常数,单位为N.cm-1
μ — 折合质量,单位为 g
力常数k:与键长、键能有关:键能↑(大),键长
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结论:
产生红外光谱的必要条件是:
1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相 当,才能满足分子振动能级跃迁所需的能量, 而产生吸收光谱。
2. 必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能 产生红外吸收光谱。
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3.2 各类有机化合物的红外特征吸收
3.2.1.第一峰区(4000-2500cm-1)
键 型 O H N HC HC HC HCN CC CO CC CO CC
k/ N . c m - 17 . 76 . 45 . 95 . 1 4 . 81 7 . 7 1 5 . 61 2 . 19 . 65 . 44 . 5
折合质量μ:两振动原子只要有一个的质量↓, μ↓,(v)↑,红外吸收信号将出现在高波数区。
CH
NH OH
2800-3000cm-1 3000-3600cm-1
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分子振动频率习惯以v (波数)表示:
v 1 k c 2 c
由此可见:v (v)∝ k,v (v)与μ成反比。
吸收峰的峰位:化学键的力常数k越大,原子的折
合质量越小,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)
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横坐标:波数(v )400~4000 cm-1;表示吸收峰的位置。
纵坐标:透过率(T %),表示吸收强度。T↓,表明吸 收的越好,故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
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3.1.4 分子振动与红外光谱 1.分子的振动方式 (1)伸缩振动:
沿轴振动,只改变键长,不改变键角
C
C
对称伸缩振动(νs) (2853 cm-1)
酸酐:两个羰基振动偶合产生双峰,波长位移60~80 cm-1。
酯:脂肪酯--~1735 cm-1
不饱和酸酯或苯甲酸酯--低波数位移约20 cm-1
羧酸:~1720 cm-1
若在第一区约 3000 cm-1出现强、宽吸收,可确认羧基 存在。