有机波谱学 红外光谱总结

合集下载

有机波谱分析第三章-红外光谱解读

有机波谱分析第三章-红外光谱解读

红外光谱就是当红外光照射有机物时,用仪器记录下来的吸收情况(被吸收光的波长及强度等红外线可分为三个区域:λ/µm 0.8 2.550100012500400020010ν/cm -1可见光微波近中远分子跃迁类型分子振动和转动晶格振动和纯转动泛频、倍频适用范围有机官能团定量分析有机分子结构分析和样品成分分析无机矿物和金属有机物红外光谱法主要讨论有机物对中红区的吸收。

分子的近似机械模型——弹簧连接小球。

分子的振动可用Hooke ’s rule 来描述:红外光谱中,频率常用波数表示。

波数——每厘米中振动的次数。

波数与波长互为倒数。

11(2121m m k +=πν41011−×=−mcm µλσ (1cm=104μm(1(1 振动方程式若将频率采用波数表示,Hooke ’s rule 则可表示为: 11(2121m m k c +=πσ(2式中:k —化学键的力常数; m —成键原子的质量。

不同分子的结构不同,化学键的力常数不同,成键原子的质量不同,导致振动频率不同。

用红外光照射有机分子,样品将选择性地吸收那些与其振动频率相匹配的波段,从而产生红外光谱。

(2 分子振动模式分子的振动类型有两大类:伸缩振动(ν:只改变键长,不改变键角;波数较高。

弯曲振动(δ:只改变键角,不改变键长;波数较低。

分子振动伸缩振动弯曲振动剪动煽动波数高波数低((动扭ν(ννsas(s(w(t摇动(r面内面外(δ(3 红外吸收峰产生的条件必要条件:辐射光的频率与分子振动的频率相当。

充分条件:振动过程中能够改变分子偶极矩!O C O 无红外吸收H H O有红外吸收CH 3 C C CH 3CH 3-CH 2-C C-H-C C-ν有无ν-C C-例2:CS 2、CCl 4等对称分子的IR 谱图特别简单,可用作IR 溶剂。

例1:所以,分子对称性高者,其IR 谱图简单;分子对称性低者,其IR 谱图复杂;苯环上五氢相连(单取代:700、750 cm -1 例:苯酚的IR 四氢相连(邻二取代:750 cm -1 例:邻二甲苯的IR 三氢相连(间二取代:700、780cm -1 例:间二甲苯的IR 二氢相连(对二取代:830cm -1 例:对二甲苯的IR 孤立氢:880 cm -1-CH=CH 2990,910cm -1690970910820键上:双C=CH 2HH H H H-1cm -1cm -1cm -1cm C=CC=C C=C例: 1-辛烯、1-癸烯的IR 谱图(2 解析IR谱图的原则解析IR谱图时,不必对每个吸收峰都进行指认。

有机波谱学 红外光谱总结

有机波谱学 红外光谱总结

总结当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

所以,红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来,就得到红外光谱图。

红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标,表示吸收峰的位置,用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标,表示吸收强度。

当外界电磁波照射分子时,如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等,该频率的电磁波就被该分子吸收,从而引起分子对应能级的跃迁,宏观表现为透射光强度变小。

电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一,这决定了吸收峰出现的位置。

红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用,为了满足这个条件,分子振动时其偶极矩必须发生变化。

这实际上保证了红外光的能量能传递给分子,这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。

并非所有的振动都会产生红外吸收,只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收,这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收,称为红外非活性振动。

分子的振动形式可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。

前者是指原子沿键轴方向的往复运动,振动过程中键长发生变化。

后者是指原子垂直于化学键方向的振动。

通常用不同的符号表示不同的振动形式,例如,伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,分别用 Vs 和Vas 表示。

弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。

从理论上来说,每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光,在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。

实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的;另外有一些振动的频率相同,发生简并;还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围,这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。

有机波谱知识点总结

有机波谱知识点总结

有机波谱知识点总结波谱是化学分析中常用的一种手段,通过测定分子在电磁波中的吸收、散射或发射,可以了解分子的结构和性质。

有机波谱是指在有机化合物中应用的波谱分析方法,主要包括红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱等。

本文将针对有机波谱的各种知识点进行总结,包括波谱的基本原理、各种波谱的特点和应用、波谱分析中需要注意的问题等内容。

一、红外光谱1.基本原理红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收和散射的规律来研究物质结构和性质的一种分析方法。

红外光谱的基本原理是在物质中分子或原子的振动和转动会产生特定的频率的红外光吸收,这样可以用红外光谱来检验物质的结构和成分。

2.特点和应用红外光谱对于分析有机化合物的结构和功能团具有非常重要的作用。

红外光谱具有分辨率高、灵敏度强、操作简便等特点,广泛应用于聚合物材料、药物分析、食品检测等领域。

3.需要注意的问题在进行红外光谱分析时,需要注意样品的处理、仪器的校准和数据的解释等问题。

此外,还需要对不同功能团的吸收峰进行了解,进行光谱图谱的解读。

二、紫外-可见光谱1.基本原理紫外-可见光谱是利用物质对紫外光和可见光的吸收的规律来研究物质结构和特性的一种分析方法。

紫外-可见光谱的基本原理是分子在吸收紫外-可见光时,电子跃迁至较高的能级,产生吸收峰,可以由此推测分子的结构和键合的性质。

2.特点和应用紫外-可见光谱对于分析有机化合物的共轭结构和电子转移能力有很大的作用。

紫外-可见光谱具有快速、敏感、定量等特点,广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。

3.需要注意的问题在进行紫外-可见光谱分析时,需要注意样品的准备、仪器的校准和光谱图谱的解释。

此外,还需要了解分子在吸收紫外-可见光时的机理和特性,进行光谱图谱的解读。

三、质谱1.基本原理质谱是利用物质在电子轰击下的离子化和质子转移等规律来研究物质结构和成分的一种分析方法。

质谱的基本原理是将物质离子化后,通过质子转移和碎裂等反应产生一系列离子,再根据其质荷比来推测物质的结构和成分。

有机波谱分析要点例题和知识点总结

有机波谱分析要点例题和知识点总结

有机波谱分析要点例题和知识点总结一、有机波谱分析概述有机波谱分析是研究有机化合物结构的重要手段,它主要包括红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UVVis)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)等技术。

通过对这些波谱数据的解析,可以确定有机化合物的分子结构、官能团种类、化学键的性质等信息。

二、红外光谱(IR)(一)原理红外光谱是基于分子振动和转动能级的跃迁而产生的吸收光谱。

不同的官能团在特定的波数范围内会产生特征吸收峰。

(二)要点1、官能团的特征吸收峰例如,羰基(C=O)在 1700 1750 cm⁻¹有强吸收峰;羟基(OH)在 3200 3600 cm⁻¹有宽而强的吸收峰。

2、影响吸收峰位置的因素包括诱导效应、共轭效应、氢键等。

(三)例题例 1:某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹有强吸收峰,可能含有什么官能团?答案:羰基(C=O)。

例 2:一个化合物在 3400 cm⁻¹有宽而强的吸收峰,在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰,推测其结构。

答案:可能含有羟基(OH)和醚键(COC)。

三、紫外可见光谱(UVVis)(一)原理基于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱。

(二)要点1、生色团和助色团生色团如羰基、双键等能在紫外可见区域产生吸收;助色团如羟基、氨基等能增强生色团的吸收。

2、影响吸收波长的因素包括共轭体系的大小、取代基的性质等。

(三)例题例 1:某化合物在 250 nm 处有强吸收,可能的结构是什么?答案:可能含有共轭双键。

例 2:比较两个化合物的紫外吸收波长,一个有苯环,一个有苯环和一个羟基取代。

答案:含羟基取代的化合物吸收波长可能更长。

四、核磁共振(NMR)(一)原理利用原子核在磁场中的自旋能级跃迁产生的吸收信号。

(二)要点1、化学位移不同环境的氢原子或碳原子具有不同的化学位移值,可用于判断官能团的位置。

2、耦合常数相邻氢原子之间的相互作用导致峰的分裂,耦合常数可提供关于分子结构的信息。

有机波谱分析总结

有机波谱分析总结

有机波谱分析总结有机波谱分析是有机化学中一项重要的分析技术,通过对有机化合物的波谱进行分析,可以确定其结构和功能基团,对于有机合成、药物研发等领域有着广泛的应用。

本文将对有机波谱分析的原理、常见波谱技术和分析方法以及应用进行总结。

一、有机波谱分析原理有机波谱分析主要基于分子中所包含的原子核和电子的转动、振动和电子能级跃迁引起的辐射吸收或发射现象。

通过测量分子在不同频率范围内所吸收或发射的辐射能量,可以得到不同类型的波谱。

有机波谱分析常用的波谱包括红外光谱、质谱、核磁共振谱和紫外可见光谱。

二、常见的有机波谱技术1.红外光谱(IR):红外光谱是根据有机化合物中的官能团和化学键所具有的振动频率的不同来进行分析的。

通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团,如羧酸、醇、醛等。

红外光谱具有非破坏性、操作简便的特点,广泛应用于有机合成、药物研发等领域。

2.质谱(MS):质谱是通过对有机化合物中分子离子和碎片离子质量进行测量来分析有机化合物的分子结构。

质谱具有高灵敏度、高分辨率的特点,可以确定分子的组成和相对分子质量,对于有机化合物的鉴定具有重要意义。

3.核磁共振谱(NMR):核磁共振谱是根据核磁共振现象进行分析的。

通过测量有机化合物中原子核受到外加磁场影响的吸收或发射的辐射能量,可以得到有机化合物中原子核的位置、种类和环境。

核磁共振谱具有高分辨率、非破坏性和无辐射的特点,广泛应用于有机合成、物质鉴定和生物医学研究等领域。

4.紫外可见光谱(UV-Vis):紫外可见光谱是通过测量有机化合物在紫外可见光区域吸收或发射的辐射能量,以确定有机化合物的电子能级和共轭体系的存在与否。

紫外可见光谱具有高灵敏度和快速测量的特点,常用于有机合成、化学动力学和药物研发等领域。

三、有机波谱分析方法1.结构鉴定法:通过与已知化合物的波谱进行对比,确定未知化合物的结构。

结构鉴定法常用于核磁共振谱和质谱。

2.定量分析法:通过测定化合物在特定波长或波数处的吸光度或吸收峰面积,来确定有机化合物的含量。

有机波谱第二章红外光谱解读

有机波谱第二章红外光谱解读

1.3 分子偶极变化与峰强
1.3.1 峰强度表示方法 谱带强度单位为透射率(T)或吸收强度(A)。它们
可以用透过样品的出射光强度I与入射光强度I0表示:
T = I / I0 A = lg(I0 / I) = lg(1 / T)
在单色光和溶液的实验条件下,溶液的吸收可遵从BeerLambert定律:吸收度与溶液c和吸收池的厚度l成正比,即:
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。
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。
吸收频率随键的强度的增加而增加,随键连原子的质量增 加而减少。化学键力常数:单键—4~8 双键—8~12 叁 键—12~18
1.3.2决定峰强的因素
(1)振动过程中偶极矩的变化
基频吸收谱带的强度取决于振动过程中偶极矩变化的 大小。只有具有极性的键在振动过程中才出现偶极矩的变 化,在键周围产生稳定的交变电场才能与频率相同的辐射 电磁波作用,从而吸收相应能量使振动跃迁到激发态,得 到振动光谱。这种振动称为红外活性振动。
高极性键的振动,产生强度大的吸收谱带,如羟基、羰 基、硝基等强极性基团都具有很强的红外吸收谱带。
K为 化学键的力常数, 与键能和键长有关; m 为双原子的折合质 量.
2、质量和力常数的影响
有机化合物中个别的化学键可以近似地看作是双原子 分子,这样就可以利用双原子分子的振动公式来理解化学
键的振动:
v
=
1 2πc
(K / u)1/2 = 1303
K (m1 + m2) 1 / 2 m1m2
K:力常数,m1 和 m2 分别为二个振动质点的质量数。

红外波谱知识点总结

红外波谱知识点总结

红外波谱知识点总结一、波数波数是红外光谱中的重要指标,它用来描述吸收的红外辐射的频率。

通常以cm-1(厘米的倒数)为单位来表示。

波数与波长之间存在反比关系,即波数=1/波长。

在红外光谱中,不同的化学键和基团具有特定的吸收波数,因此波数可以用来识别物质中特定的功能基团。

二、吸收峰吸收峰是红外光谱中的一个重要概念,它表示物质吸收红外辐射的特征。

吸收峰的位置(波数)和强度(吸收率)可以反映物质的结构和组成。

不同的化学键和基团在红外光谱中有特定的吸收峰,因此可以通过分析吸收峰来确定物质的化学成分和结构。

三、强度红外光谱中的吸收峰强度反映了物质对红外辐射的吸收能力。

吸收峰的强度与物质的浓度和吸收截面有关。

强度的大小可以反映物质的含量,因此可以用来定量分析物质。

四、红外活性基团红外活性基团是指能够吸收红外辐射的化学基团。

不同的功能基团具有不同的吸收特征,因此可以通过分析红外光谱中的吸收峰来确定物质中的功能基团。

常见的红外活性基团包括羟基、羰基、羧基、氨基、硫醚基等。

五、光谱解释光谱解释是红外光谱学中的一个重要环节,它包括确定吸收峰的来源、分析化合物的结构和功能基团、判断化合物的同分异构体等。

光谱解释需要结合化学知识和实验经验,通过对红外光谱的吸收特征进行分析,来推断物质的结构和性质。

六、应用红外波谱学在化学、生物、医学、环境等领域有着广泛的应用。

在有机化学中,红外光谱可以用来判断化合物的结构和功能基团,鉴定有机物的同分异构体等。

在生物医学领域,红外光谱可以用来检测生物分子的结构和含量,研究生物分子的相互作用等。

在环境监测中,红外光谱可以用来分析空气中的污染物、土壤中的有机物等。

可以说,红外波谱学已经成为现代科学研究和生产中不可或缺的分析技术之一。

综上所述,红外波谱学是一门重要的分析技术,它通过对物质对红外辐射的吸收特征进行分析,来研究物质的结构和性质。

波数、吸收峰、强度、红外活性基团、光谱解释等是红外波谱学中的重要知识点,通过对这些知识点的理解,可以更好地应用红外波谱学进行科研和生产。

有机波谱解析红外

有机波谱解析红外

1645(中) 910-905强 995-985强
1653(中) 1650(中) 1675(弱)
895-885强 730-650弱且宽 980-965强
三取代
1680(中-弱)
840-790强
四取代 无 四取代
1670(弱-无)

共轭烯烃 与烯烃同
向低波数位移,变宽
与烯烃同
精品..
吸收峰 振 动
化合物
炔烃
C-H拉伸 C=C,CC,C=C-C=C (或伸缩) 苯环
3310-3300
较强
一取代 2140-2100弱 非对称二取代2260-2190弱
对称 无
C-H弯析
700-600 强
芳烃 取代芳烃
3110-3010中
同芳烃
1600中 1500强
1580弱 1450弱-无
同芳烃
精品..
670弱 倍频 2000-1650
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。
精品..
醛:在2850~2720 cm-1 范围有 m 或 w 吸收,出现1~2条谱
带,结合此峰,可判断醛基存在。
酮:唯一的特征吸收带
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 叔酰胺:无吸收 精品..
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

有机波普解析 红外光谱

有机波普解析  红外光谱
第 2章
2.1引言 2.1.1红外光谱的发展
红外光谱(IR)
红外光谱(Infrared Spectroscopy,简称IR) 分子光谱 拉曼光谱(Raman)
表1-1 电磁波与光谱
辐射区域 X射线 波长 0.1~10nm 分子运动 内层电子跃迁 光谱类型 X射线谱
真空紫外 10~200nm
紫外 可见 红外 微波 无线电波 200~400nm 400~800nm 0.8~1000μ m 0.1~100cm 1~1000m
谱带的强度主要由两个因素决定:
一是跃迁的几率,跃迁的几率大,吸收峰也就强。 二是振动中偶极矩变化的程度。瞬间偶极矩变化越大, 吸收峰越强。 跃迁的几率与振动方式有关:
基频(V0→V1)跃迁几率大,所以吸收较强; 倍频(V0→V2)虽然偶极矩变化大,但跃率几率很低,使 峰反而很弱。
2.4 试样的调制
波数即波长的倒数,表示单位(cm)长度光中所含光波的 数目。 波长或波数可以按下式互换:

_
( cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)
在2.5μm 处,对应的波数值为: _ 4/2.5 (cm-1)=4000cm-1 = 10
一般扫描范围在4000~400cm-1。 波长在2.5~25μm,叫中红外区。 波长0·75~2·5μm叫近红外区。 波长在25~100μm叫远红外区。
2.1.3红外光谱谱图
邻二甲苯的红外光谱图
纵坐标是百分透过率T%。 百分透过率的定义是幅射光透过样品物质的百分率,即
T%= I/I0×100%, I 是透过强度,Io为入射强度。
横坐标:上方的横坐标是波长 λ,单位μm;下方的横坐 _ 标是波数(用 表示,波数大,频率也大),单位是 cm-1。

有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可见光谱的应用

有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可见光谱的应用

有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可见光谱的应用概述:有机化学是研究有机物的组成、结构、性质及其变化规律的学科。

在有机化学中,红外光谱和紫外可见光谱是常用的分析技术。

本文将整理红外光谱和紫外可见光谱的应用,并分析其在有机化学中的重要性。

一、红外光谱的应用红外光谱是以物质吸收或产生红外辐射(波长范围为780-2500nm)的方式来研究物质的技术方法。

它的应用非常广泛,包括但不限于以下几个方面:1. 结构鉴定:红外光谱可以用于有机物的结构鉴定。

有机物在特定的波数处吸收红外辐射,其谱图能够提供有关分子结构的信息,如有机物中存在的官能团、官能团之间的连接方式等。

通过与已知化合物的对比,可以确定有机物的结构。

2. 官能团的鉴定:红外光谱能够识别有机物中存在的官能团。

不同的官能团具有不同的吸收特点,通过观察红外光谱中的吸收峰,可以判断有机物中是否存在特定官能团,如羟基、羰基、胺基等。

3. 反应过程的监测:红外光谱可以用于反应过程的实时监测。

通过连续测量反应物和产物的红外吸收峰强度的变化,可以了解反应的进行情况,研究反应的速率、平衡等动力学参数。

4. 质谱联用:红外光谱与质谱的联用能够提供更丰富的化学信息。

红外光谱可以用于初步分析,质谱可以提供分子离子的详细信息,两者联用可以更准确地确定分子的结构。

二、紫外可见光谱的应用紫外可见光谱是研究物质吸收或产生紫外可见辐射(波长范围为200-800nm)的方法。

它可以用于以下几个方面:1. 定量分析:紫外可见光谱可以用于物质的定量分析。

物质在特定波长处吸光度与其浓度呈线性关系,通过测量样品的吸光度,可以计算出样品的浓度。

这种方法被广泛应用于药物分析、环境监测等领域。

2. 官能团的鉴定:紫外可见光谱可以识别有机物中存在的某些官能团。

不同的官能团在紫外可见光谱中有特定的吸收峰,通过观察吸收峰的位置和强度,可以判断有机物中是否存在特定官能团。

3. 反应过程的监测:紫外可见光谱可以用于反应过程的实时监测。

有机波谱分析-红外解析

有机波谱分析-红外解析

五倍频峰( 0→5 )
13396.5 cm-1
极弱
由于分子非谐振性质,各倍频峰并非正好是基频峰的整数倍, 而是略小一些
偶极矩是分子中正负电荷中心的距离 (r)与正负中心 2 辐射与物质之间有耦合作用 所带电荷(δ )的乘积,是极性大小的表示方法:
红外跃迁是偶极矩诱导的,即能量转移是通过振动 过程导致的偶极矩的变化和交变的电磁场(红外线)相互 作用发生的 只有发生偶极矩变化(△≠0)的振动才能引起可观 测的红外 吸收光谱,该分子称为红外活性分子; △=0的
产生红外吸收光谱的第一条件为: hL =△E振 即 L = △V
即只有当红外辐射频率等于振动量子数的差值与分子振动频 率的乘积时,分子才能吸收红外辐射,产生红外吸收光谱 基频峰: 分子吸收红外辐射后,由基态振动能级(V =0)跃迁至第一振
动激发态(V =1)时,所产生的吸收峰 因为△V =1时,L= ,所以基频峰的位置(L)等于分子的振动频率。
原理:光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光,通 过试样后,获得干涉谱图,其中包含的光信息需要由 计算机进行快速傅立叶变换,转变成可供解析的普通 红外谱图。
傅里叶变换红外光谱仪工作原理图
迈克尔干涉仪工作原理图
特点:(1) 扫描速度极快(1/60s),信噪比高。
(2) 不需要分光,光通量大,灵敏度很高。
• • • • •
制备主要方法 样品加入量控制 KBr和样品的烘干 研磨 压片量控制
(2) 液体样品的制备
a. 液膜法
b. 液体吸收池法
c. 样品滴入压好的Kbr薄片上测试
(3) 气态样品的制备:气态样品一般都灌注于气体池内进 行测试。
(4)特殊样品的制备—薄膜法:
a. 熔融法: 对熔点低,在熔融时不发生分解、升华和其它

有机波谱--第三章 红外波谱

有机波谱--第三章 红外波谱

波数(cm-1) 13300-4000 4000-400 400-10
本章涉及的内容仅限于中红外光谱,即研究波数在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。
• 红外光谱的表示方法
红外光谱图以波长或波数为横坐标,以透光度为纵坐标而形成。 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。
例1 水分子H2O
H2O是非线性分子,振动自由度数= 3n-6=3×3-6=3, 即水分子有三种振动形式:
例2 CO2分子 CO2是线性分子,振动自由度数= 3n-5=3×3-5=4, 即CO2分子有四种振动形式:
但实际上CO2只在667和2349处有两个吸收峰,如下:
2.峰强
红外光谱吸收峰强是指每一峰的相对强度,用透光率(T%)表示。强弱符 号的表示: vs(很强)、s(强)、m(中)、w(弱)、v(可变的)、b(宽的) 。 谱带的强度会因操作条件及仪器而异。但一般来说,主要取决于化合 物的吸收特征。如果化合物分子吸收红外光的振动过程中偶极矩变化越 大,则峰越强。同样,如果样品浓度加大,峰强也随之加大,这主要是 由于跃迁几率增加的缘故。 一般极性比较强的分子或基团吸收强度比较强,极性比较弱的分子或基 团吸收强度比较弱。即使是极性很强的基团,其红外吸收谱带强度比电 子跃迁产生的紫外、可见吸收带的强度也要小2~3个数量级。
2.溶剂效应
同一种物质在不同溶剂中,由于溶质与溶剂间的相互作用不同,测 得的红外光谱也不同。溶剂的极性是影响溶质特征频率变化的主要因素。
在极性溶剂中,溶质的极性基团的伸缩振动频率,往往随着溶剂的 极性增加而降低,但吸收强度增加;变形振动则向高波数移动。 此外,溶液的浓度和温度的变化也能引起谱带的变化,因此在进行红 外光谱测定时,注明所用的溶剂是十分重要的。

有机波谱分析第二章红外光谱

有机波谱分析第二章红外光谱

湖北理工学院医学院药学系
有机波谱分析第二章红外光谱
• 共轭与诱导效应共存时的情况:
湖北理工学院医学院药学系
有机波谱分析第二章红外光谱
• 2.空间效应 • (1)场效应 F 互相靠近的基团之间通过空间传递的效应。
– 只在立体结构上靠近的基团间才能产生。 – 同 e- 排斥↑→ K ↑→ν↑
湖北理工学院医学院药学系
➢ 8)与色谱等联用(GC-FTIR)具有强大的定性功能。
湖北理工学院医学院药学系
有机波谱分析第二章红外光谱
(五)红外光谱产生的条件
分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件:
条件一:辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。 根据量子力学原理,分子振动能量Ev 是量子化的, 即
E V =(V+1/2)h
1000 m 25 cm 1
• 红外光的三个区域:
– (1)近红外区:13000~4000cm-1
• 研究分子中的O-H、N-H、C-H键的振动倍频与组频。
– (2)中红外区:4000~400cm-1
• 研究大部分有机化合物的振动基频。
– (3)远红外区: 400~25cm-1
• 研究分子的转动光谱以及重原子成键的振动等。
凡能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰-特征
峰。其对应的频率称为特征频率。
一个基团除了特征峰以外,还有许多其它振动形式的吸收
峰,这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰-相关峰。
(3)特征区与指纹区
4000-1330 cm-1 -特征区;
湖北理工学院医学院药学系
1330-400 cm-1 -指纹区
(3)n↑→ r ↑
→△E振动↑
湖北理工学院医学院药学系

第7章 红外吸收光谱法总结

第7章 红外吸收光谱法总结
(4) 1500 1300 cm-1 • 指纹区: C-H 弯曲振动区
(1) 1300 900 cm-1 X—Y伸缩振动, X—H变形振动区
(2) 900 600 cm-1 苯环面外弯曲振动 用于精细结构的区分,帮助鉴别烃类、苯环的取代程度和顺反构型等
§7.3 红外光谱仪
二、傅里叶变换红外吸收光谱仪 (干涉型)
四、固体样品(了解)
1、压片法 光散射现象较严重 KCl、KBr在加压下呈现所谓冷胀现象并变为可塑物,在中红外 光区完全透明,因此常用作固体样品的稀释剂。 稀释剂的比例:样品/稀释剂≈ 1/100 稀释剂的要求:纯度高、粒度小于2.5μm、不含水分。 油压机压力:5~10×107Pa (5~10t/cm2);加压同时要抽去空气。
§7.5 红外光谱分析的应用
(2)不饱和度(Ω)
定义:分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。
化合物 Cn 4 Hn1On 2
n3 n1 1 n4 2
注意:n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价元素 的原子的数目 二价的O、S不参与计算 Ω =0 分子呈饱和状态; Ω =1 分子含一个双键或一个饱和环;
一、官能团区和指纹区
1、红外光谱信息区
依据基团的振动形式,
• 官能团区可再分为四个区: (1) 4000 2500 cm-1
氢键区, X—H伸缩振动区(X=O,N,C,S)
(2) 2500 2000 cm-1 三键,累积双键伸缩振动区
(3) 2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区
例: C9H8O2
Ω = 9 +(0 – 8 )/ 2+1 = 6
Ω =2 分子含一个三键 或 两个双键 或 两

有机化学波谱分析知识要点

有机化学波谱分析知识要点

有机化学波谱分析知识要点一、红外光谱分析(IR Spectroscopy)红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收、散射和透射特性进行分析的方法。

它可以提供关于有机化合物中的官能团、键的类型和官能团的有关信息。

IR光谱仪通常以波数(单位为cm-1)来表示光谱的X轴。

1. 标定标样:红外光谱的波数标定通常以空气中的CO2吸收峰为基准,波数为2349 cm-12.关键峰值:红外光谱中有一些常见的峰值对应着特定的官能团或基团,如OH伸缩振动、C=O伸缩振动等。

3. 官能团特征波数:红外光谱可以通过分析官能团的特征波数,如羧酸(1700-1720 cm-1)、酯(1735-1745 cm-1)等。

二、核磁共振波谱分析(NMR Spectroscopy)核磁共振波谱是通过分析核自旋在外加磁场中的共振吸收来获得有机化合物结构信息的方法。

常见的核磁共振波谱有质子核磁共振(1HNMR)和碳-13核磁共振(13CNMR)。

1.核磁共振吸收峰:核磁共振谱图中出现的各个峰对应着不同核成分的共振吸收。

2.位移:核磁共振谱图中每个峰的信号在横轴上的位置(化学位移)可以提供有关它们所对应原子的环境和化学环境的信息。

3.耦合:在核磁共振谱图中,出现在特定峰附近的小峰是由于核自旋耦合引起的。

耦合的模式和数量可以提供关于分子中不同核之间的相互关系。

三、质谱分析(Mass Spectrometry)质谱分析是通过将有机化合物中的分子离子化,并在电磁场作用下测量其质量/电荷比,从而确定分子的质谱图(mass spectrum)。

质谱技术可提供有机化合物的分子式和分子结构信息。

1.分子离子峰(M+):质谱图中最高峰对应分子的分子离子峰。

它的质荷比等于分子质量除以电子的质量。

2.碎片离子峰:质谱图中其他峰位来自分子断裂后的离子。

通过分析这些峰可推断出有机化合物的结构。

3.分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度:通过分析质谱图中分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度的比例,可以推断出有机化合物中不同官能团的相对含量。

有机波谱分析--红外光谱

有机波谱分析--红外光谱

11
●与结构因素、化学环境等因素有关。 同一种化学键,同一种振动方式,分子结构不同,
振动频率不同; 化学环境不同,振动频率也不同。
12
3、红外光谱产生的条件
A. 辐射光的频率=分子振动固有频率。即:ν振= ν辐 这一条件决定了红外吸收峰的位置,即红外光
谱的横坐标。
13
B. 振动的偶极矩必须发生变化,既:Δμ≠0 只有偶极矩发生变化的振动才能引起分子内能
弯曲振动频率都很低。
5
2. 化学键的振动频率
●最简单的振动形式—简谐振动 ●谐振子模型:m1、m2为两个小球(原子)的质量,r表示
弹簧(化学键)的长度。
r
6
=c/ - = 1/ 波数(cm-1)
●振动方程式(Hooke定律)
1
2
(
1
m1
1)
m2
K:键的力常数,单位为10-5N·cm-1(dyn·cm-1) 与键能成正比。
◆若无1600~1675 cm-1峰,则无不对称C=C; 无2100~2300cm-1峰,则不存在C≡CH基团。
◆用弯曲振动特征判断取代情况。
◆高度对称的烯烃和炔烃的碳-碳骨架吸收峰可通过拉曼光 谱研究其是否存在。
◆用骨架峰位判断是否存在共轭双键,但不能判断共轭体系 大小;用UV光谱可弥补其不足。
http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi
2. The NIST Chemistry WebBook
/chemistry
29
四、有机化合物的特征频率
振动形式不同但峰位一致的现象称为振动简并。
CH伸缩 CC伸缩
3310
2120

红外光谱知识点总结

红外光谱知识点总结

红外光谱知识点总结一、红外光谱的基本原理1. 红外辐射红外光波长范围为0.78~1000微米,是可见光和微波之间的一部分光谱。

物质在光谱范围内会吸收、散射和发射红外光。

这些过程可以用来获取物质的结构信息。

2. 分子振动分子在吸收红外辐射时,分子内部的振动模式会发生变化,这些振动模式会导致物质对不同波长的红外光有不同的吸收峰。

根据分子结构、键的类型和位置不同,红外吸收峰会出现在不同的波数位置。

3. 红外吸收谱红外吸收谱是将物质对不同波数的红外光的吸收强度绘制成图谱。

在红外吸收谱中,不同的振动模式会对应不同的吸收峰,通过谱图的解析可以得到物质的结构信息。

4. 红外光谱仪红外光谱仪是用于测定物质的红外吸收光谱的仪器,它主要包括光源、分光器、样品室、检测器和数据处理系统等部分。

常见的红外光谱仪有光散射型、光路差型和干涉型等。

二、红外光谱的仪器分析技术1. 光散射型红外光谱仪光散射型红外光谱仪是通过散射光进行分析的,它适用于固态样品和粉末样品的分析。

该仪器操作简单,对样品的要求不高,但是分辨率较低。

2. 光路差型红外光谱仪光路差型红外光谱仪利用干涉光进行分析,可以获得高分辨率的红外光谱。

它适用于高精度的定量分析和结构鉴定,但是对样品的平整度和光路的稳定性要求较高。

3. 干涉型红外光谱仪干涉型红外光谱仪采用光源产生的连续光通过光栅或凸透镜分散成各个不同波数的光线,对于样品吸收光线的强度进行检测,然后通过计算机进行数据处理。

其优点是分辨率高、峰型窄、精确度高,适用于各种样品的定性、定量和成分分析。

4. 远红外光谱和近红外光谱远红外光谱仪可以用于检测液体样品和气态样品,其波数范围在4000~400 cm-1之间。

而近红外光谱则适用于固态和半固态样品的分析,波数范围在12500~4000 cm-1之间。

三、红外光谱的谱图解析1. 物质的结构信息根据红外光谱谱图的解析可以获得物质的结构信息,如键的种类、键的位置、分子的构型等。

有机化学基础知识点整理红外光谱的基本原理与应用

有机化学基础知识点整理红外光谱的基本原理与应用

有机化学基础知识点整理红外光谱的基本原理与应用红外光谱是一种常用的有机化学分析技术,通过测量样品在红外辐射作用下吸收的光的特征来获取有关有机物的结构和功能基团信息。

本文将对红外光谱的基本原理和应用进行整理。

一、红外光谱的基本原理红外光谱是在红外区域(波长为0.78-1000微米)的电磁波谱。

有机物分子具有众多振动模式,其中主要有拉伸振动和弯曲振动两种。

当红外辐射作用于有机物时,分子中的化学键因振动而产生变化,吸收电磁辐射的能量,使光谱图产生吸收峰,用于表示化学键的类型和特定的功能基团。

二、红外光谱的应用1. 结构表征红外光谱被广泛应用于有机化合物的结构表征,能够确定分子中的官能团和它们的位置。

通过与已知标准物质进行比较,可以对未知有机物进行鉴定和确认。

2. 官能团分析红外光谱还可以用于官能团分析。

不同官能团在红外区域具有特定的吸收峰,通过观察和解析红外光谱图上的吸收峰,可以确定有机化合物中存在的官能团。

3. 质谱联用红外光谱可以与质谱等其他分析方法联用,提高分析的准确性和灵敏度。

质谱结合红外光谱可用于鉴定复杂有机物的分子结构和组成。

4. 药物分析红外光谱在药物分析中有着广泛的应用。

通过红外光谱的分析可以确定药物中的特定官能团,帮助药物研发和质量控制。

5. 环境监测红外光谱可以用于环境监测。

通过分析空气、水、土壤等样品的红外光谱,可以确定其中的污染物种类和浓度,提供有关环境质量的信息。

6. 食品质量检测红外光谱可以应用于食品质量检测。

通过对食品样品的红外光谱进行分析,可以判断其成分和质量,检测其中是否存在污染物或添加剂。

7. 化学反应跟踪红外光谱也可以用于化学反应的跟踪。

通过在反应过程中测量红外光谱的变化,可以了解反应物的转化和产物的生成情况,为反应的优化提供依据。

三、红外光谱的实验技术红外光谱分析需要使用红外光谱仪。

常见的红外光谱仪有傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和单波长红外光谱仪。

傅里叶红外光谱仪具有较高的分辨率和灵敏度,可以获取更精细的光谱信息。

有机化学基础知识点有机物的红外光谱和拉曼光谱

有机化学基础知识点有机物的红外光谱和拉曼光谱

有机化学基础知识点有机物的红外光谱和拉曼光谱有机化学基础知识点——有机物的红外光谱和拉曼光谱有机化学是研究有机物质结构、性质和变化的科学。

在有机化学研究中,红外光谱和拉曼光谱是两种重要的分析方法。

本文将介绍有机物的红外光谱和拉曼光谱的基本原理、应用场景以及分析流程。

一、红外光谱红外光谱是一种常用的谱学方法,通过检测有机物质与红外辐射的相互作用来研究其分子结构。

红外光谱的原理基于有机物质分子中的共振和非共振振动。

1. 基本原理红外辐射的频率范围通常为1到300 THz,对应的波长范围为0.78到300 μm。

它可以使分子内部的键振动和分子整体的转动、振动产生共振。

当有机物质与红外辐射发生共振时,分子的振动状态会发生变化,产生吸收峰。

2. 应用场景红外光谱广泛应用于有机物质的结构鉴定、反应监测和纯度检验等方面。

通过红外光谱分析,可以确定有机物分子中的官能团类型、键的性质以及取代基的位置等信息。

3. 分析流程红外光谱分析的流程一般包括样品制备、仪器调节和数据处理等步骤。

首先,需要将待测有机物制备成适当的样品,例如片剂、液体薄膜或气体。

然后,根据仪器的要求进行调节,选择合适的光源、检测器和波数范围等参数。

最后,通过数据处理软件对测量结果进行峰识别和谱图解析。

二、拉曼光谱拉曼光谱是一种非常灵敏和具有高分辨率的分析方法,能够提供关于分子结构和化学键的详细信息。

拉曼光谱的测量原理基于拉曼散射效应。

1. 基本原理当光线通过物质时,一部分光被散射,其中一小部分经历拉曼散射。

拉曼散射是指入射光子与物质分子相互作用,并相对于入射光产生能量的增减。

拉曼光谱测量的是样品与散射光之间的相对频率差异,通过分析产生的拉曼散射光,可以获得物质的结构和键信息。

2. 应用场景拉曼光谱广泛应用于有机物的鉴定、反应动力学研究和药物分析等领域。

与红外光谱相比,拉曼光谱对样品准备的要求更低,对水和其他溶剂的干扰也较小。

3. 分析流程拉曼光谱的分析流程一般包括样品制备、仪器调节和数据处理等步骤。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

总结当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

所以,红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来,就得到红外光谱图。

红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标,表示吸收峰的位置,用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标,表示吸收强度。

当外界电磁波照射分子时,如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等,该频率的电磁波就被该分子吸收,从而引起分子对应能级的跃迁,宏观表现为透射光强度变小。

电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一,这决定了吸收峰出现的位置。

红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用,为了满足这个条件,分子振动时其偶极矩必须发生变化。

这实际上保证了红外光的能量能传递给分子,这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。

并非所有的振动都会产生红外吸收,只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收,这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收,称为红外非活性振动。

分子的振动形式可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。

前者是指原子沿键轴方向的往复运动,振动过程中键长发生变化。

后者是指原子垂直于化学键方向的振动。

通常用不同的符号表示不同的振动形式,例如,伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,分别用 Vs 和Vas 表示。

弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。

从理论上来说,每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光,在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。

实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的;另外有一些振动的频率相同,发生简并;还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围,这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。

组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰。

不同化合物中,同一种官能团的吸收振动总是出现在一个窄的波数范围内,但它不是出现在一个固定波数上,具体出现在哪一波数,与基团在分子中所处的环境有关。

引起基团频率位移的因素是多方面的,其中外部因素主要是分子所处的物理状态和化学环境,如温度效应和溶剂效应等。

对于导致基团频率位移的内部因素,迄今已知的有分子中取代基的电性效应:如诱导效应、共轭效应、中介效应、偶极场效应等;机械效应:如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。

这些问题虽然已有不少研究报道,并有较为系统的论述,但是,若想按照某种效应的结果来定量地预测有关基团频率位移的方向和大小,却往往难以做到,因为这些效应大都不是单一出现的。

这样,在进行不同分子间的比较时就很困难。

另外氢键效应和配位效应也会导致基团频率位移,如果发生在分子间,则属于外部因素,若发生在分子内,则属于分子内部因素。

红外谱带的强度是一个振动跃迁概率的量度,而跃迁概率与分子振动时偶极矩的变化大小有关,偶极矩变化愈大,谱带强度愈大。

偶极矩的变化与基团本身固有的偶极矩有关,故基团极性越强,振动时偶极矩变化越大,吸收谱带越强;分子的对称性越高,振动时偶极矩变化越小,吸收谱带越弱。

②量子力学:量子力学研究表明,分子振动和转动的能量不是连续的,而是量子化的,红外光谱即限定在一些分立的、特定的能量状态或能级上。

以最简单的双原子为例,如果认为原子间振动符合简谐振动规律,则其振动能量E v可近似地表示为:式中h为普朗克常数;v为振动量子数(取正整数);v0为简谐振动频率。

当v=0时,分子的能量最低,称为基态。

处于基态的分子受到频率为v0的红外射线照射时,分子吸收了能量为hv0的光量子,跃迁到第一激发态,得到了频率为v0的红外吸收带。

反之,处于该激发态的分子也可发射频率为v0的红外射线而恢复到基态。

v0的数值决定于分子的约化质量μ和力常数k。

k决定于原子的核间距离、原子在周期表中的位置和化学键的键级等。

分子越大,红外谱带也越多,例如含12个原子的分子,它的简正振动应有30种,它的基频也应有30条谱带,还可能有强度较弱的倍频、合频、差频谱带以及振动能级间的微扰作用,使相应的红外光谱更为复杂。

③红外光谱分类:红外光谱可分为发射光谱和吸收光谱两类。

物体的红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成,由于测试比较困难,红外发射光谱只是一种正在发展的新的实验技术,如激光诱导荧光。

将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。

每种分子都有由红外光谱其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,它是一种分子光谱。

例如水分子有较宽的吸收峰,所以分子的红外吸收光谱属于带状光谱。

原子也有红外发射和吸收光谱,但都是线状光谱。

红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形。

当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时,这种振动方式称简正振动。

含n个原子的分子应有3n-6个简正振动方式;如果是线性分子,只有3n-5个简正振动方式。

以非线性三原子分子为例,它的简正振动方式只有三种。

在v1和v3振动中,只是化学键的伸长和缩短,称为伸缩振动,而v2的振动方式改变了分子中化学键间的夹角称为变角振动,它们是分子振动的主要方式。

分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此,当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子的振动,而产生红外吸收光谱。

原子发射光谱比较杰出的代表是德国斯派克光谱仪和德国布鲁克光谱仪,美国热电光谱分析仪,日本岛津直读光谱仪等厂家。

国内有北京纳克直读光谱仪,烟台东方光谱分析仪2.红外光谱和红外谱图分区①红外光谱的分区通常将红外光谱分为三个区域:近红外区(13330~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)和远红外区(400~10cm-1)。

一般说来,近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的;中红外光谱属于分子的基频振动光谱;远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。

由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区,因此中红外区是研究和应用最多的区域,积累的资料也最多,仪器技术最为成熟。

通常所说的红外光谱即指中红外光谱。

②红外谱图的分区按吸收峰的来源,可以将4000~400cm-1的红外光谱图大体上分为特征频率区(4000~1300cm-1)以及指纹区(1300~400cm-1)两个区域。

其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生,数目不是很多,但具有很强的特征性,因此在基团鉴定工作上很有价值,主要用于鉴定官能团。

如羰基,不论是在酮、酸、酯或酰胺等类化合物中,其伸缩振动总是在1700cm-1左右出现一个强吸收峰,如谱图中1700cm-1左右有一个强吸收峰,则大致可以断定分子中有羰基。

指纹区的情况不同,该区峰多而复杂,没有强的特征性,主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。

当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。

这种情况就像每个人都有不同的指纹一样,因而称为指纹区。

指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。

3.红外光谱吸收频率影响因素①外部因素:测定时的试样的状态、溶剂效应等因素。

溶剂效应:溶剂种类不同对谱图也会有影响。

溶剂分子能引起溶剂溶质的缔合,改变吸收带的位置及强度。

通常,在极性溶剂中,溶质分子的极性基团的伸缩振动频率向低波数方向移动。

最高,非极性溶剂的稀溶液次之,而液态或固态的频率例如:气态时νC = O最低。

在红外光谱法中,应尽量选用非极性溶剂。

②内部因素:诱导效应、共轭效应、偶极场效应、振动的偶合、氢键、空间效应⑴诱导效应(I效应)吸电子基团使电子云由氧原子转向双键,使羰基双键性增强,从而使吸收峰向高波数方向移动。

⑵共轭效应(M效应)⑶偶极场效应(F效应)共轭效应和诱导效应是通过化学键起作用的。

偶极场效应是邻近基团通过空间起作用的。

⑷氢键羰基和羟基之间容易形成氢键,使羰基的频率降低。

⑸振动的偶合二个频率相同或相近的基团联结在一起时,会发生相互作用而使谱峰分成二个。

如酸酐的二个羰基,振动偶合而裂分成二个谱峰。

二元酸的二个羰基之间只有1~2个碳原子时,会出现二个C=O基吸收峰,是相互偶合的结果。

费米共振当倍频峰位于某强的基频峰附近时,弱的倍频峰常被大大强化。

基频峰常发生分裂。

这种泛频峰和基频峰之间的偶合,称为费米共振。

-CHO 的C-H伸缩振动(2835-2965 cm-1)和C-H弯曲振动(1390 cm-1)的倍频峰偶合,裂分成二个峰:2840 cm-1、2760 cm-1,是醛基的特征峰。

⑹空间效应包括环状化合物的张力效应和位阻效应张力效应:与环直接联结的双键的伸缩振动频率,环越小张力越大,其频率越高。

环内双键,张力越大,伸缩振动频率越低。

空间位阻效应:若分子结构中存在空间阻碍,使共轭受到限制,振动频率增高。

4.红外谱图解析特征吸收:指基团在特定的区域有吸收,且其它部分对此吸收位置的影响较小,并有较强的吸收谱带。

最有分析价值的基团频率在4000 cm-1~1300 cm-1之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。

区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。

在1300 cm-1~600 cm-1区域内,除单键的伸缩振动外,还有多数基团因变形振动产生的谱带。

这种振动与整个分子的结构有关。

当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征,称为指纹区。

1.红外光谱的区域划分:常见的化学基团在4000-670 cm-1范围内有特征吸收。

常将该波数范围分成四个区域:X-H伸缩振动区4000-2500 cm-1叁键和积累双键区2500-1900 cm-1双键伸缩振动区1900-1200 cm-1X-Y伸缩振动及X-H变形振动区<1650 cm-1(1)C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种:①饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下,约3000~2800 cm-1,取代基对它们影响很小。

-CH3(2960、2870cm-1)、-CH2-(2930、2850cm-1)、-CH-(2890cm-1)几乎观察不到②不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上=C-H伸缩振动:3100-3000cm-1≡C-H伸缩振动: 3300cm-1=CH2的吸收在3085cm-1附近③苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近,它的特征是强度比饱和的C-H键稍弱,但谱带比较尖锐。

相关文档
最新文档