影响红外光谱吸收频率的因素.
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2.电子效应
诱导效应
电子 效应
中介效应 共轭效应
它们都是由于 化学键的电子 分布不均匀引 起的。
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(1)诱导效应(I效应)
由于取代基具有不同的电负性,通过静 电诱导作用,引起分子中电子分布的变化, 从而使基团的特征频率发生了位移。 随着取代原子电负性的增大或取代数目 的增加,诱导效应越强,吸收峰向高波数移 动的程度越显著。
例如,异丙基的两个甲基同时和一个碳原子相连, 由于相互偶合作用引起甲基对称振动分裂为二,出现在 1385cm-1和 1365cm-1,对确认异丙基的存在是非常有用 的。
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6. 外在因素(测定条件)
样品所处物态、制备样品的方法、溶剂的性质、 氢键、结晶条件、吸收池厚度、色散系统以及测试 温度等。
①物态效应 ②溶剂效应
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2.2 影响红外光谱吸收频率的因素
吸收峰的位置与分子结构有关。从特征吸收 峰的波数与强度可以推测化合物的分子结构。 对于同一种官能团,吸收峰的位置不是固定 的,有一个波数范围。
吸收峰的位置受多种因素的影响,如质量效 应、电子效应、空间效应、氢键、振动的偶合及 外在因素等。
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1. 质量效应
由质量不同的原子构成的化学键,其振 动频率是不同的。X-H: 当X是同族元素时,随质量增大频率明显 变小。如波数C-H>Si-H>Ge-H>Sn-H 当X是同周期元素时,随原子序数的增大 频率反而升高。如波数F-H比C-H大1000cm-1 当含氢基团的 H原子被氘取代后,基团的 吸收频率会向低波数的方向变化。
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3.空间效应
(1)空间阻碍
指分子中的大基团产生的位阻作用,迫使 邻近基团间的键角变小或共轭体系之间单键键 角偏转,使基团的振动频率和峰形发生变化。
当共轭体系的共平面性质被偏离或破坏时, 吸收频率增高,吸收强度降低。
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(2)环张力
对于环烯,随着环的减小,环的张力变大, 环内各键削弱,伸缩振动频率降低,而环外的 键却增强,伸缩振动频率升高。
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①物态效应 正己酸的红外光谱
a 蒸气(134℃)
b 液体(室温)
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②溶剂效应 双甲酮在不同溶剂中的羰基频率变化
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4.氢键
氢键的形成使电子云密度平均化,从而使伸
缩振动频率降低。游离羧酸的 C=O 键频率出现在
1760cm-1 左右,在固体或液体中,由于羧酸形成
二聚体, C=O键频率出现在1700 cm-1 。
分子内氢键不受浓度影响,分子间氢键受浓度
影响较大。
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5.振动的偶合
含有同原子的两个键,如果其单键的振动频 率相同或相近,它们之间即会发生较强的相互作 用,由于两谐振子的相位或偶合情况不同,出现 分别低于和高于单个谐振子位置的两个频率,此 频率含有两个谐振子的成分。
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(2)中介效应
当含有孤对电子的原子( O、S、N 等) 与具有多重键的原子相连时,也可起类似的 共轭作用,称为中介效应。 由于含有孤对电子的原子的共轭作用, 使 C=O 上的电子云更移向氧原子, C=O 双键 的电子云密度平均化,造成 C=O 键的吸收频 率向低波数位移。
源自文库 6
(3)共轭效应
当双键之间以一个单键相连时,双键 π 电子发生共轭而离域,降低了双键的力常数, 从而使双键的伸缩振动频率降低,但吸收强 度提高。