醛和酮的紅外光譜分析

1、醛和酮的紅外光譜分析指導(dǎo)老師：吳瑩實驗人：王壯同組實驗：戈暢、陸瀟實驗時間：2016.5.30一 實驗?zāi)康?、掌握壓片法和液膜法等制樣方法；2、熟悉紅外光譜儀結(jié)構(gòu)及操作；3、利用所測紅外光譜圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。二 實驗原理紅外吸收光譜法：利用物質(zhì)的分子對紅外輻射的吸收，得到與分子結(jié)構(gòu)相應(yīng)的紅外光譜圖，從而來鑒別分子結(jié)構(gòu)的方法，稱為紅外吸收光譜法，簡稱紅外光譜法。（一）紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件1、能量必須匹配；2、分子振動時，必須伴隨有瞬時偶極矩的變化。分子是否顯示紅外活性，與分子是否有永久偶極矩?zé)o關(guān)。只有同核雙原子分子（H2、N2等）才顯示非紅外活性。（二）紅外光譜圖縱坐標(biāo)為吸收強度，橫坐標(biāo)為波長和

2、波數(shù)單位： 可以用峰的個數(shù)，峰位，峰形，峰強來描述。（三）紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1、基團頻率與特征吸收峰：例如，羰基總是在18701650間，出現(xiàn)強吸收峰，它們的頻率不隨分子構(gòu)型變化而出現(xiàn)較大的改變。常見的化學(xué)基團在4000600范圍內(nèi)有特征吸收，一般將這一波段分成兩個區(qū)域：官能團區(qū)（40001300）和指紋區(qū)（1300以下的區(qū)域）。常見基團的紅外吸收帶2、影響基團頻率位移的因素：內(nèi)部因素和外部因素外部因素：樣品的狀態(tài)、測定溫度及溶劑極性等外部因素內(nèi)部因素：電子效應(yīng)；氫鍵效應(yīng)；振動偶合效應(yīng)；費米共振效應(yīng)；立體障礙；環(huán)的張力。例如：誘導(dǎo)效應(yīng)，使C=O鍵電子云密度增加，鍵力常數(shù)增大，振動頻率升高

3、。由于共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子云密度趨于平均化，導(dǎo)致雙鍵略有伸長，單鍵略有縮短，結(jié)果使C=O雙鍵頻率向低頻移動，單鍵頻率略向高頻移動。環(huán)的張力越大， 頻率就越高三儀器和試劑儀器：傅里葉變換紅外光譜儀，壓片機，紅外燈，瑪瑙研缽。試劑：二苯甲酮、環(huán)己酮、苯甲醛、KBr。四實驗內(nèi)容1. 制樣壓片法：取紅外燈下干燥的KBr固體400 mg，加1-2 mg二苯甲酮，在瑪瑙研缽中充分研細(xì)后（顆粒直徑約為2），取約100 mg鋪在壓模內(nèi)，于壓片機上壓成透明薄片。液膜法：按上述方法壓制純KBr透明鹽片，分別滴涂少量環(huán)己酮和苯甲醛試液。2. 測量（1）將空白KBr鹽片放入測試架，掃空白圖譜。（2）分別測量二苯

4、甲酮、環(huán)己酮和苯甲醛的紅外光譜圖。五結(jié)果處理首先測得苯甲醛的紅外光譜如下：圖1.苯甲醛的紅外光譜圖圖譜中3448處有一個寬峰，此峰可能是在研磨樣品時潮解吸收的水分。3065處是苯環(huán)上的碳?xì)渖炜s振動，2820和2738是與羰基碳相連的碳?xì)渖炜s振動，1702是羰基碳氧伸縮振動，碳氧雙鍵的伸縮振動帶一般出現(xiàn)在17401720間，實驗測得的不在此區(qū)間，這是由于苯甲醛的碳氧雙鍵與苯環(huán)形成共軛導(dǎo)致振動頻率向低波數(shù)移動。1598、1584、1455是苯環(huán)的骨架振動，指紋區(qū)中746、688印證了所測樣品為單取代苯環(huán)，同時在17002000泛頻區(qū)也可以觀察到苯環(huán)的特征峰，但是比較微弱。圖2.二苯甲酮的紅外光譜圖

5、與苯甲醛一樣3447出現(xiàn)制作樣品時潮解的水峰，3055是苯環(huán)上的碳?xì)渖炜s振動。由于沒有與羰基碳相連接的氫，2830和2720附近沒有吸收帶。1652處是羰基碳氧伸縮振動，由于二苯甲酮結(jié)構(gòu)中，羰基與兩個苯環(huán)共軛，共軛程度比苯甲醛大，所以其紅移程度比苯甲醛大。1594、1448是苯環(huán)的骨架振動。765和706代表苯環(huán)單取代。圖3.環(huán)己酮的紅外光譜同樣的，3473附近是寬峰是水峰，2940是亞甲基的對稱伸縮振動，2864是亞甲基的不對稱伸縮振動，1712是羰基碳氧伸縮振動，指紋區(qū)中1450是亞甲基的剪式振動。綜合三種化合物的紅外光譜圖可以得出影響-C=O吸收頻率大小的因素是共軛效應(yīng)，由于共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子云密度趨于平均化，導(dǎo)致雙鍵略有伸長，單鍵略有縮短，結(jié)果使雙鍵頻率向低頻移動，單鍵頻率略向高頻移動。六注意事項1. 制樣及測量過程中要注意防止吸濕。2. 取樣要適量。3. 鹽片不能太厚。七思考題1. 為什么紅外光譜儀池窗材料要用鹽？答：因為池窗的材料必須能很好透