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文檔簡介
第五章
紅外吸收光譜法第一節(jié)紅外吸收基本原理principleofIR第二節(jié)紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系infraredspectroscopyandmolecularstructure
第三節(jié)紅外光譜儀infraredabsorptionspectrometer第四節(jié)樣品的處理dealwithsample第五節(jié)紅外吸收光譜法的應(yīng)用applicationsofIRinfraredabsorptionspec-troscopy,IR2023/2/6一、概述
introduction二、產(chǎn)生紅外吸收的條件conditionof
Infraredabsorptionspectroscopy三、分子的振動類型basicvibrationofthegroupinmolecular四、基頻、倍頻和組頻basefrequency、frequencymultiplication、groupfrequency五、分子的振動自由度degreeoffreedomvibration
六、紅外吸收光譜圖infraredspectrograph第一節(jié)
紅外吸收基本原理
principleofIR2023/2/6紅外吸收光譜法:利用物質(zhì)對紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收的特性來進行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法,又稱紅外分光光度法一、概述
introduction2023/2/62.分子中基團的振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生:振-轉(zhuǎn)光譜輻射→分子振動能級躍遷→紅外光譜→官能團→分子結(jié)構(gòu)近紅外區(qū):0.78~2.5μm—OH和—NH倍頻吸收區(qū)中紅外區(qū):2.5~15.4μm振動、伴隨轉(zhuǎn)動光譜遠紅外區(qū):15.4~40μm純轉(zhuǎn)動光譜2023/2/62023/2/6紅外光譜圖:縱坐標(biāo)為吸收強度,橫坐標(biāo)為波長λ(
m)和波數(shù)1/λ
單位:cm-1可以用峰數(shù),峰位,峰形,峰強來描述。應(yīng)用:有機化合物的結(jié)構(gòu)解析。定性:基團的特征吸收頻率;定量:特征峰的強度;3.紅外光譜與有機化合物結(jié)構(gòu)2023/2/6二、產(chǎn)生紅外吸收的條件
conditionof
Inraredabsorptionspectroscopy
滿足兩個條件:
1.分子振動時,必須伴隨有瞬時偶極矩的變化。對稱分子:沒有偶極矩,輻射不能引起共振,無紅外活性。如:N2、O2、Cl2
等。非對稱分子:有偶極矩,紅外活性。如:H2O、HCl等
2.只有當(dāng)照射分子的紅外輻射的頻率與分子某種振動方式的頻率相同時,分子吸收能量后,從基態(tài)振動能級躍遷到較高能量的振動能級,從而在圖譜上出現(xiàn)相應(yīng)的吸收帶。2023/2/6三、分子的振動形式
basicvibrationofthegroupinmolecular1.分子基團(或鍵)的振動頻率
分子振動的模型,以經(jīng)典力學(xué)的方法可把兩個質(zhì)量為m1和m2的原子看成鋼體小球,連接兩原子的化學(xué)鍵設(shè)想成無質(zhì)量的彈簧,彈簧的長度r就是分子化學(xué)鍵的長度。由經(jīng)典力學(xué)可導(dǎo)出該體系的基本振動頻率計算公式2023/2/6式中k為化學(xué)鍵的力常數(shù),定義為將兩原子由平衡位置伸長單位長度時的恢復(fù)力,單位為(N·cm-1)。
單鍵、雙鍵和三鍵的力常數(shù)分別近似為5、10和15N·cm-1;c為光速(2.9981010cm·s-1),為折合質(zhì)量,單位為g,且2023/2/6
例題:由表中查知C=C鍵的K=9.59.9,令其為9.6,計算波數(shù)值。正己烯中C=C鍵伸縮振動頻率實測值為1652cm-12023/2/6表某些鍵的伸縮力常數(shù)(毫達因/埃)鍵類型—CC—>—C=C—>—C—C—力常數(shù)15179.59.94.55.6峰位4.5m6.0m7.0m
化學(xué)鍵鍵強越強(即鍵的力常數(shù)K越大)原子折合質(zhì)量越小,化學(xué)鍵的振動頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。2023/2/62.分子的振動類型伸縮振動亞甲基:變形振動亞甲基2023/2/6甲基的振動形式伸縮振動甲基:變形振動甲基對稱δs(CH3)1380㎝-1
不對稱δas(CH3)1460㎝-1對稱不對稱υs(CH3)υas(CH3)2870㎝-12960㎝-12023/2/62023/2/6例1水分子的紅外吸收與振動類型2023/2/6例2CO2分子2023/2/6四、基頻、倍頻和組頻基頻分子吸收紅外輻射后,由基態(tài)振動能級(=0)躍遷至第一振動激發(fā)態(tài)(=1)時,所產(chǎn)生的吸收峰稱為基頻峰。因為△=1時,L=,所以基頻峰的位置(L)等于分子的振動頻率。2023/2/62.倍頻在紅外吸收光譜上除基頻峰外,還有振動能級由基態(tài)(=0)躍遷至第二激發(fā)態(tài)(=2)、第三激發(fā)態(tài)(=3),所產(chǎn)生的吸收峰稱為倍頻峰。由=0躍遷至=2時,(振動量子數(shù)的差值)△=2,則L=2,即吸收的紅外線譜線(L)是分子振動頻率的二倍,產(chǎn)生的吸收峰稱為二倍頻峰。由=0躍遷至=3時,(振動量子數(shù)的差值)
△=3,則L=3,即吸收的紅外線譜線(L)是分子振動頻率的三倍,產(chǎn)生的吸收峰稱為三倍頻峰,其它類推。在倍頻峰中,二倍頻峰還比較強,三倍頻峰以上,因躍遷幾率很小,一般都很弱,常常不能測到。
2023/2/6續(xù)前
由于分子非諧振性質(zhì),各倍頻峰并非正好是基頻峰的整數(shù)倍,而是略小一些。以HCl為例:基頻峰(0→1)2885.9cm-1最強二倍頻峰(0→2)5668.0cm-1較弱三倍頻峰(0→3)8346.9cm-1很弱四倍頻峰(0→4)10923.1cm-1極弱五倍頻峰(0→5)13396.5cm-1極弱2023/2/63.組頻
如果分子吸收一個紅外光子,同時激發(fā)了基頻分別為ν1和ν2的兩種躍遷,此時所產(chǎn)生的吸收頻率應(yīng)該等于上述兩種躍遷的吸收頻率之和或之差,故稱組頻。2023/2/6注:振動自由度反映吸收峰數(shù)量并非每個振動都產(chǎn)生基頻峰吸收峰數(shù)常少于振動自由度數(shù)1.定義:指分子獨立的振動數(shù)目,或基本的振動數(shù)目N個原子組成分子,每個原子在空間具有三個自由度四、分子的振動自由度2023/2/6/teach/chemistry-net-teaching/yifen/chapt11/index.html新世紀網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程:理科化學(xué)系列網(wǎng)絡(luò)課程2023/2/6示例水分子——非線性分子2023/2/6示例CO2分子——線性分子2023/2/62.吸收峰數(shù)少于振動自由度的原因:發(fā)生了簡并——即振動頻率相同的峰重疊紅外非活性振動若干振動頻率十分接近,一般紅外光譜儀難以分辨振動吸收的能量太小,吸收信號不被儀器感知2023/2/6六、紅外吸收光譜圖T~σ曲線:前疏后密T~λ曲線:前密后疏2023/2/6一、基團頻率與指紋區(qū)groupfrequencyinIR二、典型的有機化合物的紅外光譜主要特征molecularstructureandabsorptionpeaks三、影響基團頻率位移的因素factorsinfluencedpeakshift
四、重要官能團的特征吸收頻率第二節(jié)
紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系infraredspectroscopyandmolecularstructure
2023/2/6一、基團頻率與指紋區(qū)1.基團頻率
在紅外光譜中,某些化學(xué)基團雖然處于不同分子中,但它們的吸收頻率總是出現(xiàn)在一個較窄的范圍內(nèi),這類頻率稱為基團特征振動頻率,簡稱基團頻率。最有分析價值的基團頻率在4000cm-1~1500cm-1之間,這一區(qū)域稱為基團頻率區(qū)、官能團區(qū)或特征區(qū)。區(qū)內(nèi)的峰是由伸縮振動產(chǎn)生的吸收帶,比較稀疏,容易辨認,常用于鑒定官能團。
主要包括X-H、C=X、-CX的伸縮振動。
2023/2/6基團特征頻率(特征峰)與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的、在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的化學(xué)鍵振動頻率。例:28003000cm-1—CH3特征峰;
16001850cm-1—C=O特征峰;基團所處化學(xué)環(huán)境不同,特征峰出現(xiàn)位置變化:—CH2—CO—CH2—1715cm-1
酮—CH2—CO—O—1735cm-1
酯—CH2—CO—NH—1680cm-1
酰胺2023/2/62.指紋區(qū)在1500cm-1~700cm-1區(qū)域內(nèi),除單鍵的伸縮振動外,還有因變形振動產(chǎn)生的譜帶。這種振動與整個分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)分子結(jié)構(gòu)稍有不同時,該區(qū)的吸收就有細微的差異,并顯示出分子特征。這種情況就像人的指紋一樣,因此稱為指紋區(qū)。指紋區(qū)對于指認結(jié)構(gòu)類似的化合物很有幫助,而且可以作為化合物存在某種基團的旁證。2023/2/6二、典型的有機化合物的紅外光譜主要特征1.烷烴2.烯烴和炔烴3.芳烴4.醇和酚5.醚6.酮和醛7.酸和酯8.胺和酰胺2023/2/61.烷烴(CH3,CH2,CH)(C—C,C—H)δas1460cm-1
δs1380~1365
cm-1CH3
CH2
剪式振動1480~1440cm-1CH2
對稱伸縮2850cm-1±10CH3
對稱伸縮2870cm-1±10
CH2不對稱伸縮2925cm-1±10
CH3不對稱伸縮2960cm-1±10
3000cm-1
異丙基分裂:有相鄰甲基存在時,sCH3分裂為雙峰,且隨相鄰甲基數(shù)的增多,裂距增大。
2023/2/62,4-二甲基戊烷(a)、2,4,4-三甲基戊烷(b)的紅外光譜
C-H3000~2850cm-1(s)asCH3~2962cm-1(vs)>asCH2~2926cm-1(s)>sCH3~2872cm-1(vs)>sCH2~2853cm-1(s)
asCH3+CH22023/2/62.烯烴和炔烴(1)烯烴=C-H3100~3000cm-1(m)C=C1680~1620cm-1(w)=C-H1000~650cm-1(s)>3000cm-1(不飽和)2,4,4-三甲基-1-戊烯(c)的紅外光譜
=C-HC=C=C-H確定取代位置及構(gòu)型2023/2/6(2)炔烴≡C-H3310~3300cm-1(s,尖)δ≡C-H642~615cm-1(s,尖)(彎曲振動頻率)C≡C2260~2100cm-1(w,尖)1-己炔的紅外光譜
C-HCC2023/2/62023/2/63.芳烴Φ-H3100~3000cm-1(w~m,通常有三個峰)C=C~1600cm-1,~1580cm-1(雙峰),~1500cm-1(s),~1450cm-1→鑒定有無芳環(huán)存在Φ-H900~650cm-1(s),(面外彎曲振動吸收帶)
→確定芳環(huán)取代情況及鑒定芳環(huán)存在2023/2/6單取代:770-730,710-6901,2取代:7701,3取代:860,810-750,710-6901,4取代:830-8101,2,3取代:780-760
1,2,4取代:810,850-9001,3,5取代:860-710圖
苯衍生物的紅外光譜圖2023/2/6示例2023/2/64.醇和酚1)O-H伸縮振動:2)C-O伸縮振動:注:酚還具有苯環(huán)特征2023/2/62023/2/65.醚(C—O—C)ms1100105012801220對稱伸縮反對稱伸縮
ORws94012101050對稱伸縮反對稱伸縮R-O-R’強度吸收峰位振動形式基團2023/2/6丁醚的紅外光譜圖1126.2cm–1是醚鍵的不對稱伸縮振動
υC-O-C2023/2/66.酮和醛A.飽和脂肪酮的第一強峰是C=O的峰,1715cm-1附近;
B.芳香酮或α,β不飽和酮向低頻移20
40cm-1;1)酮2)醛A.飽和脂肪醛上C=O的峰比酮高10cm-1左右;
B.醛基上C-H的伸縮振動和彎曲振動發(fā)生費米共振1,2,在2830和2720cm-1出現(xiàn)雙峰;2023/2/6丙酮2023/2/6丙醛2023/2/62023/2/67.酸和酯(1)羧酸游離的羧酸C=O的峰在1760cm-1附近;液態(tài)和固態(tài)的羧酸C=O移到1720cm-1附近,且O-H移到32002500cm-1,出現(xiàn)寬峰;(2)酯
羰基的吸收在1740cm-1附近;C-O-C的不對稱伸縮在13001150cm-1,對稱伸縮在11401030cm-1
。2023/2/62023/2/62023/2/68.胺和酰胺(1)胺特征區(qū)分→
2023/2/6示例2023/2/6特征區(qū)分→
注:共軛>誘導(dǎo)→波數(shù)↓(2)酰胺2023/2/6示例2023/2/6不同酰胺吸收峰數(shù)據(jù)2023/2/6三、影響基團頻率位移的因素
molecularstructureandabsorptionpeaks1.樣品的狀態(tài)與溫度效應(yīng)2.氫鍵的生成3.振動偶合4.誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)2023/2/61.樣品的狀態(tài)與溫度效應(yīng)
同一物質(zhì)的不同狀態(tài),由于分子間相互作用力不同,所得到光譜往往不同。分子在氣態(tài)時,其相互作用力很弱,此時可以觀察到伴隨振動光譜的轉(zhuǎn)動精細結(jié)構(gòu)。液態(tài)和固態(tài)分子間作用力較強,在有極性基團存在時,可能發(fā)生分子間的締合或形成氫鍵,導(dǎo)致特征吸收帶頻率、強度和形狀有較大的改變。例如,丙酮在氣態(tài)時的C-H為1742cm-1
,而在液態(tài)時為1718cm-1。溫度升高,帶寬增加,帶數(shù)減少。2023/2/62.氫鍵的生成(分子內(nèi)氫鍵;分子間氫鍵):使伸縮振動頻率向低波數(shù)方向移動,且?guī)捈皬姸榷荚黾?;使彎曲振動頻率向高波數(shù)方向移動。
cm-1
cm-1
cm-1
cm-12023/2/6分子間氫鍵的影響比分子內(nèi)氫鍵更顯著。分子內(nèi)的氫鍵不受溶液濃度的影響,分子間的氫鍵與溶質(zhì)的濃度及溶劑的性質(zhì)有關(guān)。因此,可以采用改變?nèi)芤旱臐舛葴y量紅外光譜,以判別兩個不同的氫鍵。
不同濃度乙醇在CCl4溶液中的紅外光譜2023/2/63.振動偶合當(dāng)兩個振動頻率相同或相近的基團相鄰具有一公共原子時,由于一個鍵的振動通過公共原子使另一個鍵的長度發(fā)生改變,產(chǎn)生一個“微擾”,從而形成了強烈的振動相互作用。其結(jié)果是使振動頻率發(fā)生變化,一個向高頻移動,另一個向低頻移動,譜帶分裂。振動耦合常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中,如,羧酸酐。兩個羰基的振動耦合,使C=O吸收峰分裂成兩個峰,波數(shù)分別為1820cm-1(反對稱耦合)和1760cm-1
(對稱耦合)2023/2/6例如:(CH3CH2CO)2O2023/2/6Fermi共振當(dāng)一振動的倍頻與另一振動的基頻接近時,由于發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強的吸收峰或發(fā)生裂分,這種現(xiàn)象稱為Fermi共振。2023/2/64.誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)
(1)誘導(dǎo)效應(yīng)(I效應(yīng))吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動(藍移)vC=0=1715cm-1vC=0=1800cm-1vC=0=1920cm-1vC=0
=1928cm-1vC=0=1730cm-1化合物電負性XX+YY4.475.415.595.736.927.90vC=0/cm-11752179418031820186819282023/2/6
(2)共軛效應(yīng)(C效應(yīng))π
→π
共軛vC=0=1670~
1660cm-1vC=0=1700~
1680cm-1vC=0=1670~
1660cm-1vC=0=1685~
1665cm-1vC=0=1715cm-1vC=0=1725~1705cm-12023/2/6
(3)中介效應(yīng)(M效應(yīng))n→π
共軛I效應(yīng)>C效應(yīng)vC=0=1680cm-1vC=0=1715cm-1vC=0=1690cm-1vC=0=1680cm-1C效應(yīng)>I效應(yīng)vC=0=1730cm-1vC=0=1735cm-1vC=0=1715cm-1I效應(yīng)解釋不了2023/2/6四、重要官能團的特征吸收頻率2023/2/6常見基團的紅外吸收帶特征區(qū)指紋區(qū)500100015002000250030003500C-H,N-H,O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H(氫鍵)C=OC-C,C-N,C-O=C-HC-HCCC=C2023/2/6一、色散型紅外光譜儀二、傅立葉變換紅外光譜儀第三節(jié)
紅外光譜儀infraredabsorptionspectrometer2023/2/6一、色散型紅外光譜儀1.光學(xué)系統(tǒng)2.主要部件2023/2/6
1.光學(xué)系統(tǒng)2023/2/62.主要部件
(1)光源硅碳棒(Globar)硅碳棒是由SiC加壓在2000℃燒結(jié)而成供電電流:4~5A;工作溫度:1200~1500℃;使用壽命:1000h.
能斯特?zé)?NernstLamp)主要成分:氧化鋯(75%)、氧化釔、氧化釷等,并含有少量的氧化鈣、氧化鈉、氧化鎂等.供電電流:0.5~1.2A;工作溫度:1300~1700℃;使用壽命:2000h.需要預(yù)熱>700℃.不要預(yù)熱
能斯特?zé)羰怯上⊥两饘傺趸餆Y(jié)的空心棒或?qū)嵭陌簟?023/2/6(2)吸收池因玻璃、石英等材料不能透過紅外光,紅外吸收池使用可透過紅外的材料制成窗片;不同的樣品狀態(tài)(固、液、氣態(tài))使用不同的樣品池,固態(tài)樣品可與晶體混合壓片制成。2023/2/6單色器由色散元件、準直鏡和狹縫構(gòu)成。色散元件常用光柵以光柵為分光元件的紅外光譜儀不足之處:需采用狹縫,光能量受到限制;掃描速度慢,不適于動態(tài)分析及和其它儀器聯(lián)用;不適于過強或過弱的吸收信號的分析。(3)單色器2023/2/6(4)檢測器檢測器的作用是將照射在它上面的紅外光變成電信號。紅外光能量低,因此常用熱電偶、測熱輻射計、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器等。2023/2/6表幾種紅外檢測器2023/2/6二、傅里葉變換紅外光譜儀1.傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖2.傅里葉變換紅外光譜儀的原理與特點2023/2/61.傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖干涉儀光源樣品室檢測器顯示器繪圖儀計算機干涉圖光譜圖FTS2023/2/62.傅立葉變換紅外光譜儀的原理與特點光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變?yōu)楦缮婀猓ㄟ^試樣后,包含的光信息需要經(jīng)過數(shù)學(xué)上的傅立葉變換解析成普通的譜圖。特點:(1)掃描速度極快(1s);適合儀器聯(lián)用;(2)不需要分光,信號強,靈敏度很高;(3)儀器小巧。2023/2/6傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖2023/2/6邁克爾干涉儀工作原理圖2023/2/6一、氣體樣品二、液體和溶液樣品三、固體樣品第四節(jié)
樣品的處理samplingmethods2023/2/6一、氣體樣品氣體、蒸氣壓高的液體、固體或液體分解所產(chǎn)生的氣體,都可以用氣體池測定。對于含量較低的氣體還可以采用多重反射氣體池進行測定。圖紅外氣體槽體2023/2/6二、液體和溶液樣品用溶劑CS2、CCl4、CHCl3等溶解吸收很強的液體后,再液膜法進行測定。主要起稀釋作用。注意:溶劑化效應(yīng)、溶劑自身的紅外吸收峰。液膜<0.015mm以下時,可以借助窗片的附著力,使其自然形成液膜。1.樣品池的類型
固定池、可拆池、可變厚度池、微量池2.液體樣品的制備(1)液膜法固定池:用于易揮發(fā)性液體的測定??刹鸪兀河糜诟叻悬c、粘稠型液體的測定液膜厚度的選擇:
脂肪族碳氫化合物
~0.02mm
鹵化物、芳香族化合物
~0.01mm
含氧、氮的有機物
~0.005mm
含硅、氟的有機物
~0.03mm(2)溶液法2023/2/6三、固體樣品1.壓片法KCl、KBr在加壓下呈現(xiàn)所謂冷脹現(xiàn)象并變?yōu)榭伤芪?,在中紅外光區(qū)完全透明,因此常用作固體樣品的稀釋劑。稀釋劑的比例:樣品/稀釋劑≈1/100稀釋劑的要求:純度高、粒度小于2.5μm、不含水分。
油壓機壓力:5~10×107Pa(5~10t/cm2);加壓同時要抽去空氣。光散射現(xiàn)象較嚴重2023/2/63.薄膜法(10~50μm)熔融法:對于熔點較低,而且熱穩(wěn)定性好的樣品,可以采用此法。常用于高分子有機化合物的測定。2.糊狀法
選取與試樣的折射率相近的液體分散介質(zhì)與固體粉末混合研磨制成糊膏,然后用液體池進行測定。減少了光散射現(xiàn)象。固體有機化合物的折射率一般在1.5~1.6。常用的液體分散介質(zhì):液體石蠟油(nd=1.46)、六氯丁二烯(nd=1.55)、氟化煤油
這些液體分散介質(zhì)自身也有各自的吸收峰。溶液成膜法:將試樣溶解于沸點較低的溶劑中,然后將溶液分布在成膜介質(zhì)(水銀、玻璃、塑料、金屬板)上,讓溶劑蒸發(fā)后形成試樣膜。2023/2/6一、定性分析qualitativeanalysis二、定量分析quantitativeanalysis第五節(jié)
紅外吸收光譜法的應(yīng)用applacationsofIR2023/2/6一、定性分析1.定性前的準備工作2.圖譜的解析3.化合物結(jié)構(gòu)的驗證2023/2/61.定性前的準備工作樣品制備做紅外光譜圖了解試樣的來源、以估計其可能是哪類化合物;測定試樣的物理常數(shù),如熔點、沸點、溶解度、折光率等。2023/2/62.圖譜的解析(1)確定化合物的類型(2)判斷可能含有的官能團(3)根據(jù)吸收峰的位置推測基團所處的環(huán)境(4)參考其他信息列出可能結(jié)構(gòu)(5)對照標(biāo)準譜圖或標(biāo)準數(shù)據(jù)2023/2/6(1)確定化合物的類型區(qū)分有機物還是無機物
3000cm-1附近是否有飽和或不飽和C-H;譜圖中峰形和峰的個數(shù)。2023/2/6區(qū)分飽和與不飽和化合物以3000cm-1為界限,大于3000cm-1
的尖峰為不飽和C-H;三鍵和雙鍵區(qū)是否有吸收峰。區(qū)分脂肪族化合物和芳香族化合物1600~1450cm-1是否有2~4個苯環(huán)骨架振動吸收峰。2023/2/6(2)判斷可能含有的官能團
主要利用官能團特征頻率區(qū)提供的信息-4000~2500cm-1屬氫鍵區(qū):O-H、N-H、C-H等;-2500~2000cm-1屬三鍵和累積雙鍵區(qū):CC、CN、C=C=C、N=C=O等;-2000~1500cm-1屬雙鍵區(qū):C=C、C=O、N=O、苯環(huán)等;-
1500~1300cm-1:C-H的彎曲振動;-
1300~400cm-1:C-O、C-X、苯環(huán)和雙鍵取代類型等。2023/2/6(3)根據(jù)吸收峰的位置推測基團所處的環(huán)境
如:相鄰是否有產(chǎn)生共軛或誘導(dǎo)效應(yīng)的基團;-從1000~650cm-1的信息確定烯烴或芳烴的取代類型;-從1380cm-1的存在、是否裂分以及相對強度等判斷甲基的情況,等。2023/2/6(4)參考其他信息列出可能結(jié)構(gòu)-樣品來源和用途,熔點、沸點及其他物理化學(xué)性質(zhì)-其他波譜信息(紫外光譜,質(zhì)譜,核磁共振譜等)-根據(jù)分子式計算出化合物的不飽和度2023/2/6不飽和度的計算U=0,飽和U=1,可能有一個雙鍵或脂環(huán);U=2,可能有兩個雙鍵和脂環(huán),也可能有一個叁鍵;U=4,可能有一個苯環(huán)。2023/2/6(5)對照標(biāo)準譜圖或標(biāo)準數(shù)據(jù)
紅外光譜比較復(fù)雜,特別是指紋區(qū)的吸收很難一一歸屬,但整體特征性強。-在相同條件下測定標(biāo)準化合物的紅外光譜,然后進行比較;-與紅外標(biāo)準譜圖進行比較(*注意測定條件)。
2023/2/6譜圖解析示例
例1:已知該化合物的元素組成為C7H8O。=C-H3039,3001C-H
2947芳環(huán)骨架振動C=C1599,1502C-O-C
1040芳環(huán)單取代=C-H756,693例1:推測化合物的C7H8O結(jié)構(gòu)。2023/2/6第一步:3039cm-1,3001cm-1
是不飽和C-H伸縮振動=C-H,說明化合物中有不飽和雙鍵2947cm-1是飽和C-H伸縮振動C-H,說明化合物中有飽和C-H鍵1599cm-1,1503cm-1是芳環(huán)骨架振動C=C,說明化合物中有芳環(huán)芳環(huán)不飽和度為4,這說明該化合物除芳環(huán)以外的結(jié)構(gòu)是飽和的1040cm-1是醚氧鍵的伸縮振動C-O-C,說明化合物中有C-O-C鍵756cm-1,694cm-1
是芳環(huán)單取代面外彎曲振動=C-H,說明化合物為單取代苯環(huán)化合物第二步:2023/2/6第三步:綜合以上推測,由化合物分子式C7H8O得出該化合物結(jié)構(gòu)為:2839cm-1進一步證明了化合物中CH3的存在,它是CH3
的伸縮振動C-H
1460cm-1
是也進一步證明了化合物中CH3的存在,它是CH3
的面內(nèi)彎曲振動C-H
2023/2/6例2:推測化合物C8H7N的結(jié)構(gòu)例2:已知化合物的元素組成為C8H7N,推測其結(jié)構(gòu)。=C-H3062C-H2923CN2229芳環(huán)骨架振動C=C1589,1481,1458芳環(huán)間位二取代=C-H786,6862023/2/6第一步:3062cm-1是不飽和C-H伸縮振動=C-H,說明化合物有不飽和雙鍵2924cm-1是飽和C-H伸縮振動C-H,說明化合物中有飽和C-H鍵2229cm
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