儀器分析紅外分光光度法1課件

第十三章紅外吸收光譜法infraredspetrophotometry1

UVVISINFRARED200nm400nm760nm500m近紅外中紅外遠紅外m0.76------2.5------50------500cm-113158400020020光譜區(qū)劃振轉(zhuǎn)光譜23用途定性鑒別—應(yīng)用廣泛的有效手段結(jié)構(gòu)分析—重要的工具定量分析—用得不多5第一節(jié)基本原理一、分子振動能級與振動形式（一）振動能級和振動頻率

61.振動能級re

U=K(r-re)212化學鍵力常數(shù)（N/cm）諧振子模型7振動過程中分子的總能量：Ev=U+T（動能）

r=re時U=0Ev=T兩原子距平衡距離最遠時

T=0U=Ev=(V+1/2)hV—振動量子數(shù)，V=0、1、2、3—分子振動頻率分子處于基態(tài)時：V=0Ev=1/2h

分子處于第一振動激發(fā)態(tài)時：

V=1Ev=（1+1/2）h9非諧振子Ev=(V+1/2)h-（V+1/2）2xh+…非諧性常數(shù)，其值遠小于010（s-1）（cm-1）K—化學鍵力常數(shù)’—折合原子量’=mA.mBmA+mB2.振動頻率11（二）振動形式modesofvibration伸縮振動彎曲振動--雙原子分子--多原子分子13伸縮振動伸縮振動stretchingvibration對稱伸縮s

symmetrical

不對稱伸asasymmetricalCHHCHH14彎曲振動bandingvibration面內(nèi)彎曲面內(nèi)搖擺面外彎曲卷曲面外彎曲對稱與不對稱變形振動對稱s不對稱as剪式CHHCHHCHH+-CHH++15振動自由度f非線型分子3N-6線型分子3N-5例：非線型分子H2OOHHOHsOH3652cm-1OHHasOH3756cm-1OHHOH1595cm-117例：線型分子CO2O=C=O

+-+O=C=OO=C=OO=C=O

667cm-1s1340cm-1667cm-1as2350cm-1xyzO=C=O18簡并和紅外非活性振動簡并—雖然分子的振動形式不同，但振動頻率相等，從而使它們的基頻峰在圖譜上的同一位置出現(xiàn)。紅外非活性振動—在振動過程中偶極矩為0，在紅外光譜上沒有吸收。19（二）吸收峰的強度振動過程的

I與躍遷幾率（振動過程偶極矩變化）有關(guān)。21三、吸收峰的位置（一）基頻峰與泛頻峰當E振=hL時產(chǎn)生紅外吸收（發(fā)生振動能級的躍遷）E振=[(V+1/2)h]-[1/2h]=Vh

L=V

V=0V=1V=1L=

V=0V=2V=2L=2

二倍頻峰

V=0V=3V=3L=3

三倍頻峰1+2、21+2、合頻峰1-2、21-2、差頻峰

基頻峰泛頻峰22(二)基頻峰的分布規(guī)律P249圖13-5折合原子質(zhì)量越小，基團的伸縮振動頻率越高折合原子量相同的基團，K越大，基團的伸縮振動頻率越高折合原子量相同的基團，一般>>23誘導(dǎo)效應(yīng)吸電子基團的誘導(dǎo)效應(yīng)使CH3ClC=O..ClClC=O..FFC=O..c=o1802cm-11928cm-11828cm-125共軛效應(yīng)共扼效應(yīng)使—C=C——C=C—C=C—1650cm-11630cm-1R—CORR—COCH=CCH3CH31715cm-1c=c1690cm-1波數(shù)降低26氫鍵氫鍵使伸縮振動波數(shù)OCH3OHO=C...CH3c=oOH1623cm-12835cm-1通常為1700cm-1通常為3705cm-1分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵乙醇溶液C：<0.005mol/LOH3640cm-13515cm-13350cm-10.010.129Fermiresonance兩個基團相鄰且振動基頻相差不大時會產(chǎn)生振動偶合，振動偶合引起的吸收頻率稱為偶合頻率。偶合頻率偏離基頻，一個移向高頻，一個移向低頻。費米共振倍頻與基頻振動的偶合作用，由于其相互作用使吸收峰的峰位和峰強均發(fā)生變化。30外部因素物態(tài)效應(yīng)極性溶劑使波數(shù)如丙酮c=c溶劑正己烷CCl4CHCl31727cm-11720cm-11705cm-131（四）特征區(qū)和指紋區(qū)特征區(qū)指紋區(qū)4000~1300cm-11300~400cm