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文檔簡介
第四章紅外光譜IR和拉曼光譜演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有165頁\編輯于星期五波譜法的基本原理能量遞降波長遞增
γ射線X射線紫外可見紅外遠紅外微波無線電波γ射線X射線價電子躍遷分子振動和轉(zhuǎn)動電子自旋核的自旋中子活化分析X射線吸收紫外-可見光譜紅外吸收光譜電子順磁共振核磁共振圖4.1電磁波譜主要區(qū)域及相應(yīng)的波譜技術(shù)現(xiàn)在是2頁\一共有165頁\編輯于星期五紅外光譜的發(fā)展
紅外光譜(InfraredSpectroscopy)簡稱IR與拉曼光譜(Raman)同屬于分子光譜,兩者得到的信息可以互補?,F(xiàn)在是3頁\一共有165頁\編輯于星期五在十九世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了紅外線,到1892年有人利用巖鹽棱鏡和測熱幅射計(電阻溫度計)測定了20多種有機化合物的紅外光譜。1905年科伯倫茨發(fā)表了128種有機和無機化合物的紅外光譜,紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的特定聯(lián)系才被確認。到1930年前后,隨著量子理論的提出和發(fā)展,紅外光譜的研究得到了全面深入的開展,并且依據(jù)測得的大量物質(zhì)的紅外光譜。
1947年第一臺實用的雙光束自動記錄的紅外分光光度計問世。這是一臺以棱鏡作為色散元件的第一代紅外分光光度計?,F(xiàn)在是4頁\一共有165頁\編輯于星期五
到了六十年代,用光柵代替棱鏡作分光器的第二代紅外光譜儀投入了使用。這種計算機化的光柵為分光部件的第二代紅外分光光度計仍在應(yīng)用。
七十年代后期,干涉型傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)投入了使用,這就是第三代紅外分光光度計。
近來,已采用可調(diào)激光器作為光源來代替單色器,研制成功了激光紅外分光光度計,即第四代紅外分光光度計,它具有更高的分辨率和更廣的應(yīng)用范圍,但目前還未普及?,F(xiàn)在是5頁\一共有165頁\編輯于星期五紅外光譜法的特點(1)紅外光譜是依據(jù)樣品吸收譜帶的位置、強度、形狀、個數(shù),推測分子中某種官能團的存在與否,推測官能團的鄰近基團,確定化合物結(jié)構(gòu)。(2)紅外光譜不破壞樣品,并且對任何樣品的存在狀態(tài)都適用,如氣體、液體、可研細的固體或薄膜似的固體都可以分析。測定方便,制樣簡單。(3)紅外光譜特征性高。由于紅外光譜信息多,可以對不同結(jié)構(gòu)的化合物給出特征性的譜圖,從“指紋區(qū)”就可以確定化合物的異同。所以人們也常把紅外光譜叫“分子指紋光譜”?,F(xiàn)在是6頁\一共有165頁\編輯于星期五(5)所需樣品用量少,且可以回收。紅外光譜分析一次用樣量約1~5mg,有時甚至可以只用幾十微克。(4)分析時間短。一般紅外光譜做一個樣可在10~30分鐘內(nèi)完成。如果采用傅里葉變換紅外光譜儀在一秒鐘以內(nèi)就可完成掃描。為快速分析的動力學(xué)研究提供了十分有用的工具?,F(xiàn)在是7頁\一共有165頁\編輯于星期五紅外光譜譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖現(xiàn)在是8頁\一共有165頁\編輯于星期五縱坐標(biāo)是百分透過率T%。百分透過率的定義是幅射光透過樣品物質(zhì)的百分率,即
T%=
I/I0×100%,I是透過強度,Io為入射強度。
橫坐標(biāo):上方的橫坐標(biāo)是波長λ,單位μm;下方的橫坐標(biāo)是波數(shù)(用表示,波數(shù)大,頻率也大),單位是cm-1?,F(xiàn)在是9頁\一共有165頁\編輯于星期五在2.5μm處,對應(yīng)的波數(shù)值為:=104/2.5(cm-1)=4000cm-1(cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)波數(shù)即波長的倒數(shù),表示單位(cm)長度光中所含光波的數(shù)目。波長或波數(shù)可以按下式互換:一般掃描范圍在4000~400cm-1。波長在2.5~25μm,叫中紅外區(qū)。波長0·75~2·5μm叫近紅外區(qū)。波長在25~100μm叫遠紅外區(qū)?,F(xiàn)在是10頁\一共有165頁\編輯于星期五4.2紅外光譜基本原理4.2.1化學(xué)鍵的振動與頻率雙原子分子中化學(xué)鍵的振動可按諧振子處理。υ=若用波數(shù)取代振動頻率,則有下式:用虎克定律來表示振動頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間的關(guān)系:現(xiàn)在是11頁\一共有165頁\編輯于星期五=K為鍵力常數(shù),其含義是兩個原子由平衡位置伸長0.1nm(lA0)后的回復(fù)力,單位是dyn/cm。
μ’
為折合質(zhì)量。μ’=m1m2/(m1+m2)(m為原子質(zhì)量)原子質(zhì)量用相對原子量代替:m1=M1/N,m2=M2/N。M1、M2為原子量,N為阿佛加德羅常數(shù)。將π、c和N的數(shù)值代入(2)式,并指定將鍵力常數(shù)(見p61表3-1)中的105代入?!?307≈1307(cm-1)=Cm-1(2)μ為折合原子量μ=現(xiàn)在是12頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-1化學(xué)鍵的力常數(shù)鍵分子K(×105dyn/cm)鍵分子K(×105dyn/cm)H-FHF9.7H-CCH2=CH25.1H-ClHCl4.8H-CCH≡CH5.9H-BrHBr4.1C-C4.5-5.6H-IHI3.2C=C9.5-9.9H-OH2O7.8C≡C15-17H-O游離7.12C-O5.0-5.8H-SH2S4.3C=O12-13H-NNH36.5C-ClCH3Cl3.4H-CCH3X4.7-5.0C≡N16-18現(xiàn)在是13頁\一共有165頁\編輯于星期五例:已知羰基C=O的鍵力常數(shù)K=l2×l05dyn/cm,求C=O解:=1307=1725(cm-1)現(xiàn)在是14頁\一共有165頁\編輯于星期五當(dāng)分子吸收紅外光發(fā)生躍遷時要滿足一定的選律,即振動能級是量子化的,可能存在的能級要滿足下式:E=(V+1/2)h式中h為普朗克常數(shù),為振動頻率,V為振動量子數(shù)(0、1、2……),振動能級不止一種激發(fā)態(tài)?,F(xiàn)在是15頁\一共有165頁\編輯于星期五常溫下分子處于最低振動能級,此時叫基態(tài),V=O。
從基態(tài)V0躍遷到第一激發(fā)態(tài)V=1,V0V1產(chǎn)生的吸收帶較強,叫基頻或基峰。也有從基態(tài)躍遷到第二激發(fā)態(tài)甚至第三激發(fā)態(tài),V0V2或V0V3的躍遷產(chǎn)生的吸收帶依次減弱,叫倍頻吸收,用21等表示?,F(xiàn)在是16頁\一共有165頁\編輯于星期五4.2.2分子振動與紅外光譜
N個原子組成的分子,每個原子在空間的位置要有三個坐標(biāo),由N個原子組成的分子就需要3N個坐標(biāo),也就是有3N個運動自由度。分子振動自由度的數(shù)目等于3N-6個,線性分子的振動自由度為3N-5個。
每一個振動都對應(yīng)著一個能級的變化,但只有那些可以產(chǎn)生瞬間偶極矩變化的振動才能產(chǎn)生紅外吸收,沒有偶極矩變化而有分子極化率變化的振動可以產(chǎn)生拉曼光譜。有紅外吸收的稱為紅外活性?,F(xiàn)在是17頁\一共有165頁\編輯于星期五在光譜圖上能量相同的峰因發(fā)生簡并,使譜帶重合。
振動是否有紅外活性與分子的對稱類型有關(guān)。因為偶極矩是一個矢量,中心對稱的振動偶極矩變化為零。以中心對稱的振動在紅外光譜中不產(chǎn)生吸收,但在拉曼光譜中是有活性的。由于儀器分辨率的限制,使能量接近的振動峰區(qū)分不開。能量太小的振動可能儀器檢測不出來.有些吸收非紅外活性。這些原因都可能使紅外的基峰少于振動自由度。
現(xiàn)在是18頁\一共有165頁\編輯于星期五
例如CO2分子是N=3的直線型分子,有3N-5個基本振動,即33-5=4個振動?,F(xiàn)在是19頁\一共有165頁\編輯于星期五分子的振動分為伸縮振動和變形振動兩類。伸縮振動是沿原子核之間的軸線作振動,鍵長有變化而鍵角不變,用字母υ來表示。變形振動是鍵長不變而鍵角改變的振動方式,用字母δ表示。伸縮振動分為不對稱伸縮振動υas和對稱伸縮振動υs?,F(xiàn)在是20頁\一共有165頁\編輯于星期五
現(xiàn)在是21頁\一共有165頁\編輯于星期五躍遷時能級變化的大小為:>>δ。能級變化大的出峰在高頻區(qū),即波數(shù)值大;能級變化小的出峰在低頻區(qū),即波數(shù)值小。
譜帶的位置(波數(shù))由能級變化的大小確定。譜帶的位置(波數(shù))也就是振動時吸收紅外線的波數(shù)。現(xiàn)在是22頁\一共有165頁\編輯于星期五譜帶的強度主要由兩個因素決定:一是躍遷的幾率,躍遷的幾率大,吸收峰也就強。二是振動中偶極矩變化的程度。瞬間偶極矩變化越大,吸收峰越強。躍遷的幾率與振動方式有關(guān):基頻(V0→V1)躍遷幾率大,所以吸收較強;倍頻(V0→V2)雖然偶極矩變化大,但躍率幾率很低,使峰強反而很弱?,F(xiàn)在是23頁\一共有165頁\編輯于星期五偶極矩變化的大小與以下四個因素有關(guān):(1)化學(xué)鍵兩端原子的電負性差越大,引起的紅外吸收越強。故吸收峰強度為υO(shè)H>υC-H>υC-C。(2)振動方式。相同基團的振動方式不同,分子的電荷分布也不同,偶極矩變化也不同。反對稱伸縮振動比對稱伸縮振動的吸收強度大;
伸縮振動的吸收強度比變形振動的吸收強度大?,F(xiàn)在是24頁\一共有165頁\編輯于星期五(4)其他因素:(a)氫鍵的形成使有關(guān)的吸收峰變寬變強。
(3)分子的對稱性。結(jié)構(gòu)為中心對稱的分子,若其振動也中心對稱,則此振動的偶極矩變化為零。如CO2的對稱伸縮振動沒有紅外活性。對稱性差的振動偶極矩變化大,吸收峰強。(b)與極性基團共軛使吸收峰增強。如C=C、C≡C等基團的伸縮振動吸收很弱。但是,如果它們與C=O或C≡N共軛,吸收強度會大大增強?,F(xiàn)在是25頁\一共有165頁\編輯于星期五
(c)費米共振:紅外吸收有基頻和倍頻,還有組合頻。組合頻為基頻及倍頻的和或差。即υ1+υ2、2υ1+υ2、υ1-υ2等。
費米共振:當(dāng)一個振動的倍頻或組合頻與某一個強的基頻有接近的頻率時,這兩個振動相互作用發(fā)生偶合,弱的倍頻或組合頻被強化,振動偶合后出現(xiàn)兩個譜帶。兩譜帶中均含有基頻和倍頻的成份,倍頻和組合頻明顯被加強,這種現(xiàn)象叫費米共振?,F(xiàn)在是26頁\一共有165頁\編輯于星期五紅外光譜的峰強可以用摩爾吸收系數(shù)表示:
=Lg(4)式中:為摩爾吸收系數(shù);C為樣品濃度,mol/L;L為吸收池厚度,cm;T0為入射光強度;T為出射光強度。
當(dāng)l00時,峰很強,用Vs表示。在20~100,為強峰,用S表示。
在l0~20,為中強峰,用m表示。在l~l0,為弱峰,用w表示。另外,用b表示寬峰,用Sh表示大峰邊的小肩峰。現(xiàn)在是27頁\一共有165頁\編輯于星期五4.3紅外分光光度計按分光器將紅外分光光度計分為四代:以人工晶體棱鏡作為色散元件的第一代;以光柵作為分光元件的第二代;以干涉儀為分光器的傅里葉變換紅外光度計是第3代;用可調(diào)激光光源的第4代儀器?,F(xiàn)在是28頁\一共有165頁\編輯于星期五雙光束紅外分光光度計的工作原理:現(xiàn)在是29頁\一共有165頁\編輯于星期五(1)光源:光源的作用是產(chǎn)生高強度、連續(xù)的紅外光。(a)硅碳棒。由硅碳砂加壓成型并經(jīng)鍛燒做成。工作溫度1300~1500℃,工作壽命1000小時。硅碳棒不需要預(yù)熱,壽命也較長。價格便宜。4.3.2紅外分光光度計的主要部件:(b)能斯特?zé)簟S上⊥两饘傺趸锛訅撼尚秃笤诟邷叵聼Y(jié)而成。要點亮這種燈要預(yù)熱到700℃以上。能斯特?zé)魤勖L、穩(wěn)定性好,但價格較貴,操作不如硅碳棒方便?,F(xiàn)在是30頁\一共有165頁\編輯于星期五(c)色散元件。色散元件是變復(fù)式光為單色光的部件。第一代紅外分光光度計的色散元件是棱鏡,棱鏡是用透紅外光的KBr、NaF、CaF2,和LiF等鹽的單晶制成。第二代紅外光譜儀的色散元件是衍射光柵。第三代紅外分光光度計的色散元件是邁克遜干涉儀,不用狹縫。(2)分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)包括入射狹縫到出射狹縫這一部分。主要由反射鏡、狹縫和分光器組成。作用是將復(fù)式光分解成單色光。分光系統(tǒng)也叫單色器。
(a)狹縫。(b)反射鏡?,F(xiàn)在是31頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)檢測器檢測器是測量紅外光強度的大小并將其變?yōu)殡娪嵦柕难b置。主要有真空熱電偶、高萊池和熱電量熱計三種。現(xiàn)在是32頁\一共有165頁\編輯于星期五.傅里葉變換紅外分光光度計邁克遜干涉儀
現(xiàn)在是33頁\一共有165頁\編輯于星期五
FTIR不用狹縫,消除了狹縫對光譜能量的限制,使光能的利用率大大提高。傅里葉變換紅外分光光度計還具有以下特點:(1)分辨率高,可達0.lcm-1,波數(shù)準(zhǔn)確度高達0.0lcm-1。
(3)極高的靈敏度??稍诙虝r間內(nèi)進行多次掃描,使樣品信號累加、貯存。噪音可以平滑掉,提高了靈敏度。可以用于痕量分析。樣品量可以少到10-9~10-11g??梢耘cGC連用,GC-FTIR。(2)掃描時間短,在幾十分之一秒內(nèi)可掃描一次??捎糜诳焖倩瘜W(xué)反應(yīng)的追蹤、研究瞬間的變化、解決氣相色譜和紅外的聯(lián)用問題?,F(xiàn)在是34頁\一共有165頁\編輯于星期五4.3.4氣相色譜-傅里葉變換紅外分光光度計(GC-FTIR)聯(lián)用可用于混合物的定性和結(jié)構(gòu)分析。(4)測量范圍寬??梢匝芯?0000~l0cm-1范圍的紅外光譜。(5)價格貴,操作較復(fù)雜,環(huán)境要求高?,F(xiàn)在是35頁\一共有165頁\編輯于星期五4.3.5紅外顯微鏡使用紅外顯微鏡作分析有不少優(yōu)點:(1)測量靈敏度高。一般檢測限量為10-9g(ng)有時能達到pg級,測試的微小區(qū)域面積為10μm×10μm。(2)可用于樣品的微區(qū)分析。(3)多數(shù)情況下不需要制樣。(4)使用紅外顯微鏡作分析是無損檢測?,F(xiàn)在是36頁\一共有165頁\編輯于星期五4.4試樣的調(diào)制4.4.1制樣時要注意的問題(1)首先要了解樣品純度。一般要求樣品純。對含水份和溶劑的樣品要作干燥處理。(2)根據(jù)樣品的物態(tài)和理化性質(zhì)選擇制樣方法。如果樣品不穩(wěn)定,則應(yīng)避免使用壓片法。(3)制樣過程要注意避免空氣中水份、CO2等污染物混入樣品?,F(xiàn)在是37頁\一共有165頁\編輯于星期五適用于可以研細的固體樣品。但對不穩(wěn)定的化合物,如發(fā)生分解、異構(gòu)化、升華等變化的化合物則不宜使用壓片法。壓片法測試后的樣品可以回收。由于KBr易吸收水份,所以制樣過程要盡量避免水份的影響。(2)糊狀法:選用出峰少且不干擾樣品吸收譜帶的液體混合研磨成糊狀,通常選用的有石蠟油、六氯丁二烯及氟化煤油。研磨后的糊狀物夾在兩個窗片之作測試。4.4.2固體樣品的制樣方法:(1)壓片法:取1~3mg試樣,加100~300mg處理過的KBr研細,使粒度小于2·5m,形成一個薄片,外觀上透明?,F(xiàn)在是38頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)溶液法:將固體樣品溶解在溶劑中,注入液體池測定。在溶劑吸收特別強的區(qū)域光能幾乎被溶劑全部吸收,形成了所謂的“死區(qū)”,譜線在此區(qū)域為平坦的曲線。幾種常用溶劑的強吸收峰位置如下:氯仿:3010~2990,1240~1200,815~650cm-1二硫化碳:2220~2120,1630~1420cm-1四氯化碳:820∽725cm-1現(xiàn)在是39頁\一共有165頁\編輯于星期五(4)薄膜法:一些高分子膜常常可以直接用來測試,而更多的情況是要將樣品制成膜。(6)漫反射法:固體樣品表面分析用,可做粉末狀樣品。(5)全反射光譜測定法(A、T、R)
一些不溶、不熔且難粉碎的片狀試樣及不透明表面的涂層可以采用此法測定?,F(xiàn)在是40頁\一共有165頁\編輯于星期五4.4.3液體樣品的制樣法(1)溶液法:(2)液膜法:在兩個窗片之間,滴上1~2滴液體試樣,形成一層薄的液膜用于測定。此方法只適用于高沸點液體化合物。氣體樣品:氣體樣品一般使用氣體池進行測定。現(xiàn)在是41頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5有機化合物基團的特征吸收化合物紅外光譜是各種基團紅外吸收的疊加。各種基團在紅外光譜的特定區(qū)域會出現(xiàn)對應(yīng)的吸收帶,其位置大致固定。受化學(xué)結(jié)構(gòu)和外部條件的影響,吸收帶會發(fā)生位移,但綜合吸收峰位置、譜帶強度、譜帶形狀及相關(guān)峰的存在,可以從譜帶信息中反映出各種基團的存在與否?,F(xiàn)在是42頁\一共有165頁\編輯于星期五中紅外區(qū)(4000~400cm-1)分成兩部分:
官能團區(qū)(3700~1333cm-1);指紋區(qū)(1333~650cm-1)。官能團的特征吸收大多出現(xiàn)在官能團區(qū)。而有關(guān)的分子精細結(jié)構(gòu)特征,如取代類型、幾何異構(gòu)、同分異構(gòu)在指紋區(qū)可以觀察到?,F(xiàn)在是43頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.1烷烴(a)CH的伸縮振動:基本在2975~2845cm-1之間,包括甲基、亞甲基和次甲基的對稱及不對稱伸縮振動。(b)CH的變形振動:在1460附近、1380附近及720~810cm-1會出現(xiàn)有關(guān)吸收。(c)C-C環(huán)的骨架振動,在720~1250cm-1?,F(xiàn)在是44頁\一共有165頁\編輯于星期五(1)甲基(CH3):
(a)甲基主要具有下列吸收
2960士15cm-1(s),2870士l0cm-1(s~m)1465士l0cm-1(m),1380cm-1左右(b)當(dāng)CH3連接于不同基團上后,其吸收帶發(fā)生位移,強度也會有變化。現(xiàn)在是45頁\一共有165頁\編輯于星期五(c)CH3的隨著結(jié)構(gòu)變化也有變化。(d)當(dāng)甲基與雜原子相連時,的吸收位置為:P-CH31300cm-1,Si-CH31255cm-1,S-CH31312cm-1。C(CH3)3:
1380cm-1左右分裂成強度不等的兩個峰:~1395cm-1(m),1365cm-1(S)。
CH(CH3)2
(即偕二甲基):
1380cm-1左右分裂成二個強度大體相等的吸收,一個在1385cm-1附近,一個在1375cm-1附近?,F(xiàn)在是46頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)亞甲基(CH2)(a)亞甲基主要有如下吸收2925士10cm-1(s),2850士10cm-1(s),
CH1465士20cm-1
(b)
-(CH2)n-結(jié)構(gòu)中,CH2的面內(nèi)搖擺在720~810cm-1之間變化,其數(shù)值與n的數(shù)值有關(guān)。(c)無1380的峰?,F(xiàn)在是47頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)次甲基(CH)
次甲基在兩處有弱的吸收,并常被其他吸收所掩蓋。
2890士l0cm-1(w),~1340cm-1
CH(w)
表4-4(CH2)n結(jié)構(gòu)中亞甲基面內(nèi)搖擺振動結(jié)構(gòu)譜帶(cm-1)結(jié)構(gòu)譜帶(cm-1)C-CH2-CH3770C-CH2-C810C-(CH2)2-CH3750-740C-(CH2)2-C754C-(CH2)3-CH3740-730C-(CH2)3-C740C-(CH2)4-CH3730-725C-(CH2)4-C725C-(CH2)n-CH3(n4)722C-(CH2)n-C(n4)722現(xiàn)在是48頁\一共有165頁\編輯于星期五庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖現(xiàn)在是49頁\一共有165頁\編輯于星期五的紅外光譜現(xiàn)在是50頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.2烯烴(1)烯烴有三個特征吸區(qū)
(a)3100~3000cm-1
,=CH
(b)1680~1620cm-1
,C=C(a)、(b)用于判斷烯鍵的存在與否。(c)l000~650cm-1,烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動=CH,用于判斷烯碳上取代類型及順反異構(gòu)?,F(xiàn)在是51頁\一共有165頁\編輯于星期五
=CH3000cm-1,這是不飽和碳上質(zhì)子與飽和碳上質(zhì)子的重要區(qū)別,飽和碳上質(zhì)子CH3000cm-1。在650~1000cm-1區(qū)域,根據(jù)烯氫被取代的個數(shù)、取代位置及順反異構(gòu)的不同,出峰個數(shù)、吸收峰波數(shù)及強度有區(qū)別,可用于判別烯碳上的取代情況及順反異構(gòu)。(2)不同類型烯烴的特征頻率見下表3-5?,F(xiàn)在是52頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-5不同類型烯烴特征頻率表(cm-1)取代烯烴RCH=CH23095~~29753040~1645~915~995~1840~307530101640905(s)9851805(w)R1R2C=CH23095~~2975/1660~895~/1800~30501640885(s)1780(w)R1R2C=CR3H3040~1690~830~30201670810(s)R1HC=CR2H3040~1665~730(順式)3010
1635
~665(s)R1HC=CR2H(反式)3040~1675~980~30101665960(s)R1R2C=CR3R4w或無現(xiàn)在是53頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)C=C的位置及強度與烯碳的取代情況及分子對稱性密切相關(guān)。乙烯基型的C=C出現(xiàn)在1640cm-1附近。
有對稱中心時,C=C看不到。
烯鍵與C=C、C=O、CN及芳環(huán)等共軛時,強度大大加強?,F(xiàn)在是54頁\一共有165頁\編輯于星期五(4)環(huán)狀烯烴中,環(huán)變小時,,C=C向低頻移動,而烯碳上質(zhì)子的=CH則向高頻移動。C=C(cm-1)1646161115661641=CH(cm-1)3017304530603076現(xiàn)在是55頁\一共有165頁\編輯于星期五(5)環(huán)外雙鍵,環(huán)變小,張力增大,烯烴的雙鍵特性增強,C=C移向高頻。C=C(cm-1)1651165716781730現(xiàn)在是56頁\一共有165頁\編輯于星期五1-己烯的紅外光譜圖1642cm-1是C=C,910cm-1=CH2,993cm-1是=CH,1821cm-1的小峰為910cm-1的倍頻。=CH在3080cm-1?,F(xiàn)在是57頁\一共有165頁\編輯于星期五
C=C在1666cm-1。~808cm-1=CH,3033cm-1為=CH,小于3000cm-1那一組峰為CH。1384和1373cm-1是偕二甲基。1460cm-1吸收為甲基和亞甲基的?,F(xiàn)在是58頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.3炔烴(1)炔烴有三個特征吸收帶:CH3340~3260cm-1(S,尖)
CC2260~2100cm-1(m~W)700~610cm-1(S、寬)(2)CH與OH及NH有重疊,CH
比后兩者尖。
(3)CC與C=C類似,強度隨分子對稱性及共軛情況的不同而變化。分子有中心對稱時,CC看不到。分子與其他基團共軛時,CC強度大大增強。(4)XY,X=Y=Z類化合物與CC有重疊的吸收。如:
CN2260~2210cm-1(s),C=C=C1950~1930cm-1(s),
N=C=O2280~2260cm-1(s),C=C=O~2150cm-1(s),現(xiàn)在是59頁\一共有165頁\編輯于星期五現(xiàn)在是60頁\一共有165頁\編輯于星期五現(xiàn)在是61頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.4芳香烴(1)苯環(huán)在四個區(qū)有其特征吸收:3100~3000、2000~1650、1625~1450及900~650cm-1.(2)=CH出現(xiàn)在3100~3000cm-1,常常在3030cm-1附近。
(3)苯環(huán)的骨架振動:在1625~1450cm-1之間,可能有幾個吸收,強弱及個數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。其中以~1600cm-1和~1500cm-1兩個吸收為主。苯環(huán)與其他基團共軛時,~1600cm-1峰分裂為二,在~1580cm-1處又出現(xiàn)一個吸收。~1450cm-1也會有一吸收?,F(xiàn)在是62頁\一共有165頁\編輯于星期五(4)面外變形振動=CH在900~650cm-1,按其位置、吸收峰個數(shù)及強度可以用來判斷苯環(huán)上取代基個數(shù)及取代模式。苯環(huán)的鄰接氫有下列五種情況,一般情況是鄰接氫的數(shù)目越少,芳環(huán)質(zhì)子頻率越高。苯環(huán)上有五個鄰接氫:770~730cm-1(VS),710~690cm-1(S)苯環(huán)上有四個鄰接氫:770~735cm-1(VS)苯環(huán)上有三個鄰接氫:810~750cm-1(VS),苯環(huán)上有二個鄰接氫:860~800cm-1(VS)
苯環(huán)上有孤立的氫:900~860cm-1(S)現(xiàn)在是63頁\一共有165頁\編輯于星期五
(5)苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動的倍頻及組合頻在2000~1650cm-1。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。(6)其他除了上述按鄰接氫判斷在900~650cm-1的譜帶外,在這區(qū)域可能還會有另外的吸收出現(xiàn)。(a)間位二取代在725~680cm-1有強吸收。
(b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有強吸收。(c)1、3、5-三取代化合物另外在755~675cm-1有強吸收。現(xiàn)在是64頁\一共有165頁\編輯于星期五=CH在3018cm-1,骨架振動在1606、1495及1466cm-1,四個鄰接氫的吸收在742cm-1。現(xiàn)在是65頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.5醇和酚(1)醇和酚都含有羥基,有三個特征吸收帶:OH,OH和C-O。(2)羥基的伸縮振動OH在3670~3230cm-1(S)。游離的羥基OH尖,且大于3600cm-1;締合羥基移向低波數(shù),峰加寬,小于3600cm-1。締合程度越大,峰越寬,越移向低波數(shù)處。水和NH在此有吸收。
現(xiàn)在是66頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)在1420~1260cm-1。C-O在1250~1000cm-1。
吸收位置與伯、仲、叔醇和酚的類別有關(guān)。表3-6醇酚的OH和C-O吸收帶化合物C-O
伯醇1350~12601070~1000
仲醇1350~12601120~1030叔醇1410~13101170~1100
酚1410~13101230~1140現(xiàn)在是67頁\一共有165頁\編輯于星期五1-辛醇的紅外光譜圖OH在3338cm-1
,C-O在1059cm-1,現(xiàn)在是68頁\一共有165頁\編輯于星期五苯酚的紅外光譜圖
OH在3229cm-1,是一寬峰;OH在1372cm-1,C-O在1234cm-1
現(xiàn)在是69頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.6醚(1)醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動和。
(a)脂肪族醚(R-O-R):脂肪族醚中弱。在1150~1050cm-1(S)
(b)芳香族醚和乙烯基醚:
Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’
1310~1020cm-1為的強吸收,1075~1020cm-1處為強度較弱。現(xiàn)在是70頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)一般情況下,只用IR來判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物,如醇、羧酸、酯類都會在1100~1250cm-1范圍有強的C-O吸收。(c)環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物有三個特征吸收帶,即所謂的8峰、11峰、12峰。
8峰1280~1240cm-1(S~m)11峰950~810cm-1(S~m)12峰840~750cm-1(S~m)現(xiàn)在是71頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.7酮基本上在1900~1650cm-1范圍內(nèi),常常是第一強峰。C=O對化學(xué)環(huán)境比較敏感。(1)酮的特征吸收為C=O,常是第一強峰。飽和脂肪酮的C=O在1725~1705cm-1。(2)-C上有吸電子基團將使C=O升高。
R-CO-R,
(R,R,為烷基)C=O1725~1705cm-1R-CHCl-CO-R,
C=O1745~1725cm-1R-CHCl-CO-CHCl-R,
C=O1765~1745cm-1現(xiàn)在是72頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)羰基與苯環(huán)、烯鍵或炔鍵共軛后,使羰基的雙鍵性減小,力常數(shù)減小,使C=O移向低波數(shù)。R-CO-CH=CH-R,C=O1695~1665cm-1Ph-CO-R,C=O1680~1665cm-1(4)環(huán)酮中C=O隨張力的增大波數(shù)增大。環(huán)己酮中C=O1718cm-1;環(huán)戊酮中C=O1751cm-1;環(huán)丁酮中C=O1775cm-1?,F(xiàn)在是73頁\一共有165頁\編輯于星期五(5)二酮的C=O吸收
-二酮R-CO-CO-R,在1730~1710cm-1有一強吸收。
-二酮R-CO-CH2CO-R,有酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。酮式稀醇式在1730~1690cm-1有兩個強C=O吸收烯醇式在1640~1540cm-1有一個寬而很強的C=O吸收?,F(xiàn)在是74頁\一共有165頁\編輯于星期五
3-戊酮的紅外光譜圖現(xiàn)在是75頁\一共有165頁\編輯于星期五苯乙酮的紅外光譜圖在苯乙酮中羰基因為與苯環(huán)共軛,所以C=O在1680cm-1?,F(xiàn)在是76頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.8醛(R-CHO)(1)醛有C=O和醛基質(zhì)子的CH兩個特征吸收帶。(2)醛的C=O高于酮。飽和脂肪醛(R-CHO)C=O
:1740~1715cm-1
-不飽和脂肪醛C=O
:l705~1685cm-1
芳香醛C=O
:1710~1695cm-1(3)醛基質(zhì)子的伸縮振動醛基的CH在2880~2650cm-1出現(xiàn)兩個強度相近的中強吸收峰,一般這兩個峰在~2820cm-1和2740~2720cm-1出現(xiàn),后者較尖。這兩個吸收是由于醛基質(zhì)子的CH與CH的倍頻的費米共振產(chǎn)生?,F(xiàn)在是77頁\一共有165頁\編輯于星期五
苯甲醛的紅外光譜圖2820、2738cm-1為醛基的C-H伸縮振動,1703cm-1是C=O現(xiàn)在是78頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.9羧酸(RCOOH)
羧酸在液體和固體狀態(tài),一般以二聚體形式存在:羧酸分子中既有羥基又有羰基,兩者的吸收皆有。
(1)羧酸C=O高于酮的C=O。這是OH的作用結(jié)果。單體脂肪酸C=O~1760cm-1;單體芳香酸C=O~1745cm-1
二聚脂肪酸C=O1725~1700cm-1;二聚芳香酸C=O1705~1685cm-1現(xiàn)在是79頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)OH
二聚體OH在3200~2500cm-1一個較大的范圍內(nèi),以3000cm-1為中心有一個寬而散的峰。此吸收在2700~2500cm-1常有幾個小峰?,F(xiàn)在是80頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)CH2的面外搖擺吸收:晶態(tài)的長鏈羧酸及其鹽在1350~1180cm-1出現(xiàn)峰間距相等的特征吸收峰組,峰的個數(shù)與亞甲基個數(shù)有關(guān)。當(dāng)鏈中不含不飽和鍵時,若含有n個亞甲基,nl0時,n若為偶數(shù),譜帶數(shù)為n/2個;若n為奇數(shù),譜帶數(shù)為(n+1)/2個。(4)在955~915cm-1有一特征性寬峰,是酸的二聚體中OH┅O=的面外變形振動引起?,F(xiàn)在是81頁\一共有165頁\編輯于星期五(5)羧酸鹽
羧酸根-COO-無C=O吸收。COO-是一個共軛體系,兩個振動偶合,在兩個地方出現(xiàn)其強吸收,反對稱伸縮振動在1610~1560cm-1;對稱伸縮振動在1440~1360cm-1,強度弱于反對稱伸縮振動吸收,并且常是二個或三個較寬的峰?,F(xiàn)在是82頁\一共有165頁\編輯于星期五苯甲酸的紅外光譜圖2500~3300cm-1為OH,1689cm-1為C=O,1294cm-1為C-O943為δOH┄O=,現(xiàn)在是83頁\一共有165頁\編輯于星期五苯甲酸鈉的IR譜圖在1563、1413cm-1現(xiàn)在是84頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.10酯(RCOOR’)(1)酯有兩個特征吸收,即υC=O和υC-O-C。(2)酯羰基的伸縮振動υC=O:
R-CO-OR’(RR’為烷基)1750~1735cm-1(S)Ph-CO-OR、C=C-CO-OR1730~1717cm-1(S)R-CO-O-C=C、R-CO-OPh1800~1770cm-1(S)(3)υC-O-C在1330~1050cm-1有兩個吸收帶,即和。其中在1330~1150cm-1,峰強度大而且寬,常為第一強峰?,F(xiàn)在是85頁\一共有165頁\編輯于星期五
表4-7酯的與其結(jié)構(gòu)關(guān)系*
酯譜帶位置(cm-1)HCOOR1200~1180α、β不飽和酸酯1330~1160
CH3COOR1230~1200Ph-COOR1330~1230CH3CH2COOR1197~1190
內(nèi)酯1250~1370
CH3CH2CH2COOR1265~1262,1194~1189碳酸二烷基酯1290~1265高級脂肪酸酯1200~1180*液態(tài)或CHCl3溶液中測定現(xiàn)在是86頁\一共有165頁\編輯于星期五
(4)內(nèi)酯的υC=O與環(huán)的大小及共軛基團和吸電子取代基團的連接位置有關(guān)。
υC=O(cm-1)1818177017351727現(xiàn)在是87頁\一共有165頁\編輯于星期五乙酸乙酯的紅外光譜圖1743為C=O,1243為是第一強峰。現(xiàn)在是88頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.11酸酐(R-CO-O-CO-R)(1)酸酐的特征吸收為υC=O和υC-O。(2)υC=O有兩個υC=O吸收,相差約幾十cm-1,兩個υC=O分別在1860~1800cm-1和1800~1750cm-1。開鏈酸酐的υC=O中高波數(shù)吸收帶強,而環(huán)狀酸酐中低波數(shù)的υC=O強。(3)υC-O吸收飽和的脂肪酸酐在1180~1045Cm-1有一強吸收,環(huán)狀酸酐在1300~1200cm-1,有一強吸收。各類酸酐在1250cm-1都有一中強吸收?,F(xiàn)在是89頁\一共有165頁\編輯于星期五乙酸酐的紅外光譜圖1827、1755為C=O,1825強;1124為C-O現(xiàn)在是90頁\一共有165頁\編輯于星期五的紅外光譜
現(xiàn)在是91頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.12酰鹵(R-CO-X)(l)υC=O鹵素原子的吸電子效應(yīng),使υC=O移向高波數(shù)。液體脂肪族酰鹵在1810~1795cm-1有一強吸收帶。芳香族酰鹵或α、β不飽和酰鹵在1780~1750cm-1。(2)C-C(O)的伸縮振動脂肪酰鹵在965~920cm-1,芳香酰鹵在890~850cm-1。芳香酰鹵在1200cm-1還有一吸收?,F(xiàn)在是92頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.13酰胺(R-CO-NR’2)(1)伯酰胺(RCONH2)(a)υNH:NH2在3540~3180cm-1有兩個尖的吸收帶。在稀的CHCl3溶液中測試時,在3400~3390cm-1和3530~3520cm-1出現(xiàn)。(b)υC=O:即酰胺I帶。出現(xiàn)在1690~1630cm-1。(c)NH2面內(nèi)變形振動:即酰胺Ⅱ帶。此吸收較弱,并靠近υC=O。一般在1655~1590cm-1。(d)υC-N譜帶:在1420~1400cm-1(s)現(xiàn)在是93頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)仲酰胺(R-CO-NHR’)(a)υNH吸收:在3460~3400cm-1有一很尖的吸收。在壓片法或濃溶液中,υNH會可能出現(xiàn)幾個吸收帶。(b)υC=O:即酰胺I帶。在1680~1630cm-1。(c)δNH和υC-N之間偶合造成酰胺Ⅱ帶和酰胺Ⅲ帶。酰胺Ⅱ帶在1570~1510cm-1。酰胺Ⅲ帶在1335~1200cm-1。(3)叔酰胺(R-CO-NR’2):叔酰胺的氮原子上沒有質(zhì)子,其唯一特征的譜帶是υC=O,在1680~1630cm-1?,F(xiàn)在是94頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-9酰胺的特征吸收帶酰胺吸收帶游離態(tài)(cm-1)締合態(tài)(cm-1)R-CO-NH2υNH二個吸收帶3540~33803360~3180υC=O酰胺Ⅰ帶1690~16701665~1630δNH酰胺Ⅱ帶1620~15901655~1610R-CO-NHR’υNH一個或多個吸收帶3500~34003330~3060(多個帶)υC=O酰胺Ⅰ帶1680~16701655~1630δNH與υC-N
酰胺Ⅱ帶偶合產(chǎn)生酰胺Ⅲ帶1550~15101570~1515~12901335~1200R-CO-NR’R”υC=O1680~16301680~1630現(xiàn)在是95頁\一共有165頁\編輯于星期五苯甲酰胺的紅外光譜圖3177,3369的雙峰為υNH吸收,1661為υC=O即酰胺I帶,1626即酰胺Ⅱ帶?,F(xiàn)在是96頁\一共有165頁\編輯于星期五苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的紅外光譜υNH在3346cm-1,一個峰,為仲酰胺。酰胺I帶υC=O在1657cm-1;酰胺Ⅱ帶在1538cm-1,酰胺Ⅲ帶在1323cm-1。
現(xiàn)在是97頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.14胺與胺鹽胺有υNH、δNH和υC-N特征吸收帶。(1)伯胺的吸收帶(a)υNH3500~3250cm-1(m),有二個吸收帶,有時因締合形成多個吸收帶。
(b)1650~1570cm-1(m~s)(c)900~650cm-1(m.b)(d)υC-N
脂肪族胺在1250~1020cm-1(m~w),芳香胺在1360~1250cm-1(S)現(xiàn)在是98頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)仲胺的吸收帶(a)υNH3500~3300cm-1(m)一個吸收帶。(b)1650~15l5cm-1(w~m),常看不到此吸收。(c)750~700cm-1(m~s)
(d)υC-N同伯胺。3)叔胺:無NH基團吸收,只有υC-N吸收?,F(xiàn)在是99頁\一共有165頁\編輯于星期五
正丙胺的紅外光譜圖3369、3291為υNH,1072是υC-N
,1607是現(xiàn)在是100頁\一共有165頁\編輯于星期五Ph-CH2NH-Ph的紅外光譜
υNH在3419cm-1,υC-N1329cm-1
現(xiàn)在是101頁\一共有165頁\編輯于星期五4.5.15硝基化合物(1)有兩個很強的吸收帶,分別為和。脂肪族中,1565~1545cm-1;1385~1350cm-1芳香族中:1550~1500cm-1,1365~1290cm-1
(2)受共軛基團的影響較大,對位有給電子取代基的芳香族硝基化合物的較低。如p-NH2-Ph-NO2中1475cm-1,1310cm-1?,F(xiàn)在是102頁\一共有165頁\編輯于星期五間二硝基苯的紅外光譜1535為,1355為現(xiàn)在是103頁\一共有165頁\編輯于星期五4.6無機物及配位化合物的紅外光譜無機鹽中基團的紅外光譜:表3-11?,F(xiàn)在是104頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-11無機鹽中基團的紅外吸收基團譜帶(cm-1)CO3-21450~1410(vs),880~860(m)HCO3-12600~2400(w),1000(m),850(m),700(m),650(m)SO3-21000~900(s),700~625(vs)SO4-21150~1050(s),650~575(s)ClO3-11000~900(m~s),650~600(s),ClO4-11100~1025(s),650~600(s)NO2-11380~1320(w),1250~1230(vs),840~800(w)現(xiàn)在是105頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-11無機鹽中基團的紅外吸收NO3-11380~1350(vs),840~815(m)NH3+13300~3030(vs),1430~1390(s)PO4-3,HPO4-2,HPO4-11100~1000(s)CN-1,SCN-1,OCN-12200~2000(s)各種硅酸鹽1100~900(s)CrO4-2900~775(s~m)Cr2O7-2900~825(m),750~700(m)MnO4-1925~875(s)現(xiàn)在是106頁\一共有165頁\編輯于星期五金屬配合物的紅外光譜配位體在形成配位化合物以后,其振動光譜會發(fā)生變化。一方面配位體的對稱性在配位后有所下降,使某些簡并模式解除,使譜帶數(shù)增加。另一方面,配位原子參與配位,導(dǎo)致化學(xué)鍵伸縮振動頻率發(fā)生變化。(1)譜帶增多:
(a)配位體在配位后對稱性有所下降,使振動模式發(fā)生變化。原來一些非紅外活性的振動變?yōu)榧t外活性。如同核雙原子分子N2、O2、H2在自由狀態(tài)振動為非紅外活性的,在配位后為活性?,F(xiàn)在是107頁\一共有165頁\編輯于星期五表4-12配位化合物中N2的紅外光譜伸縮振動頻率(cm-1)配合物
υNN(cm-1)
N2(自由)非紅外活性,2331(拉曼)[Ru(NH3)5N2]2+2114[Os(NH3)5N2]2+2028[CoH(N2)(PR3)3]2090現(xiàn)在是108頁\一共有165頁\編輯于星期五
(b)SO4-2、ClO4-1、NO3-1、CO3-2等陰離子在配位時可以有不同配位方式。如SO4-2可以以單齒也可以以通過雙齒配位。自由SO4-2對稱性高,單齒時對稱性降低,雙齒配位時更低,。對稱性降低,譜帶增多。
游離單齒雙齒(螯合環(huán))雙齒(橋環(huán))
現(xiàn)在是109頁\一共有165頁\編輯于星期五NO3-1參與配位,可以為單齒形式也可以為雙齒形式配位后對稱性皆降低,譜帶增多。如在Sn(NO3)4中有1630,1250,985,785,750,700cm-16個吸收帶。如NO3-1為4個原子的體系,43-6=6個振動自由度中有4個紅外吸收。在NaNO3中4個吸收為:s1068cm-1,as1400cm-1,831cm-1,
710cm-1?,F(xiàn)在是110頁\一共有165頁\編輯于星期五現(xiàn)在是111頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)譜帶位移配位后改變了鍵的力常數(shù),使譜帶頻率發(fā)生改變。例如含酰胺鍵(-CO-N)化合物的氧參與配位時,C=O減??;氮參與配位時,CN減小,C=O增大。現(xiàn)在是112頁\一共有165頁\編輯于星期五(3)鍵合異構(gòu)的影響
一個配位體有幾種不同的配位原子,它與金屬離子配位時可能得到不同異構(gòu)體叫鍵合異構(gòu)體,IR可以區(qū)分或確定它們。
如NO2在配合物中以不同形式出現(xiàn)。
[Co(NH3)5(NO2)]Cl2
(黃)1430cm-1↑1315cm-1[Co(NH3)5(ONO)]Cl2(紅)1460cm-1
1065cm-1
現(xiàn)在是113頁\一共有165頁\編輯于星期五(4)順反異構(gòu)的影響
紅外光譜還可以用于配合物順反異構(gòu)的區(qū)分。下圖是[Os(NH3)4(N2)2]的紅外光譜圖,根據(jù)在~2000cm-1觀察到的二個υNN(對稱和不對稱的)的事實,可以判斷[Os(NH3)4(N2)2]是順式異構(gòu)體,因為反式異構(gòu)體只有一個紅外活性模式,其對稱伸縮是紅外非活性的?,F(xiàn)在是114頁\一共有165頁\編輯于星期五(5)配位鍵的伸縮振動(υM-X)配位鍵的伸縮及變形振動一般在低頻區(qū),這主要是因為金屬離子的質(zhì)量大以及配位鍵比較弱?,F(xiàn)在是115頁\一共有165頁\編輯于星期五4.7影響基團吸收頻率的因素某一基團的特征吸收頻率,同時還要受到分子結(jié)構(gòu)和外界條件的影響。同一種基團,由于其周圍的化學(xué)環(huán)境不同,其特征吸收頻率會有所位移,不是在同一個位置出峰?;鶊F的吸收不是固定在某一個頻率上,而是在一個范圍內(nèi)波動。現(xiàn)在是116頁\一共有165頁\編輯于星期五4.7.1外部條件對吸收位置的影響(1)物態(tài)效應(yīng):同一個化合物固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的紅外光譜會有較大的差異。如丙酮的υC=O,汽態(tài)時在1742cm-1,液態(tài)時1718cm-1,而且強度也有變化。(3)溶劑效應(yīng):用溶液法測定光譜時,使用的溶劑種類、濃度不同對圖譜會有影響。(2)晶體狀態(tài)的影響:固體樣品如果晶形不同或粒子大小不同都會產(chǎn)生譜圖的差異?,F(xiàn)在是117頁\一共有165頁\編輯于星期五4.7.2分子結(jié)構(gòu)對基團吸收譜帶位置的影響(1)誘導(dǎo)效應(yīng)(I效應(yīng)):基團鄰近有不同電負性的取代基時,由于誘導(dǎo)效應(yīng)引起分子中電子云分布的變化,從而引起鍵力常數(shù)的改變,使基團吸收頻率變化。吸電子基團(-I效應(yīng))使鄰近基團吸收波數(shù)升高,給電子基團(I效應(yīng))使波數(shù)降低。
CH3-CO-CH3CH2Cl-CO-CH3CI-CO-CH3Cl-COClF-CO-FυC=O17151724180618281928現(xiàn)在是118頁\一共有165頁\編輯于星期五(2)共軛效應(yīng)(C效應(yīng)):共軛效應(yīng)要求共軛體系有共平面性。共軛效應(yīng)使共軛體系的電子云密度平均化,鍵長也平均化,雙鍵略有伸長,單鍵略有縮短。共軛體系容易傳遞靜電效應(yīng),常顯著地影響基團的吸收位置及強度。共軛體系有“π-π”共軛和“P-π”共軛。基團與吸電子基團共軛(受到-C效應(yīng)),使吸收頻率升高;與給電子基團共軛(受到+C效應(yīng))使基團吸收頻率降低。共軛的結(jié)果總是使吸收強度增加?,F(xiàn)在是119頁\一共有165頁\編輯于星期五當(dāng)一個基團鄰近同時存在誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)的基團或存在一個既有誘導(dǎo)效應(yīng)又有共軛效應(yīng)的基團時,若兩種作用一致,則兩個作用互相加強;若兩個作用不一致,則總的影響取決于作用強的作用。現(xiàn)在是120頁\一共有165頁\編輯于星期五
例1:如羰基的伸縮振動頻率受苯環(huán)和烯鍵兩種給電子共軛基團的影響而下降。化合物CH3-CO-CH3CH3-CH=CH-CO-CH3Ph-CO-PhυC=O(cm-1)171516771665例2:化合物R-CO-CR’R-CO-O-R’R-CO-NR’R”υC=O(cm-1)~1715~17351630~1690-I>+C-I<+C例3:下列化合物的υC=O
Ph-CHOp-(CH3)2N-PhCHO;Ph-CO-CH3p-NO2-Ph-CO-CH31690
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