紅外光譜法第三節(jié)第四節(jié)演示文稿

紅外光譜法第三節(jié)第四節(jié)演示文稿*當前第1頁\共有41頁\編于星期五\12點*（優(yōu)選）紅外光譜法第三節(jié)第四節(jié)當前第2頁\共有41頁\編于星期五\12點CH3δs

C—C骨架振動HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3

1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:51195cm-1

CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250cm-1a)由于支鏈的引入，使CH3的對稱變形振動（1380cm-1)發(fā)生變化。b)C—C骨架振動變化明顯當前第3頁\共有41頁\編于星期五\12點c)

CH2面內(nèi)變形振動—(CH2)n—，證明長碳鏈的存在。n=1

770~785cm-1

（中）

n=2

740~750cm-1

（中）

n=3

730~740cm-1

（中）

n≥722cm-1

（中強）

d)

CH2和CH3的相對含量也可以由1460cm-1和1380

cm-1的峰

強度估算強度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷當前第4頁\共有41頁\編于星期五\12點當前第5頁\共有41頁\編于星期五\12點2、烯烴、炔烴伸縮振動變形振動a)C-H伸縮振動3080cm-1

3030cm-1

3080cm-1

3030cm-1

3300cm-1

υ（C-H）3080-3030cm-1

飽和烷烴3000cm-1烯烴、炔烴當前第6頁\共有41頁\編于星期五\12點b)C=C伸縮振動1660cm-1

分界線υ（C=C）反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1

弱，尖順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630cm-1

中強，尖當前第7頁\共有41頁\編于星期五\12點ⅰ分界線1660cm-1

ⅱ順強，反弱ⅲ四取代（不與O，N等相連），峰較弱ⅳ端烯的強度強ⅴ當烯基與共軛基團相連時，共軛使υ（C=C）下降20-30cm-1

2140-2100cm-1

（弱）2260-2190cm-1

（弱）總結(jié)當前第8頁\共有41頁\編于星期五\12點c)C-H變形振動(1000-700cm-1，重要，基本不受影響)面內(nèi)變形（=C-H）1400-1420cm-1

（弱）面內(nèi)變形（=C-H）

1000-700cm-1

（有價值）（=C-H）970cm-1（強）

790-840cm-1

（820cm-1）

610-700cm-1（強）

2：1375-1225

cm-1（弱）

（=C-H）800-650cm-1（690cm-1）990cm-1910

cm-1

（強）2：1850-1780

cm-1

890cm-1（強）2：1800-1780

cm-1

CCCCR1HHR2CCR1R2R3HRH當前第9頁\共有41頁\編于星期五\12點譜圖：當前第10頁\共有41頁\編于星期五\12點對比烯烴順反異構(gòu)體當前第11頁\共有41頁\編于星期五\12點3、芳香烴

振動類型波數(shù)（cm-1）說明芳環(huán)C-H伸縮振動3050±50強度不定骨架振動1600，1500，1580（共軛）峰形尖銳，通常為4個峰，但不一定同時出現(xiàn)C-H彎曲振動（面外）910~650隨取代情況改變當前第12頁\共有41頁\編于星期五\12點芳環(huán)C-H面外彎曲振動及其泛頻：770~730cm-1vs

710~690cm-1s

5個相鄰H770~735cm-1vs

4個相鄰H900~860cm-1m810~750cm-1vs

725~680cm-1m3個相鄰H860~800cm-1vs

2個相鄰H當前第13頁\共有41頁\編于星期五\12點=CH在3018cm-1，骨架振動在1606、1495及1466cm-1，四個鄰接氫的吸收峰在742cm-1。當前第14頁\共有41頁\編于星期五\12點4、醇（-OH）

O—H，C—Oa)-OH伸縮振動(>3600cm-1)b)碳氧伸縮振動(1100cm-1)β游離醇，酚伯-OH

3640cm-1仲-OH

3630cm-1叔-OH

3620cm-1酚-OH

3610cm-1υ（—OH）

υ（C-O）

1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1α支化：-15cm-1α不飽和：-30cm-1當前第15頁\共有41頁\編于星期五\12點—OH基團特性

雙分子締合（二聚體）3550-3450

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1分子內(nèi)氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）

3600-3500

cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500

cm-1

分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。水（溶液）3710

cm-1水（固體）3300cm-1結(jié)晶水3600-3450cm-1當前第16頁\共有41頁\編于星期五\12點3515cm-10．01M0．1M0．25M1．0M3640cm-13350cm-1

乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR圖2950cm-12895

cm-1當前第17頁\共有41頁\編于星期五\12點當前第18頁\共有41頁\編于星期五\12點當前第19頁\共有41頁\編于星期五\12點脂族和環(huán)的C-O-C

υas

1150-1050cm-1

芳族和乙烯基的=C-O-Cυas

1280-1220cm-1υs

1100-1050cm-15.、醚（C—O—C）脂族R-OCH3

υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3

υs(CH3)~2850cm-1υs

1000-900cm-1當前第20頁\共有41頁\編于星期五\12點6、醛、酮當前第21頁\共有41頁\編于星期五\12點當前第22頁\共有41頁\編于星期五\12點7、有機羧酸當前第23頁\共有41頁\編于星期五\12點8、酰胺當前第24頁\共有41頁\編于星期五\12點不同酰胺吸收峰數(shù)據(jù)當前第25頁\共有41頁\編于星期五\12點9、氰基化合物υC≡N=2275-2220cm-1當前第26頁\共有41頁\編于星期五\12點10、硝基化合物υas（N=O）=1565-1545cm-1υs（N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υs（N=O）=1365-1290cm-1υas（N=O）=1550-1500cm-1當前第27頁\共有41頁\編于星期五\12點二、頻率位移的影響因素

外部因素（溶劑、物態(tài)、制樣方法）

內(nèi)部因素

電子效應

空間效應

氫鍵效應振動的偶合

化學鍵的振動頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，還受分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部因素影響。相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。當前第28頁\共有41頁\編于星期五\12點1、外部因素

1）物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法

通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如:丙酮液態(tài)時：C=O=1718cm-1;

氣態(tài)時：C=O=1742cm-1，

因此在查閱標準紅外圖譜時，應注意試樣狀態(tài)和制樣方法。2）溶劑效應

極性基團的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低。如：羧酸中的C=O：氣態(tài)：C=O=1780cm-1

非極性溶劑：C=O=1760cm-1

乙醚溶劑：C=O=1735cm-1

乙醇溶劑：C=O=1720cm-1

因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。當前第29頁\共有41頁\編于星期五\12點

2、內(nèi)部因素（1）電子效應a．誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動（蘭移）

R-CORC=01715cm-1;R-COOHC=01730cm-1；R-COClC=01800cm-1;R-COFC=01920cm-1;F-COFC=01928cm-1;當前第30頁\共有41頁\編于星期五\12點b共軛效應cm-1cm-1cm-1cm-1當前第31頁\共有41頁\編于星期五\12點C中介效應（M效應）：vC=0=1715cm-1vC=0=1730cm-1vC=0=1680cm-1I效應解釋不了I效應>M效應vC=0=1715cm-1vC=0=1690cm-1M效應>I效應vC=0=1735cm-1vC=0=1680cm-1當前第32頁\共有41頁\編于星期五\12點（２）空間位阻效應CH3060-3030cm-12900-2800cm-1C

HCHCHCH1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222空間位阻效應：空間位阻；環(huán)張力如：環(huán)數(shù)減小，環(huán)的張力增大，環(huán)外的鍵加強，吸收頻率（波數(shù)）增大，環(huán)內(nèi)鍵減弱，吸收頻率（波數(shù)）減小。當前第33頁\共有41頁\編于星期五\12點（3）氫鍵效應

(分子內(nèi)氫鍵；分子間氫鍵)：對峰位、峰強產(chǎn)生明顯影響，使伸縮振動頻率向低波數(shù)方向移動．

cm-1

cm-1

cm-1

cm-1

cm-1

cm-1當前第34頁\共有41頁\編于星期五\12點第四章

紅外吸收光譜分析法一、紅外光譜圖解析步驟二、紅外光譜的定性分析第四節(jié)

紅外譜圖的應用

當前第35頁\共有41頁\編于星期五\12點被分析物純度要高，排除雜質(zhì)和溶劑等的影響。解析過程：

A、了解盡可能多的信息；

B、選擇合適的方法進行紅外測試；如果根據(jù)其他分析鑒定方法得到了化合物的分子式，可先計算不飽和度；

C、確定分析物所含的化學鍵和基團；先分析特征區(qū)（4000cm-1-1300cm-1)，再分析指紋區(qū)（1300cm-1-400cm-1)，結(jié)合起來，進行分析；

D、配合其它分析手段綜合分析化合物結(jié)構(gòu)。質(zhì)譜、核磁、紫外、元素分析等方法。1、紅外光譜圖解析步驟當前第36頁\共有41頁\編于星期五\12點不飽和度

定義：不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達到飽和所缺一價元素的“對”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為1。

計算：若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則可按下式進行不飽和度的計算：

=（2+2n4+n3–n1

）/2

n4，n3，n1

分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。

作用：由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2

=（2+29－8）/2=6當前第37頁\共有41頁\編于星期五\12點