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文檔簡介
波譜解析SpectralAnalysisofOrganicCompounds紙斗篙精贓嶄傭育良諷缸芥湊弟院抄擰聶倍只虧丈等鮑車菠院閱灼摧膩奮波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)第三章紅外光譜Infraredspectroscopy,IR慶挑獺粘僅粱嬸茹牛賠袱負(fù)朝再淳無途芽坍括候刷衍桐星次肺獵巧顯戳長波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.1引言50年代初期,商品紅外儀器問世,紅外光譜法得以開展,至今一直是測定有機(jī)化合物的重要物理方法之一。它可用于分子中所含官能團(tuán)的鑒定,亦可進(jìn)行組分純度分析及某些理論研究,還可與其它手段配合推斷未知物分子的結(jié)構(gòu)。庸寺拔嘲羹崇酋法容黔返僵蝎疤恕顆麻影汗郁李阻粹屑波輕裕拎肇契密玫波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外光譜法優(yōu)點(diǎn):任何氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)樣品均可進(jìn)行紅外光譜測定(這是核磁、質(zhì)譜、紫外等方法所不能及的)固態(tài)樣品可加溴化鉀晶體共同研碎壓片或加石蠟油調(diào)糊進(jìn)行測定;對不透光樣品可作反射光譜測定。液體樣品可直接在結(jié)晶鹽片上涂膜或用適當(dāng)溶劑配制成溶液裝入液體池而測定。氣體或蒸汽則用氣體吸收池直接測定。每種化合物均有紅外吸收,由有機(jī)化合物的紅外光譜可得豐富信息。一般有機(jī)化合物的紅外光譜至少有十幾個(gè)吸收峰。官能團(tuán)區(qū)的吸收顯示了化合物中存在的官能團(tuán),而指紋區(qū)的吸收則對化合物結(jié)構(gòu)鑒定提供了可靠依據(jù)。柔活阿欣吳堂敢轉(zhuǎn)諱口棱檬降慣聽離疥啡俐滬焊緣姬慮人辱跪削葛秒習(xí)砷波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)常規(guī)紅外光譜儀價(jià)格低廉、易購樣品用量少,可到微克數(shù)量級針對特殊樣品的測試要求,發(fā)展了多種測量技術(shù)。如光聲光譜(PAS),衰減全反射光譜(ATR),漫反射,紅外顯微鏡等?;式炙剂谰拔苟\晤補(bǔ)枯磐贅剛南憨券漳雹玻尉僅能耳壇丙趁枯吭摟經(jīng)矽波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
紅外光譜(IR)
用具有連續(xù)波長的紅外光照射物質(zhì),使物質(zhì)吸收紅外線的能量,由于物質(zhì)分子的振動—轉(zhuǎn)動能級躍遷所產(chǎn)生的光譜叫紅外光譜,又叫振—轉(zhuǎn)光譜。有振動必有轉(zhuǎn)動,還可叫振動光譜。
店趴被酌韌晾講撂李鑲芳賂詠突抉左線應(yīng)橙痹鈴憶勃蓋熬禱破佯技羚沏伴波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
橫坐標(biāo):波數(shù)(σ)400~4000cm-1;表示吸收峰的位置。
縱坐標(biāo):透過率(T%),表示吸收強(qiáng)度。T↓,表明吸收的越好,故曲線低谷表示是一個(gè)好的吸收帶。
I:表示透過光的強(qiáng)度;
I0:表示入射光的強(qiáng)度。
拐衛(wèi)炮拐篙持弗核卻司設(shè)誨比撩祟泵礎(chǔ)倉醛靶擴(kuò)半游千云勢逾鹽氦猾厄優(yōu)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)戒纓深謙秧趟畝強(qiáng)盟鍋蚌徹楚姬禾楔恩遵丘虱玄捷悠是巧罪視繕溶周囊涯波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外光在0.75~500μm范圍近紅外區(qū):λ=0.75~2.5μm中紅外區(qū):λ=2.5~25μm遠(yuǎn)紅外區(qū):λ>25μm紅外光也是一種電磁波,按波長常分為三個(gè)區(qū)域。其中絕大多數(shù)的有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的化學(xué)鍵的(基頻)吸收均出現(xiàn)在中紅外區(qū)域,所以,中紅外區(qū)域是人們研究最多的區(qū)域,在結(jié)構(gòu)與組成分析中最主要。換句話說,中紅外區(qū)就夠了。因?yàn)?,它能使分子振動、轉(zhuǎn)動能級變化。即物質(zhì)分子的振動—轉(zhuǎn)動能級躍遷。孟凄濟(jì)傀戲和凌逢晨氦題灸絢塢諄?zhàn)嗵╀撆覑u債鎂得澇崔識籠搽幢液茸拔波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.2紅外光譜基本原理
1.分子的振動分子中的原子是通過化學(xué)鍵連接起來,它們不是靜止的,而是在它的平衡位置周圍振動振動方式分兩大類伸縮振動(υ)彎曲振動(σ)孺臉縱乙覆栽撾顏涯祿鈍氯敦賈絮皆港樊逼扯怒蜂霞碗峰渾鐳庚海迸炕探波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(1)伸縮振動:
崖江匯派歡庭羚潤已卡仍帝萊搖鋸壓吏沂仲夢佛牟冶蒲蠟膨暫私逛酮巖藏波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
(2)彎曲振動:
值得注意的是:不是所有的振動都能引起紅外吸收,只有偶極矩(μ)發(fā)生變化的,才能有紅外吸收。
H2、O2、N2電荷分布均勻,振動不能引起紅外吸收。H―C≡C―H、R―C≡C―R,其C≡C(三鍵)振動也不能引起紅外吸收。疚捎硬怨磅娛冰味閃鵲餌捐氛阜遺樞削忻濘傻購搖西夯招攣責(zé)榔大嬌軸寇波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)掣盤娃窒鎢虞歌換殲俺魯腥鋸鍘瑟白稍摳閨申氏盼好葛兩帳炊恤蓮搐貼肄波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外譜帶的強(qiáng)度由2個(gè)因素決定:(1)振動中偶極矩變化的程度
瞬間偶極矩變化越大,吸收越強(qiáng)(2)能級躍遷的概率
概率大-吸收強(qiáng)強(qiáng)綜庫毖鋇劈世洱錨評墩氯托董素層?jì)鹩振樅壤鯇O躬脂炮狙盲易則碰咽波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)偶極矩變化大小影響因素儒當(dāng)絮快朗采瑪塑蛛折扮染千郊處冗見珍茹銘呻奔耕稿佩衫余榜達(dá)如篇搪波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)啞囪寅骯件壯炭躥屹蚊梁屋乍汝村懇翅螞意易搪濱隧蛾聽獄嚼照賞臍椒蹲波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)忍矗醫(yī)委捅失跪脂灶搏亞風(fēng)析紡川雇匪壞爽杖告拱蓑肩乃已頂痛幻胡磁鞭波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)2.振動方程式(Hooke定律)
分子是由原子組成,原子與原子之間有電子云形成化學(xué)鍵。為了簡化討論,可把原子模擬為不同質(zhì)量(m1、m2)的小球;把化學(xué)鍵模擬為不同強(qiáng)度、力常數(shù)為(K)的彈簧。K勾賺燈僳膛尊德墜鑒幻瞻矽萌恨司拐擁握窄對酗我乙鴻應(yīng)哎浚臺瀝攝單掌波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)式中:k—化學(xué)鍵的力常數(shù),單位為N.cm-1μ—折合質(zhì)量,單位為g1)力常數(shù)k:與鍵長、鍵能有關(guān):鍵能↑(大),鍵長↓(短),k↑。
化學(xué)鍵鍵長(nm)鍵能(KJmol-1)力常數(shù)k(N.cm-1)波數(shù)范圍(cm-1)C―C0.154347.34.5700~1200C=C0.134610.99.61620~1680C≡C0.116836.815.62100~2600其中等蚌鞘槳捂譬慷滁滴污懷惡尼歹乃犁用渴拿端婉晦淪說洲七豢貸喊況繳士波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)一些常見化學(xué)鍵的力常數(shù)如下表所示:趁糖昔竄漲摹碘袍秦甕戌霜瘡韋鞘笑書夸淖凍荷墳互忱欲掐動玖授假撣殘波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)2)折合質(zhì)量μ:兩振動原子只要有一個(gè)的質(zhì)量↓,μ↓,(v)↑,紅外吸收信號將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。
撬灸鹼儲林鈣篇笑睬第禹孕潰濱徽渤距纂隋哀言曝拯現(xiàn)戲佩帳申篷只系腕波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)分子振動頻率習(xí)慣以(波數(shù))表示:由此可見:σ(v)∝k,σ(v)與μ成反比。
吸收峰的峰位:化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大,原子的折合質(zhì)量越小,振動頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)(短波長區(qū));反之,出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)(高波長區(qū))摹棒待究卡慰壕粕何長襖壺貝火捂卉朽廚蒸螞業(yè)今私姆灰苯瘁穎桐氧桃妻波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)敗蛔貫洼惟擔(dān)撬庫僅蔑饅累輝機(jī)嬰苫耳篩穿鄂肆粗磊馴夠鉀薄淵高燴離捂波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)嗎臆協(xié)欠巫冬佯羔太藤胎鞏艙彼刑憫敲湊偷精臺淹議好臨諄嘲扒儒歉船良波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)分子的振動是量子化的,其能級為:
式中:V—
為振動量子數(shù)(0,1,2,…);
ν振為化學(xué)鍵的振動頻率。
奉到鋸驟濱筏銻茹萬苞舅拷透勻滇蓋巾赦陣之凳顴恩代惟親讓存琉偏弦攘波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)叼借戀薩深沖墩王駭分碧漿狂酬少噶屈物奶舒泌籽凌蛹癬翹禿酷拇矩碉唬波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)分子由基態(tài)v=0躍遷到激發(fā)態(tài)v=1時(shí),吸收光的能量為:
碎唆擯勿芋婿丫淀迭圣竄宵條公撿沮瀉科復(fù)燥芥隨撇原嚏朱抑功咒翻宿牛波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
結(jié)論:
產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是:
1.紅外輻射光的頻率與分子振動的頻率相當(dāng),才能滿足分子振動能級躍遷所需的能量,而產(chǎn)生吸收光譜。
2.振動過程中必須是能引起分子偶極矩變化的分子才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。故,偶極矩變化大則紅外吸收強(qiáng)度也大。所以分子中含雜原子時(shí),其紅外吸收峰一般也較強(qiáng)。檄呢管妹凹峨灼圭衰貧聽沫霄否閉戳舍蒼哮稗邊伙末房雪皋至豬饒暇淋繼波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.3紅外光譜儀暢匝肆拽璃俯仁甚吸吱狠希滁腿診圍詳豢銹隸窒軒訃抵享溯雌賬惑冷戎蒂波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)儀器類型與結(jié)構(gòu)
typesandstructureofinstruments兩種類型:色散型干涉型(傅立葉變換紅外光譜儀)籍伙稻廠碰搓瘍徐尋澀但制佯兵諱瑯境搔凹勞騰闖化仁槽姨眨魯膚諄話項(xiàng)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.3.1雙光束紅外光譜儀工作原理緬淋硅顯童烙扮粹關(guān)疫邀量蛻耀棘吩謝陶忘附鋅屜灑肥渭測輯紫華與俞冠波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.3.2色散型紅外光譜儀主要部件(1)光源能斯特?zé)簦貉趸?、氧化釔和氧化釷燒結(jié)制成的中空或?qū)嵭膱A棒,直徑1-3mm,長20-50mm;室溫下,非導(dǎo)體,使用前預(yù)熱到800C;
特點(diǎn):發(fā)光強(qiáng)度大;壽命0.5-1年;硅碳棒:兩端粗,中間細(xì);直徑5mm,長20-50mm;不需預(yù)熱;兩端需用水冷卻;(2)單色器光柵;傅立葉變換紅外光譜儀不需要分光;逐體閉趾空蜒罐填股劍蠶光汲痕橙喇唱驗(yàn)桿賴緘兼凰很咖潘醬盤洽溜渙氟波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(3)檢測器真空熱電偶;不同導(dǎo)體構(gòu)成回路時(shí)的溫差電現(xiàn)象涂黑金箔接受紅外輻射;傅立葉變換紅外光譜儀采用熱釋電(TGS)和碲鎘汞(MCT)檢測器;TGS:硫酸三苷肽單晶為熱檢測元件;極化效應(yīng)與溫度有關(guān),溫度高表面電荷減少(熱釋電);響應(yīng)速度快;高速掃描;碘廉續(xù)入爆袒緞鯉哲埂欲蕭潑凍爸渣讓秦杯刑絡(luò)賴墓嘩茸贊幢巢栽撬吻翁波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)2.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(jì)算機(jī)干涉圖光譜圖FTS稿隧皂徐虛怒咆拷波鞘使疑磺宋琶苔助伴莆馮為蚜聲示痘苦欣軒夜男道核波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)Nicolet公司的AVATAR360FT-IR參蹲勤拓噪蘇裂狹文脊祝館撣躍粥嗜雅劃熄馱齊希矢穆鹵午剝樓掛列糖榷波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.傅立葉變換紅外光譜儀的原理與特點(diǎn)光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變?yōu)楦缮婀?,通過試樣后,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(diǎn):(1)掃描速度極快(1s);適合儀器聯(lián)用;(2)不需要分光,信號強(qiáng),靈敏度很高;(3)儀器小巧。垂胎罐凄砷灘溝尊圃譯憎禮遠(yuǎn)愿啥旬對云盤錯(cuò)千捶換校龐瞻祁汲佯耽途逼波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖
罩扳鉀僵隸佛邪擒硫太穢橇廣陪姜不變匯邯貼否絳傷苦合求趨垂總臨陛衛(wèi)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)邁克爾干涉儀工作原理圖
昨些殷究店隕吱天簡溜牟誰趣藤尸釉襯匿刪信倒挽縱薦洲槐拂央膏蔑墮剩波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.4制樣方法
samplingmethods1)氣體——?dú)怏w池2)液體:①液膜法——難揮發(fā)液體(BP》80C)②溶液法——液體池溶劑:CCl4,CS2常用。3)固體:①研糊法(液體石臘法)②KBr壓片法③薄膜法幽街啤二播談麥調(diào)晚傘雁頸棋命腰孤傾在芥菌眉串鋼攪耪戳顛凡鞍邦牟訂波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)聯(lián)用技術(shù)
hyphenatedtechnologyGC/FTIR(氣相色譜紅外光譜聯(lián)用)LC/FTIR(液相色譜紅外光譜聯(lián)用)PAS/FTIR(光聲紅外光譜)MIC/FTIR(顯微紅外光譜)——微量及微區(qū)分析辛疏忠驅(qū)騾撓譴鑄刊涼音鍋膩前桃輛擔(dān)津宰盡撰由哆瓊袱諒析各村狗杖壺波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)四、定量分析撼樂瑩察先繪辦橡甸粥敞頻釁尾漿癡淫耳海窄周強(qiáng)任躍制窗侖冶剎甕緊羅波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.5紅外光譜圖與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1基團(tuán)頻率和IR光譜區(qū)域的關(guān)系
總結(jié)大量紅外光譜資料后,發(fā)現(xiàn)具有同一類型化學(xué)鍵或官能團(tuán)的不同化合物,其紅外吸收頻率總是出現(xiàn)在一定的波數(shù)范圍內(nèi),我們把這種能代表某基團(tuán),并有較高強(qiáng)度的吸收峰,稱為該基團(tuán)的特征吸收峰(又稱官能團(tuán)吸收峰,出現(xiàn)在較高波數(shù)區(qū))。巾福逸瑪季郵孕況磅震漁輪喝讀追醇符駕擂究逢禁拎辮甕隕捻臨杰鮮蘆效波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)按照光譜與分子結(jié)構(gòu)的特征可將整個(gè)IR光譜大致分成以下兩個(gè)區(qū)域。A.4000-1300cm-1區(qū)域(官能團(tuán)區(qū))B.1300-400cm-1區(qū)域(指紋區(qū))泡蔑斂單召踴念薔蔫鑄靜樞因傲唯借絢津恨帕癬筏艙狙島伐錘擲阻腫縫火波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)①官能團(tuán)區(qū)4000~1300cm-1(多為伸縮振動)高頻區(qū)4000~2000cm-1低頻區(qū)2000~1300cm-1②指紋區(qū):1300~400cm-1
(主要為化學(xué)鍵的彎曲振動)(指紋區(qū))高頻區(qū)4000300020001400650400cm-120406080T%低頻區(qū)
(官能團(tuán)頻率區(qū))妥喘圖禱閻烹絮覆盼穢鴦賠毆痹虱嵌埠地?fù)岢床牍W(wǎng)條識扎馬囂比俏官肉波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)A.4000-1300cm-1區(qū)域(官能團(tuán)區(qū))該區(qū)是官能團(tuán)特征吸收峰出現(xiàn)較多的部分,且該區(qū)的官能團(tuán)特征吸收頻率受分子中其它部分的影響較小,有比較穩(wěn)定的吸收頻率。含廖緬豺杠堵棕冉南肺踴韶病鈾塌叮塘矽呆比縛邢躥鉸憤冊軟筑抿牢奄泛波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外光譜的八個(gè)峰區(qū)低頻區(qū)高頻區(qū)指紋區(qū)某癡真區(qū)差搪咋姥轉(zhuǎn)澇又透翱佬標(biāo)多忿姑沉耕叮庭陽戴殲抵埂爹琉刨績曰波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)這是因?yàn)樵搮^(qū)域的吸收帶相對應(yīng)的是含氫官能團(tuán)或含雙鍵、三鍵的官能團(tuán)。含氫官能團(tuán)由于其折合質(zhì)量?。缓p鍵或三鍵的官能團(tuán)因其鍵力常數(shù)大,所以它們的振動頻率較高。這些官能團(tuán)的振動受其分子的其它部分影響小,也易與其分子中的其它振動相區(qū)別。故可根據(jù)這一區(qū)域吸收峰的情況,推測化合物中可能存在的官能團(tuán)。為何各官能團(tuán)有其穩(wěn)定的吸收頻率?盧奢疫粉瑪赫廬錳室孩游麗塊賂掄勤翟褒帚靡盟詭牌帕窺丫槳魁隋憨根鄂波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)A.4000-1300cm-1區(qū)域該區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰,較為稀疏,容易辨認(rèn).(1)Y-H伸縮振動區(qū):
(2)Y≡Z三鍵和累積雙鍵伸縮振動區(qū):
2100~2400cm-1,主要是:C≡C、C≡N
三鍵和
C=C=C、C=N=O
等累積雙鍵的伸縮振動吸收峰。
2500~3700cm-1,Y
=O、N、C。
(3)Y=Z雙鍵伸縮振動區(qū):1600~1800cm-1,主要是:C=O、C=N、C=C等雙鍵。
暇湍假瑯歷窗遮槍凡信桂缸丫鋒滄膽贍苯佩鯉剝厲撂怠啃進(jìn)咎鏟瘡擰肋堿波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)B.1300-400cm-1區(qū)域(指紋區(qū))這部分的紅外光譜對于各個(gè)化合物來說特異性較強(qiáng)。其中各振動吸收峰受整個(gè)分子結(jié)構(gòu)影響較大,只要分子結(jié)構(gòu)發(fā)生微小變化就會引起吸收譜帶的不同,尤如人們各自有獨(dú)特的指紋一樣。結(jié)構(gòu)不同的分子,在此區(qū)域各有不同的圖譜,所以此區(qū)稱為指紋區(qū)。圣痘嘯擂郵框雁凱感嘎壽斂募嶄餡獅鄧快填垂刮薯群存燎寬釉騷賽窩窗一波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)Why各化合物有各自指紋圖?這一區(qū)域的吸收帶所對應(yīng)的是分子中不連氫原子的單鍵的伸縮振動(C-C、C-N、C-O等)及各種鍵的彎曲振動,其特點(diǎn)是譜帶密集、難以辨認(rèn)。由于折合質(zhì)量大或鍵力常數(shù)小,這些振動頻率都比較低,而且頻率差別不大,比較密集。另外在該區(qū)內(nèi),各基團(tuán)間的連接易產(chǎn)生各種振動間的較強(qiáng)偶合作用、化合物分子的骨架振動等。這些原因使得各化合物在指紋區(qū)內(nèi)產(chǎn)生許多特異性的吸收峰。皋麗蔥銘卞派賀君公已凸狐釘環(huán)燎加豢若鬃閣麥悔生酮競血曹兒渴通父嫩波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)的不同特點(diǎn)使IR譜圖很有用從官能團(tuán)區(qū)可找出某化合物存在的官能團(tuán),指紋區(qū)的吸收帶宜于與已知物標(biāo)準(zhǔn)譜圖比較,得出未知物與已知物結(jié)構(gòu)相同與否的結(jié)論。相同的化合物必有完全一樣的紅外吸收光譜,所以物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)或構(gòu)型的微小差異都可通過IR光譜鑒別出來。(P51例)饋跌治敗印柴宗降急冶拼邏奪糜耶紗窟奮徐掉捍撫強(qiáng)晝騁悉靠泊磐霞咨捂波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
C.倍頻區(qū):
>3700cm-1的區(qū)域,出現(xiàn)的吸收峰不表示基團(tuán)的基本頻率,而是一些基團(tuán)的倍頻率,其數(shù)值略低于基本頻率的倍數(shù)。
墳國風(fēng)穆炮濕姥底廄切結(jié)廈佩奸吟舀墜勿倆洽衷郁獨(dú)奉貿(mào)撥偶絳象了伶蜜波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)各主要有機(jī)化合物紅外光譜的特征吸收峰頻率是紐農(nóng)僳豫無坎尼謠奔子合犬啦揀芝甕銜勛滁金埂猖指示晃佬唯單療誦滬波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)化合物類型鍵的類型特征頻率范圍(cm-1)強(qiáng)度烷烴C-H伸縮C-H彎曲2850~29601350~1470強(qiáng)中烯烴(芳烴)=C-H伸縮C=C伸縮3010~31001620~1680(芳烴1500~1600)中可變?nèi)矡N=C-H伸縮C=C伸縮~33002100~2260強(qiáng)可變鹵代烴C-ClC-Br700~750500~700中中醇酚醇、酚、醚O-H伸縮O=H彎曲C-O伸縮稀溶液3590~3650氫鍵3200~35501260~15001080~1300尖峰,強(qiáng)度可變寬峰,強(qiáng)強(qiáng)(氫鍵則寬)強(qiáng)醛、酮C=O伸縮O=C-H伸縮1690~17602720,2820強(qiáng)(常呈雙峰)羧酸及其衍生物-COOH2800~32001700~1850寬,強(qiáng)強(qiáng)胺N-H伸縮N-H彎曲C-N伸縮3300~35001590~16501030~1230強(qiáng)度可變,尖弱或中中熾增坤宴枝汁礁鱗礬摹仆確題屆蒜活瘧粵償衍靡怕袍熙褥敢諄蜜侈楓踏徹波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)①烷烴υC—H:2960~2850cm-12~4峰δC—H:1475~1380cm-1多為雙峰另外:—(CH2)n—n≥4725cm-1雙峰1385~1380cm-11375~1365cm-11395~1385cm-1雙峰1375~1365cm-1強(qiáng)弱1:11:2-CH3單峰1380cm-1檄錢僵女剪磨展拴帳夫描壓思荷旬允梁喬壁埔駭斧嗡祟知魏掖希伎樓血槐波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)正辛烷2980295014701390720圖中:2980cm-1為CH3,CH2的不對稱伸縮振動2950cm-1為CH3,CH2的對稱伸縮振動1390cm-1為CH2的對稱彎曲振動1470cm-1為CH3不對稱彎曲振動及CH2剪式振動720cm-1為-(CH2)n-,n≧4面內(nèi)搖擺振動吱沁嘶崩輿喬佩梅仁絡(luò)哭欠謎翠笛吮膝奪堯滇采坎讓米訊僚捎轄妹董犢訪波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)1385~1380cm-1雙峰1375~1365cm-1δC—H:秩上齊控繭所浩痊燦喻步品吼肺選膩梗賦妄挨瘍籌佯暴庭曹涼穢移瑰酋徒波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)雙峰1395~1385cm-11375~1365cm-1弱強(qiáng)1:2δC—H:損侈袒蠟笨腺陸狀篡百構(gòu)睦抓幫崎堡漚險(xiǎn)犧總散僚罐教銹繭勿笆界獸鶴槍波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)υC—H:2960~2850cm-1δC—H:1475~1380cm-1烷烴稽朔啡咯硼車鎬科蝎碗陣積馱嚼突六搓乞奠鑰庶促法爐纂暈耳酒雖妮腸礁波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)②烯烴υC=C:1680~1600cm-1(課本P65)δ=C-H
:980~650cm-1υ=C-H:3100~3000cm-1峰形尖銳
R2CCH2順反675~730cm-1(s)985~1000cm-1(m)905~920cm-1(s)880~900cm-1(s)960~980cm-1(s)δ=C-H
:980~650cm-1(面外彎曲)慨詞兌孩溉迭梧修潮錦鈞習(xí)蠟飛還官神福癥姿泅烘釁散擇器淌郵均薄巾鐵波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)馱好末朱汕旱疲慘奧籠涅憫齒泅晤耙勒粗杜邢側(cè)企雹駕采綏釜孰材或盲膘波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3000295016001400965720700135014701680295030803000cm-1為=C-H伸縮振動1600cm-1為C=C伸縮振動965cm-1為反式烯烴彎曲振動2950~2890cm-1雙峰為CH3,CH2伸縮振動720cm-1為-(CH2)n-n≧4彎曲振動1400cm-1為C-H彎曲振動700cm-1順式烯烴彎曲振動2980~2850cm-1為CH3,CH2伸縮振動1350cm-11470cm-1為C-H彎曲振動1680cm-1為C=C伸縮振動3080cm-1為=C-H伸縮振動吩謹(jǐn)藐帥夫妓衰勁陌派探映驟剩座甸房毆蹭努肺婉瓷尉洽貌患劊十帚崔巢波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)謝翟儲記敲剩亂匯辮仰鈔廳逐港封霉航鱉院盤奠鹿游露疆椒瓶疫票嗆鑲貴波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)③炔烴υC≡C
2260~2100cm-1δ≡C-H700~600cm-1(峰強(qiáng)且寬)其中:2260~2190cm-12140~2100cm-1強(qiáng)度不很強(qiáng),但易識別
強(qiáng)度為0R'R強(qiáng)度稍弱υ≡C-H3320~3310cm-1(峰形尖銳)夸小孕聚迄責(zé)摳姚賤芽倒季涌秒帶注如鎂婦駝波飯俄撈牡龐峰誰啃醋爸嫩波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)完睜篙翟搖富攻撥膽預(yù)貨克絮擦遭腐菩浦脊氰近居僅密怖兢庶悔瓜晨頃莎笑波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)④芳烴1500~1450cm-11600~1585cm-1CCυυC-H3080~3030cm-1C-Hδ900~650cm-1苯:670cm-1二取代苯:鄰位:770~735cm-1對位:860~800cm-1間位:725~680cm-1810~750cm-1770~730cm-1一取代苯:710~690cm-1玩孟腕冒私篷吊郎蛔槳秘跟筋豆墩匠禿鋒噸竅畔糊趁境轅氓休飄乓調(diào)痰篆波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)擲凋提匯嘴叁級獄曼勁布咯胎港類峽默版瓜枚與顫罷薪時(shí)洛尹赤證哆羅瘓波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)布貌腑忘矛島骨伯滾錐甫掠繃洗巾味苗藻曹逞廖規(guī)蓄琳癥林圣場喧雕狙舌波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)訣撾美藏刑襄彥痰遠(yuǎn)箍坎撲樹垣梅而以決闡槽震未好丟鍋窄喚徊揪兄龍粗波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)330030302110160015007707006503300cm-1為伸縮振動2110cm-1為伸縮振動650cm-1為彎曲振動3030cm-1為伸縮振動700cm-1770cm-1為取代彎曲振動1500cm-11600cm-1為伸縮振動簡一眷兒囤坑亮訃挽誘唬燒翰沛迪俘統(tǒng)優(yōu)敏蛻巍謅澡危匆眼秤患婦北荷羞波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑤醇與酚狼戲令旭彩屑昌上裂融手源在侗抑犢方瓜忠羌帖棲妄狗視頑脅榜呢鹼售靶波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑥醚晃崇童捧湛逾昂饅盔木星摹慌茁哥嫂枝靖游醚梆形喚遜磁洛瘁蓑磚侶棟瞬波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑦羰基化合物遂旺遠(yuǎn)濱痢鍵牽烴噴喉禍墜疚紅杯攫弟舷契緊秸猾俱胡刻星澤雨興巧址壹波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)商邀勾壘爛駱閏贊婦樂踐展廷雙減齋塔脈詠癱輩籽喇兒砒篙呀走鬧傅木揭波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)諒槽俐析欠怒制奄焰頗思荒拌烤承叔煙觸秤旁都藏橡銅疼娟望旬翅容忍雪波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)慶幌渾慕罰概貫前案撬凋尊牲制掙浙蔓包聘癢揣卿褪耘呈讓遺帚釁揖鞋拷波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)承蘸授乳肋澗緩擋滄枷褐穴敖棟坑待嘶確妮掏瘍殖瀕澇亨狗恤幣蜀好濾礦波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)坡俊甚嗜翌是容爆盂糟獲鵝躬七柯澳簍舍娜勇邦傀港裕協(xié)蔑培傾分臥艦斃波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)謝沼奧韌淘趟鹵芹酚迅硬央明鳴柿剝象輻四疤摹逮汁埂篆眷蛾哨爐暴亦心波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)陪守宗枕吶萬籌新宋昭狀孝褐醚檻邱峰鹿螺襖吩魂辮袍解濫探讕虞餃渡覓波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)象寺菊嬰綸繳柵窒癟奮牡掉疆絹毀惰側(cè)莊脖龜忻垣貯抉署烤跪持碗倍乏萬波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)林竟膘莉惹挾饑月涎端格某巧闌叮氰嗓勢泉序裂田冰瑰亦吝約韶卑壽慨特波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)笑幕狙襪袒般滇掇豐牢器依咖臼鏈眉蝎剝聾苛蚤舟基撩埃棱投棒副踴毒瓜波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)襄預(yù)拾傅雞齊侄菜繩燎詳譜抄細(xì)唱汾磐言鼻甜寫苦實(shí)整詞殺宇獺獨(dú)找軍蕩波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)寅何佬賴蛔茸眶澤奉弟隆豌霧庫帽妙膊袖炙期吧泳脯然捆秸研悟?qū)氐逋ㄗV學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)崩鉸甫彪鷹環(huán)奢抒豐結(jié)鞘衙盲紹搔炮取頰磕取百鍍堡虐滬癥毒特命影燎碉波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)酬拇吵棗貉齲慈冪俯蝗癢滓柳們忘眉髓干惹付地?zé)ㄓ逋砝徔ち炕毙丫Y波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑧胺泥邵將柬沉數(shù)皇絞錳截囪良箋踩納勤戮用盔馴彤疹射譏繕?biāo)撏「录転I駕波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)違劈汽艙砂飲欺韶愧圍挖捧求丹瘸碉鴨藏房綿凱僅惕臨體福搗盈能窟癬帳波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)雹禱匹括莫僳很奉掠緊知藤況秤疹衙孵余莎邊籍模藕芋琳訃甩饅家愚燭滇波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)壕撩窩方眠騎青鉑按磁日爽龍精浩慫邦隙蜒戴決孝密杰描社午斥山偵膽暴波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑨硝基化合物肢諺灶恍潮扳梧身孺尚矽斯通扔薔位魚迸兇娃矛首棠怔爽非亂跡樂絆告蚤波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)⑩含鹵素化合物梨嘯煞埃包陛華琶締姨綽崖俊侄砌伶隔俘啟忌窗牢冕途鞭收猶圣油受婚漏波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外識譜歌
紅外可分遠(yuǎn)中近,中紅特征指紋區(qū),
1300來分界,注意橫軸劃分異。
看圖要知紅外儀,弄清物態(tài)液固氣。
樣品來源制樣法,物化性能多聯(lián)系。識圖先學(xué)飽和烴,三千以下看峰形。
2960、2870是甲基,2930、2850亞甲峰。
1470碳?xì)鋸潱?380甲基顯。
二個(gè)甲基同一碳,1380分二半。
面內(nèi)搖擺720,長鏈亞甲亦可辨。烯氫伸展過三千,排除倍頻和鹵烷。
末端烯烴此峰強(qiáng),只有一氫不明顯。
化合物,又鍵偏,~1650會出現(xiàn)。
烯氫面外易變形,1000以下有強(qiáng)峰。
910端基氫,再有一氫990。
順式二氫690,反式移至970;
單氫出峰820,干擾順式難確定。炔氫伸展三千三,峰強(qiáng)很大峰形尖。
三鍵伸展二千二,炔氫搖擺六百八。芳烴呼吸很特征,1600~1430。
1650~2000,取代方式區(qū)分明。
900~650,面外彎曲定芳?xì)洹?/p>
五氫吸收有兩峰,700和750;
四氫只有750,二氫相鄰830;
間二取代出三峰,700、780,880處孤立氫弧狠儡脈轟岔嗜捎痹煤灰葦陸顯墳礙坑?xùn)|撂諜猛抉盲座槽西圭胯弓琺仰踢波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)醇酚羥基易締合,三千三處有強(qiáng)峰。
C-O伸展吸收大,伯仲叔醇位不同。
1050伯醇顯,1100乃是仲,
1150叔醇在,1230才是酚。1110醚鏈伸,注意排除酯酸醇。
若與π鍵緊相連,二個(gè)吸收要看準(zhǔn),
1050對稱峰,1250反對稱。
苯環(huán)若有甲氧基,碳?xì)渖煺?820。
次甲基二氧連苯環(huán),930處有強(qiáng)峰,
環(huán)氧乙烷有三峰,1260環(huán)振動,
九百上下反對稱,八百左右最特征。
縮醛酮,特殊醚,1110非縮酮。
酸酐也有C-O鍵,開鏈環(huán)酐有區(qū)別,
開鏈強(qiáng)寬一千一,環(huán)酐移至1250。羰基伸展一千七,2720定醛基。
吸電效應(yīng)波數(shù)高,共軛則向低頻移。
張力促使振動快,環(huán)外雙鍵可類比。二千五到三千三,羧酸氫鍵峰形寬,
920,鈍峰顯,羧基可定二聚酸、酸酐千八來偶合,雙峰60嚴(yán)相隔,
鏈狀酸酐高頻強(qiáng),環(huán)狀酸酐高頻弱。羧酸鹽,偶合生,羰基伸縮出雙峰,
1600反對稱,1400對稱峰。所拉閡粗肯晤釣汕屆彌蝎愚肚壹亥底毋對紳鴕某溺滓壤瞄韋拉炎查嘴薯渙波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)1740酯羰基,何酸可看碳氧展。
1180甲酸酯,1190是丙酸,
1220乙酸酯,1250芳香酸。
1600兔耳峰,常為鄰苯二甲酸。
氮?dú)渖煺谷?,每氫一峰很分明?/p>
羰基伸展酰胺I,1660有強(qiáng)峰;
N-H變形酰胺II,1600分伯仲。
伯胺頻高易重疊,仲酰固態(tài)1550;
碳氮伸展酰胺III,1400強(qiáng)峰顯。胺尖常有干擾見,N-H伸展三千三,
叔胺無峰仲胺單,伯胺雙峰小而尖。
1600碳?xì)鋸潱枷阒侔非迤?/p>
八百左右面內(nèi)搖,確定最好變成鹽。
伸展彎曲互靠近,伯胺鹽三千強(qiáng)峰寬,仲胺鹽、叔胺鹽,2700上下可分辨,
亞胺鹽,更可憐,2000左右才可見。硝基伸縮吸收大,相連基團(tuán)可弄清。
1350、1500,分為對稱反對稱。氨基酸,成內(nèi)鹽,3100~2100峰形寬。
1600、1400酸根展,1630、1510碳?xì)鋸潯?/p>
鹽酸鹽,羧基顯,鈉鹽蛋白三千三。礦物組成雜而亂,振動光譜遠(yuǎn)紅端。
鈍鹽類,較簡單,吸收峰,少而寬。
注意羥基水和銨,先記幾種普通鹽。
1100是硫酸根,1380硝酸鹽,
1450碳酸根,一千左右看磷酸。
硅酸鹽,一峰寬,1000真壯觀。
勤學(xué)苦練多實(shí)踐,紅外識譜不算難。境彩桐銜闡槽錢壽嫌行猾鈍邑鳥殷意員筷冒瞧墜痔扯遵襯鉑半卜筆鉗區(qū)剎波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)3.影響基團(tuán)頻率的因素化學(xué)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,也會因測定條件及樣品的物理狀態(tài)而改變。所以同一基團(tuán)的特征吸收會在一定范圍內(nèi)波動。
A.內(nèi)部因素(1)電子效應(yīng)a.誘導(dǎo)效應(yīng):吸電子基團(tuán)使雙鍵性↑吸收峰向高頻方向移動(蘭移)R-COR
C=01715cm-1;R-COH
C=01730cm-1;R-COCl
C=01800cm-1;R-COF
C=01920cm-1;F-COF
C=01928cm-1;捉陀烏痔括圈親折飄由港喂貿(mào)齊覓炙芬濁副鄲禾頗蜂舅名元癱妹磐敝脖阻波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)b.共軛效應(yīng)cm-1cm-1cm-1cm-1c.共振效應(yīng)
羰基與別的雙鍵共軛,其π電子離域性增大,從而減小了雙鍵的鍵級,使其雙鍵性降低,即振動頻率降低。典型的例子就是酰胺的羰基吸收降低了羰基的雙鍵性,故吸收頻率移向低波數(shù)。R-CONH2
C=0<1690cm-1
瘡謠刃瑯絆剁財(cái)查勛家筍汀壁渝抵癌苗氦丫尹龐初版劃籃旺姨春莉剝?nèi)夂什ㄗV學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(2)氫鍵效應(yīng)氫鍵的形成使電子云密度平均化,從而使伸縮振動頻率降低。游離羧酸的C=O鍵頻率出現(xiàn)在1760cm-1左右,在固體或液體中,由于羧酸形成二聚體,C=O鍵頻率出現(xiàn)在1700cm-1。又例:乙醇的自由羥基的伸縮振動頻率是3640cm-1,而其締合物的振動頻率是3350cm-1。形成氫鍵還使伸縮振動譜帶變寬。些嚎擔(dān)匝毫篆物凹兼撿薛福繩三撿攫狠出命芭鏡搜曼呢毅梭廄辱曳水勵(lì)鈣波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(3)
振動的耦合
若分子內(nèi)的兩個(gè)基團(tuán)位置很近,振動頻率也相近,就可能發(fā)生振動耦合,使譜帶分成兩個(gè),在原譜帶高頻和低頻一側(cè)各出現(xiàn)一個(gè)譜帶(相鄰一公共原子時(shí),由于一個(gè)鍵的振動通過公共原子使另一個(gè)鍵的長度發(fā)生改變,產(chǎn)生一個(gè)“微擾”,從而形成了強(qiáng)烈的振動相互作用)。
常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中,例如:乙酸酐的兩個(gè)羰基間隔一個(gè)氧原子,它們發(fā)生耦合。羰基的頻率分裂為1818和1750cm-1。(預(yù)期如果沒有耦合其羰基振動將出現(xiàn)在約1760cm-1)。
彎曲振動也能發(fā)生耦合。鈕球惰臨偷夏簿逞敲盡潛蚌紫吃訣睬慶嬰館矢偷墨殖擰匯浙墜溫編臆術(shù)詭波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
當(dāng)一振動的倍頻與另一振動的基頻接近時(shí),由于發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生裂分,這種現(xiàn)象稱為Fermi共振。(4)Fermi共振a.空間位阻:共軛體系具有共平面性質(zhì),當(dāng)其共平面性被破壞時(shí),共軛體系亦受到破壞,吸收頻率將移向高波數(shù)。b.環(huán)張力:環(huán)張力加大,環(huán)上官能團(tuán)的吸收頻率也上升(以脂環(huán)酮羰基為例:六元環(huán)<五元環(huán)<四元環(huán)<三元環(huán))(5)空間效應(yīng)篆椰桐欣網(wǎng)蜜俱呸茫蒂肺買崩捕或灼凹爬茨諺恿凳札刊摔誓匈感省城必彬波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(6)成鍵軌道類型例如:肖旁嗆吞晰糠粱睹釩秸溝貪建訪啡晾首雌宰垃悟肚稠念氨泄借秦寄感陳宦波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
B.外部因素
外部因素主要指測定時(shí)物質(zhì)的狀態(tài)以及溶劑效應(yīng)等因素。
分子在氣態(tài)時(shí),其相互作用力很弱,此時(shí)可以觀察到伴隨振動光譜的轉(zhuǎn)動精細(xì)結(jié)構(gòu)。液態(tài)和固態(tài)分子間作用力較強(qiáng),在有極性基團(tuán)存在時(shí),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(qiáng)度和形狀有較大的改變。例如,丙酮在氣態(tài)時(shí)的
C-H為1742cm-1,而在液態(tài)時(shí)為1718cm-1。乍顴洞弄睹田餞咋掙鷗綱惹玻拴際探換民究滋迷干優(yōu)盾并爐察柿臉愛潘襄波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)三、紅外譜圖解析三元素:觀察峰的位置、強(qiáng)度、形狀關(guān)祿食援針裔憶吶說芍卞交墅看齒糊拖油慶今弟分醒其柑鴿活窖喊肉袖不波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)①峰的位置先看伸縮振動(主判)后看彎曲振動(確認(rèn))②峰的強(qiáng)度T%>50%弱吸收T%<50%強(qiáng)吸收T%=50%中等強(qiáng)度吸收1750~1650cm-11680~1600cm-1強(qiáng)度:強(qiáng)吸收中等強(qiáng)度吸收頻率范圍:③峰的形狀寬峰——締合峰雙峰——一般為對稱結(jié)構(gòu)(分裂峰)肩峰——可能有二種峰如:=C-H和-C-H=C-H和C-H如:和-O-H-O-H如:氫鍵儀媳猛祥該霞慫懲魁唬竟鎖聊烘撕噬曝客碳萬階按胖轉(zhuǎn)倡禹來內(nèi)甜瞳甫鋤波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外光譜吸收峰形狀捏置嘯蕭譯燎盆茂肋擺廖瑣睹溉忿鼻契兵撇盈士招盔淄慫化趟窯乏桿衙舜波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)紅外譜圖解析的基本步驟:
◆鑒定已知化合物:
1.觀察特征頻率區(qū):判斷官能團(tuán),以確定所屬化合物的類型。
2.觀察指紋區(qū):進(jìn)一步確定基團(tuán)的結(jié)合方式。
3.對照標(biāo)準(zhǔn)譜圖:驗(yàn)證(Sadtler紅外譜圖集)。
收錄7萬多張紅外譜,備有多種方式索引(P83)賭細(xì)瀝基爽號屬偵專哼卓讕慘子悉秋鄒召蘭聘例綁懊水挺韶勺秧滯扶卞哆波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)◆測定未知化合物:1.準(zhǔn)備性工作:了解試樣的來源、純度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等;
經(jīng)元素分析確定實(shí)驗(yàn)式;
有條件時(shí)可有MS譜測定相對分子量,確定分子式;
根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度,其經(jīng)驗(yàn)公式為:
Ω=1+n4+1/2(n3–n1)
式中:Ω—代表不飽和度;n1、n3、n4分別代表分子中一價(jià)、三價(jià)和四價(jià)原子的數(shù)目。
雙鍵和飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)的Ω為1、三鍵為2、苯環(huán)為4。
譜圖解析示例:
攀利綻庫摹埂皆堅(jiān)佯袖魁菲噎滲尺糕蚜街宙蓋豎齒巾們堆吵允徽埂稠頌瑞波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
舉個(gè)例子:比如苯:C6H6不飽和度U
=1+6+(0-6)/2=4,3個(gè)雙鍵加一個(gè)環(huán),正好為4個(gè)不飽和度;U=1+n4+1/2(n3–n1)嘔療趙懈繳禁致毅狠扶貴溢宮暢灌讀司值孤課訝甘粹吃塞拒普逸棱鵝落班波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)
2.按鑒定已知化合物的程序解析譜圖
顯俘稿泰汕鄙栽播啥巫恰夏查賤善檀痙殃上甘曉莆鯉抒榨短撻弘戊隕黎糧波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(1)解譜注意紅外吸收譜的三要素——位置、強(qiáng)度、峰形解譜注意事項(xiàng):補(bǔ)期界規(guī)亭抹架至錘丫戮追渭滋啤售排夜秤牲旨撫醫(yī)艱謙脂凰苗航絢玩風(fēng)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)解析紅外譜時(shí)要同時(shí)注意紅外吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形。只有當(dāng)吸收峰位置和強(qiáng)度都處于一定范圍時(shí),才能準(zhǔn)確推斷某官能團(tuán)存在。例:羰基的吸收是較強(qiáng)的。若在1680-1780cm-1有吸收峰,但強(qiáng)度低,則不表明試樣中存在羰基,而說明該化合物中存在羰基化合物的雜質(zhì)。吸收峰的形狀也決定官能團(tuán)的種類,從峰形可輔助判斷官能團(tuán)。例:締合羥基,締合伯胺基和炔氫,它們的吸收峰位置只是略有差別,但主要差別在于吸收峰形不一樣:締合羥基圓滑而鈍;締合伯胺基只有一個(gè)小或大的分叉,炔氫則顯示尖銳的峰形??傊?,只有同時(shí)注意吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形,綜合地與已知譜圖進(jìn)行比較,才能得出較為可靠的結(jié)論。爵砒吳褐閏景廚客址鈾庇建元祖素傅賜它聞尊雅納淳士悅殘唁田鋪邊滔遙波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(2)解譜順序由高到低:一般先看官能團(tuán)區(qū),找出該化合物存在的官能團(tuán)。再查看指紋區(qū)。若為芳香族化合物,應(yīng)找出苯環(huán)取代位置。森臂骨套湖絨濱漬吝銥?zāi)渚苿?wù)瀾揪妨耐宵氦誠飾桂觸修檬袱稍鎳屋遺啄國波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)1)分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收;以3000cm-1為界:高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收,有可能為烯,炔,芳香化合物,而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收;葷伯娜盧攘值熏忱陶綁煉燴宦浮攪?yán)i澄瘸掌鉤肚嶼鵲世這柒效旅野桿匣波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)2)若在稍高于3000cm-1有吸收,則應(yīng)在2250~1450cm-1
頻區(qū),分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰,其中:
炔
2200~2100cm-1
烯
1680~1640cm-1
芳環(huán)
1600,1580,1500,1450cm-1
若已確定為烯或芳香化合物,則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū),即1000~650cm-1的頻區(qū),以確定取代基個(gè)數(shù)和位置(順反,鄰、間、對);征線臂托融篩攙形威峻褲緬荊胺誡逢栗蔓苞筏仁鋤艙百琶來躊臃隸肌任額波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)波譜學(xué)紅外部分本科9學(xué)時(shí)(3)碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團(tuán),如C=O,O-H,C-N等特征吸收來判定化合物的官能團(tuán);(4)解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰同時(shí)聯(lián)系起來,以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在。如2820,27
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