波譜學紅外部分本科學時學習教案

1、會計學1波譜學紅外部分波譜學紅外部分(b fen)本科學時本科學時第一頁，共122頁。第1頁/共122頁第二頁，共122頁。第2頁/共122頁第三頁，共122頁。第3頁/共122頁第四頁，共122頁。紅外光譜（IR）用具有連續(xù)波長的紅外光照射(zhosh)物質，使物質吸收紅外線的能量，由于物質分子的振動轉動能級躍遷所產(chǎn)生的光譜叫紅外光譜，又叫振轉光譜。有振動必有轉動，還可叫振動光譜。第4頁/共122頁第五頁，共122頁。 橫坐標：波數(shù)（橫坐標：波數(shù)（）4004000 cm-1；表示；表示(biosh)吸收峰的位置。吸收峰的位置。 縱坐標：透過率（縱坐標：透過率（T %T %），表示吸收強度。）

2、，表示吸收強度。TT，表明吸收的，表明吸收的越好，故曲線越好，故曲線(qxin)(qxin)低谷表示是一個好的吸收帶。低谷表示是一個好的吸收帶。 I：表示：表示(biosh)透過光的強度；透過光的強度； I0：表示入射光的強度。：表示入射光的強度。 第5頁/共122頁第六頁，共122頁。第6頁/共122頁第七頁，共122頁。紅外光紅外光在在0.75500m 范圍范圍近紅外區(qū)近紅外區(qū)： =0.752.5 m中紅外區(qū)中紅外區(qū)： =2.525m遠紅外區(qū)遠紅外區(qū)： 2 5m紅外光也是一種紅外光也是一種(y zhn)電磁波，按波長常分為三個區(qū)域。電磁波，按波長常分為三個區(qū)域。其中絕大多數(shù)的有機化合物和無

3、機化合物的化學鍵的（基頻）吸收均出現(xiàn)在中紅外區(qū)其中絕大多數(shù)的有機化合物和無機化合物的化學鍵的（基頻）吸收均出現(xiàn)在中紅外區(qū)域，所以域，所以(suy)，中紅外區(qū)域是人們研究最多的區(qū)域，在結構與組成分析中最主要。，中紅外區(qū)域是人們研究最多的區(qū)域，在結構與組成分析中最主要。換句話說，中紅外區(qū)就夠了。因為，它能使分子振動、轉動能級變化。即物質分子的換句話說，中紅外區(qū)就夠了。因為，它能使分子振動、轉動能級變化。即物質分子的振動振動轉動能級躍遷。轉動能級躍遷。第7頁/共122頁第八頁，共122頁。1. 分子分子(fnz)的振動的振動 分子中的原子是通過化學鍵連接起來，它們不是靜止的，而是在它的平衡位置周圍振

4、動分子中的原子是通過化學鍵連接起來，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振動方式分兩大類伸縮振動伸縮振動()彎曲振動彎曲振動()第8頁/共122頁第九頁，共122頁。 (1) (1)伸縮伸縮(shn su)(shn su)振動：振動： 第9頁/共122頁第十頁，共122頁。 (2) (2)彎曲彎曲(wnq)(wnq)振動：振動： 值得注意的是：不是值得注意的是：不是(b shi)(b shi)所有的振動都能引起紅外所有的振動都能引起紅外吸收，只有偶極矩吸收，只有偶極矩()()發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。 H2、O2、N2 電荷分布均勻，振動電荷

5、分布均勻，振動(zhndng)不能不能引起紅外吸收。引起紅外吸收。 HCCH、RCCR，其，其CC（三鍵）振動三鍵）振動(zhndng)也不能引起紅外吸收。也不能引起紅外吸收。 第10頁/共122頁第十一頁，共122頁。第11頁/共122頁第十二頁，共122頁。第12頁/共122頁第十三頁，共122頁。第13頁/共122頁第十四頁，共122頁。第14頁/共122頁第十五頁，共122頁。第15頁/共122頁第十六頁，共122頁。 2.振動振動(zhndng)方程式（方程式（Hooke定律）定律） K第16頁/共122頁第十七頁，共122頁。 式中：式中：k 化學鍵的力常數(shù)，單位化學鍵的力常數(shù)，單

6、位(dnwi)為為N.cm-1 折合折合(zhh)(zhh)質量，單位為質量，單位為g g化學化學鍵鍵鍵長（鍵長（nm）鍵能鍵能（KJ mol-1） 力常數(shù)力常數(shù) k（N.cm-1） 波數(shù)范圍波數(shù)范圍 （cm-1）CC0.154347.34.57001200CC0.134610.99.616201680CC0.116836.815.621002600其中第17頁/共122頁第十八頁，共122頁。一些一些(yxi)(yxi)常見化學鍵的力常數(shù)如下表所示：常見化學鍵的力常數(shù)如下表所示：第18頁/共122頁第十九頁，共122頁。 2 2）折合質量）折合質量：兩振動：兩振動(zhndng)(zhndn

7、g)原子只要有一個的質量原子只要有一個的質量，(v)(v)，紅外吸收信號將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。，紅外吸收信號將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 第19頁/共122頁第二十頁，共122頁。 分子振動頻率分子振動頻率(pnl)習慣以習慣以 (波數(shù)波數(shù))表示：表示： 由此可見：由此可見： ( (v） k k， (v)與與成反比。成反比。 吸收峰的峰位：化學鍵的力常數(shù)吸收峰的峰位：化學鍵的力常數(shù)k k越大，原子的越大，原子的折合質量越小，振動折合質量越小，振動(zhndng)(zhndng)頻率越大，吸收峰將頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)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)短波長區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)

8、區(qū)( (高波長區(qū)高波長區(qū)) )第20頁/共122頁第二十一頁，共122頁。第21頁/共122頁第二十二頁，共122頁。第22頁/共122頁第二十三頁，共122頁。 分子分子(fnz)(fnz)的振動是量子化的，其能級為：的振動是量子化的，其能級為： 式中：式中：V V 為振動為振動(zhndng)(zhndng)量子數(shù)量子數(shù)(0,1,2,);(0,1,2,); 振為化學鍵的振動振為化學鍵的振動(zhndng)(zhndng)頻率。頻率。 第23頁/共122頁第二十四頁，共122頁。第24頁/共122頁第二十五頁，共122頁。分子由基態(tài)分子由基態(tài)(j ti)v = 0 (j ti)v = 0 躍

9、遷到激發(fā)態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)v = 1 v = 1 時，時，吸收光的能量為：吸收光的能量為： 第25頁/共122頁第二十六頁，共122頁。 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動的頻率相當紅外輻射光的頻率與分子振動的頻率相當(xingdng)，才能滿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。足分子振動能級躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 第26頁/共122頁第二十七頁，共122頁。第27頁/共122頁第二十八頁，共122頁。儀器儀器(yq)類型與結構類型與結構 types and structure of instruments兩種類型：色散型 干涉(gnsh)型（傅立葉變換紅外光譜儀）第28頁

10、/共122頁第二十九頁，共122頁。第29頁/共122頁第三十頁，共122頁。色散型紅外光譜儀主要色散型紅外光譜儀主要(zhyo)部件部件(1) 光源光源 能斯特燈：氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結制成能斯特燈：氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結制成的中空或實心圓棒，直徑的中空或實心圓棒，直徑1-3 mm，長，長20-50mm； 室溫下，非導體，使用前預熱到室溫下，非導體，使用前預熱到800 C； 特點：發(fā)光強度大；壽命特點：發(fā)光強度大；壽命0.5-1年；年； 硅碳棒：兩端粗，中間細；直徑硅碳棒：兩端粗，中間細；直徑5 mm，長，長20-50mm；不需預熱；兩端需用水冷卻；不需預熱；兩端需用水冷卻；(2)

11、單色器單色器 光柵；傅立葉變換光柵；傅立葉變換(binhun)紅外光譜儀不需紅外光譜儀不需要分光；要分光；第30頁/共122頁第三十一頁，共122頁。(3) 檢測器檢測器 真空真空(zhnkng)熱電偶；不同導體構成回路熱電偶；不同導體構成回路時的溫差電現(xiàn)象時的溫差電現(xiàn)象涂黑金箔接受紅外輻射；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傅立葉變換紅外光譜儀采用熱釋電(TGS)和和碲鎘汞碲鎘汞(MCT)檢測器；檢測器； TGS：硫酸三苷肽單晶為熱檢測元件；極化：硫酸三苷肽單晶為熱檢測元件；極化效應與溫度有關，溫度高表面電荷減少效應與溫度有關，溫度高表面電荷減少(熱釋電熱釋電)； 響應速

12、度快；高速掃描；響應速度快；高速掃描；第31頁/共122頁第三十二頁，共122頁。2. 傅里葉變換紅外光譜儀結構傅里葉變換紅外光譜儀結構(jigu)框圖框圖干涉儀干涉儀光源光源(gungyun)樣品樣品(yngpn)室室檢測器檢測器顯示器顯示器繪圖儀繪圖儀計算機計算機干涉圖干涉圖光譜圖光譜圖FTS第32頁/共122頁第三十三頁，共122頁。內部結構內部結構Nicolet公司(n s)的AVATAR 360 FT-IR第33頁/共122頁第三十四頁，共122頁。3. 傅立葉變換傅立葉變換(binhun)紅外光譜儀的原紅外光譜儀的原理與特點理與特點 光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉變?yōu)楦缮婀?，通過試樣后，

13、包含的光信息需要經(jīng)過數(shù)學上的傅立葉變換(binhun)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。第34頁/共122頁第三十五頁，共122頁。傅里葉變換傅里葉變換(binhun)紅外光譜儀工作紅外光譜儀工作原理圖原理圖 第35頁/共122頁第三十六頁，共122頁。邁克爾干涉儀工作邁克爾干涉儀工作(gngzu)原理圖原理圖 第36頁/共122頁第三十七頁，共122頁。3.4 制樣方法制樣方法(fngf) sampling methods1）氣體）氣體(qt)氣體氣體(qt)池池2）液體）液體(yt)：液膜法液膜法難

14、揮發(fā)液體（難揮發(fā)液體（BP80 C）溶液法溶液法液體池液體池溶劑：溶劑： CCl4 ，CS2常用。常用。3) 固體固體:研糊法（液體石臘法）研糊法（液體石臘法）KBr壓片法壓片法薄膜法薄膜法第37頁/共122頁第三十八頁，共122頁。聯(lián)用技術聯(lián)用技術(jsh) hyphenated technologyGC/FTIR（氣相色譜紅外光譜（氣相色譜紅外光譜(gungp)聯(lián)用）聯(lián)用）LC/FTIR（液相色譜（液相色譜(s p)紅外光譜聯(lián)用）紅外光譜聯(lián)用）PAS/FTIR（光聲紅外光譜）（光聲紅外光譜）MIC/FTIR（顯微紅外光譜）（顯微紅外光譜）微量及微區(qū)分析微量及微區(qū)分析第38頁/共122頁第三

15、十九頁，共122頁。第39頁/共122頁第四十頁，共122頁。 總結大量紅外光譜資料后，發(fā)現(xiàn)具有同一類型化學鍵或官能團的不同化合物，其紅外吸收頻率總是出現(xiàn)在一定的波數(shù)范圍內，我們把這種能代表某基團(j tun)，并有較高強度的吸收峰，稱為該基團(j tun)的特征吸收峰（又稱官能團吸收峰,出現(xiàn)在較高波數(shù)區(qū)）。第40頁/共122頁第四十一頁，共122頁。A. 4000-1300cm-1區(qū)域區(qū)域(qy) (官能官能團區(qū)團區(qū))B. 1300-400cm-1區(qū)域區(qū)域(qy) (指紋區(qū)指紋區(qū))第41頁/共122頁第四十二頁，共122頁。 官能團區(qū)官能團區(qū)40001300cm-1 (多為伸縮多為伸縮(sh

16、n su)振動振動)高頻高頻(o pn)區(qū)區(qū)40002000cm-1低頻低頻(dpn)區(qū)區(qū)20001300cm-1 指紋區(qū)指紋區(qū): 1300400cm-1 （主要為化學鍵的彎曲振動）（主要為化學鍵的彎曲振動）（指紋區(qū)）（指紋區(qū)）高高 頻頻 區(qū)區(qū)4000 3000 2000 1400 650 400 cm-120406080T%低低 頻頻 區(qū)區(qū) （官能團頻率區(qū)）（官能團頻率區(qū)）第42頁/共122頁第四十三頁，共122頁。第43頁/共122頁第四十四頁，共122頁。紅外光譜紅外光譜(gungp)的八個峰區(qū)的八個峰區(qū)低低頻頻區(qū)區(qū)高高 頻頻 區(qū)區(qū)指紋區(qū)指紋區(qū)第44頁/共122頁第四十五頁，共122頁。

17、合物中可能存在的官能團。第45頁/共122頁第四十六頁，共122頁。 (1)Y (1)YH H 伸縮伸縮(shn su)(shn su)振動區(qū)：振動區(qū)： (2)YZ (2)YZ 三鍵和累積雙鍵伸縮三鍵和累積雙鍵伸縮(shn su)(shn su)振動區(qū)：振動區(qū)： 21002400 cm-1，主要是：主要是：CC、CN 三鍵和三鍵和 CCC、CNO 等累積雙鍵的伸縮振動吸收峰。等累積雙鍵的伸縮振動吸收峰。 25003700 cm-1，Y = O、N、C。 (3)YZ雙鍵伸縮振動區(qū)：雙鍵伸縮振動區(qū)：16001800 cm-1，主要是：主要是：CO、CN、CC等雙鍵。等雙鍵。 第46頁/共122頁第

18、四十七頁，共122頁。各有不同的圖譜，所以此區(qū)各有不同的圖譜，所以此區(qū)稱為指紋區(qū)。稱為指紋區(qū)。第47頁/共122頁第四十八頁，共122頁。第48頁/共122頁第四十九頁，共122頁。第49頁/共122頁第五十頁，共122頁。 C. C.倍頻倍頻(bi pn)(bi pn)區(qū)：區(qū)： 3700 cm-1的區(qū)域，出現(xiàn)的吸收峰不表示基團的基本 頻率，而是一些(yxi)基團的倍頻率，其數(shù)值略低于基本頻率的倍數(shù)。 第50頁/共122頁第五十一頁，共122頁。第51頁/共122頁第五十二頁，共122頁。第52頁/共122頁第五十三頁，共122頁。 烷烴烷烴CH：29602850cm-1 24 峰峰 CH：1

19、4751380cm-1 多為雙峰多為雙峰另外另外(ln wi)：(CH2)n n4 725cm-1 雙峰雙峰13851380cm-113751365cm-113951385cm-1雙峰雙峰13751365cm-1強強弱弱1 ：11 ：2-CH3 單峰單峰 1380cm-1第53頁/共122頁第五十四頁，共122頁。正辛烷正辛烷2980295014701390720圖中：圖中：2980cm-1為為CH3，CH2的不對稱伸縮振動的不對稱伸縮振動2950cm-1為為CH3，CH2的對稱伸縮振動的對稱伸縮振動1390cm-1為為CH2的對稱彎曲振動的對稱彎曲振動1470cm-1為為CH3不對稱彎曲振動

20、及不對稱彎曲振動及CH2剪式振動剪式振動720cm-1為為 -(CH2)n- ，n4面內搖擺振動面內搖擺振動第54頁/共122頁第五十五頁，共122頁。13851380cm-1雙峰雙峰13751365cm-1CH CH3CH3 CH：第55頁/共122頁第五十六頁，共122頁。CH3CH3CH3C雙峰雙峰13951385cm-113751365cm-1弱弱強強1 ：2 CH：第56頁/共122頁第五十七頁，共122頁。CH：29602850cm-1 CH：14751380cm-1烷烴烷烴第57頁/共122頁第五十八頁，共122頁。 烯烴烯烴 C=C ： 16801600cm-1 （課本（課本P

21、65）=C-H ： 980650cm-1 =C-H ：31003000cm-1 峰形尖銳峰形尖銳 R CH CH2R2CCH2RCH CHR順順RCH CHR反反675730cm-1（s）9851000cm-1（m）905920cm-1（s）880900cm-1（s）960980cm-1（s）=C-H ： 980650cm-1（面外彎曲）（面外彎曲）第58頁/共122頁第五十九頁，共122頁。第59頁/共122頁第六十頁，共122頁。3000295016001400965720700135014701680295030803000cm-1為為=C-H 伸縮振動伸縮振動1600cm-1為為 C=

22、C 伸縮振動伸縮振動2950 2890cm-1雙峰為雙峰為 CH3，CH2伸縮振動伸縮振動720cm-1為為-(CH2)n- n4 彎曲振動彎曲振動1400cm-1為為C-H 彎曲振動彎曲振動2980 2850cm-1為為 CH3，CH2伸縮振動伸縮振動1350cm-11470cm-1為為C-H 彎曲振動彎曲振動1680cm-1為為C=C 伸縮振動伸縮振動3080cm-1為為=C-H 伸縮振動伸縮振動第60頁/共122頁第六十一頁，共122頁。第61頁/共122頁第六十二頁，共122頁。 炔烴炔烴CC 22602100cm-1 C-H 700 600cm-1（峰強且寬）（峰強且寬）其中：其中：

23、C CRR22602190cm-1C CRH21402100cm-1 強度不很強，但易識別強度不很強，但易識別 RR強度為強度為 0RR強度稍弱強度稍弱C-H 33203310cm-1（峰形尖銳峰形尖銳(jinru)）第62頁/共122頁第六十三頁，共122頁。4學時(xush)完第63頁/共122頁第六十四頁，共122頁。 芳烴芳烴1500 1450cm-11600 1585cm-1CCC-H3080 3030cm-1C-H900 650cm-1苯苯 ： 670cm-1二取代苯：二取代苯：鄰位：鄰位： 770 735cm-1對位：對位： 860 800cm-1間位：間位：725 680cm-

24、1810 750cm-1770 730cm-1一取代苯：一取代苯：710 690cm-1第64頁/共122頁第六十五頁，共122頁。第65頁/共122頁第六十六頁，共122頁。第66頁/共122頁第六十七頁，共122頁。第67頁/共122頁第六十八頁，共122頁。330030302110160015007707006503300cm-1為為 伸縮振動伸縮振動C H2110cm-1為為 伸縮振動伸縮振動C C650cm-1為為 彎曲振動彎曲振動C H3030cm-1為為 伸縮振動伸縮振動C H700cm-1770cm-1為為 取代彎曲振動取代彎曲振動C H1500cm-11600cm-1為為 伸

25、縮振動伸縮振動C C第68頁/共122頁第六十九頁，共122頁。 醇與酚醇與酚第69頁/共122頁第七十頁，共122頁。 醚醚第70頁/共122頁第七十一頁，共122頁。 羰基羰基(tn j)化合物化合物第71頁/共122頁第七十二頁，共122頁。第72頁/共122頁第七十三頁，共122頁。第73頁/共122頁第七十四頁，共122頁。第74頁/共122頁第七十五頁，共122頁。第75頁/共122頁第七十六頁，共122頁。第76頁/共122頁第七十七頁，共122頁。第77頁/共122頁第七十八頁，共122頁。第78頁/共122頁第七十九頁，共122頁。第79頁/共122頁第八十頁，共122頁。第

26、80頁/共122頁第八十一頁，共122頁。第81頁/共122頁第八十二頁，共122頁。第82頁/共122頁第八十三頁，共122頁。第83頁/共122頁第八十四頁，共122頁。第84頁/共122頁第八十五頁，共122頁。第85頁/共122頁第八十六頁，共122頁。 胺胺第86頁/共122頁第八十七頁，共122頁。第87頁/共122頁第八十八頁，共122頁。第88頁/共122頁第八十九頁，共122頁。第89頁/共122頁第九十頁，共122頁。 硝基硝基(xio j)化合物化合物第90頁/共122頁第九十一頁，共122頁。 含鹵素含鹵素(l s)化合物化合物第91頁/共122頁第九十二頁，共122頁

27、。紅外識譜歌紅外識譜歌 紅外可分遠中近，中紅特征指紋區(qū)，1300來分界，注意橫軸劃分異?？磮D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。 識圖先學飽和烴，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亞甲峰。1470碳氫彎，1380甲基顯。二個甲基同一碳，1380分二半。面內搖擺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，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，峰強很大峰形尖。三鍵伸展

28、二千二，炔氫搖擺六百八。芳烴呼吸很特征，16001430。16502000，取代方式區(qū)分明。900650，面外彎曲定芳氫。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處孤立氫第92頁/共122頁第九十三頁，共122頁。醇酚羥基易締合，三千三處有強峰。CO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。若與鍵緊相連，二個吸收要看準，1050對稱峰，1250反對稱。苯環(huán)若有甲氧基，碳氫伸展2820。次甲基二氧連苯環(huán)，930處有強峰，環(huán)氧乙烷有三峰，1260環(huán)振動，九

29、百上下反對稱，八百左右最特征。縮醛酮，特殊(tsh)醚，1110非縮酮。酸酐也有CO鍵，開鏈環(huán)酐有區(qū)別，開鏈強寬一千一，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嚴相隔，鏈狀酸酐高頻強，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。第93頁/共122頁第九十四頁，共122頁。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

30、氫伸展三千四，每氫一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有強峰；NH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強峰顯。胺尖常有干擾見，NH伸展三千三，叔胺無峰仲胺單，伯胺雙峰小而尖。1600碳氫彎，芳香仲胺千五偏。八百左右面內搖，確定最好變成鹽。伸展彎曲互靠近，伯胺鹽三千強峰寬，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，相連基團可弄清。1350、1500，分為對稱反對稱。氨基酸，成內鹽，31002100峰形寬。1600、1400酸根展，1630、1510碳氫彎。鹽酸鹽，羧基顯，鈉鹽蛋白三千三。礦物組成

31、雜而亂，振動光譜遠紅端。鈍鹽類，較簡單，吸收峰，少而寬。注意(zh y)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。勤學苦練多實踐，紅外識譜不算難。第94頁/共122頁第九十五頁，共122頁。3.3.影響影響(yngxing)(yngxing)基團頻率的因素基團頻率的因素 化學鍵的振動頻率不僅與其性質有關，還受分子的內部結構和外部因素(yn s)影響，也會因測定條件及樣品的物理狀態(tài)而改變。所以同一基團的特征吸收會在一定范圍內波動。A內部因素 （1）電子效應a誘導效應：吸電子基團使雙鍵性吸收峰向高頻方向(fngxi

32、ng)移動（蘭移）R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ;第95頁/共122頁第九十六頁，共122頁。COH3CCH3COCH3COCH3CO1715168516851660cm -1cm -1cm -1cm -1c共振效應共振效應 羰基與別的雙鍵共軛，其羰基與別的雙鍵共軛，其電子離域性增大電子離域性增大(zn d)，從而減小了雙鍵的，從而減小了雙鍵的鍵級，使其雙鍵性降低，即振動頻率降低。鍵級，使其雙鍵性降低，即振動頻率降低。

33、典型的例子典型的例子(l zi)就是酰胺的羰基吸就是酰胺的羰基吸收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 第96頁/共122頁第九十七頁，共122頁。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。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。游離游離(yul)羧酸的羧酸的C=O鍵頻率出現(xiàn)在鍵頻率出現(xiàn)在1760 cm-1 左右，在固體或液體中，由于羧酸形成二聚體，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)在鍵頻率出現(xiàn)在1700 cm-1 。又例：乙醇的自由羥基的伸縮振動頻率是又例：乙醇的自由羥基的伸縮振動頻率是36

34、40 cm-1，而其締合物的振動頻率是，而其締合物的振動頻率是3350 cm-1。形成氫鍵還使伸縮振動譜帶變寬。形成氫鍵還使伸縮振動譜帶變寬。第97頁/共122頁第九十八頁，共122頁。（3） 振動的耦合振動的耦合 若分子內的兩個基團位置很近若分子內的兩個基團位置很近，振動頻率也相近，就可能發(fā)生，振動頻率也相近，就可能發(fā)生振動耦合，使譜帶分成兩個，在振動耦合，使譜帶分成兩個，在原譜帶高頻和低頻一側各出現(xiàn)一原譜帶高頻和低頻一側各出現(xiàn)一個譜帶（相鄰一公共原子時，由個譜帶（相鄰一公共原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使于一個鍵的振動通過公共原子使另一個鍵的長度發(fā)生改變另一個鍵的長度發(fā)生改變(gib

35、in)，產(chǎn)生一個，產(chǎn)生一個“微擾微擾”，從而形成了強烈的振動相互作用從而形成了強烈的振動相互作用）。）。 常出現(xiàn)在一些二羰基化合物常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中，例如：乙酸酐的兩個羰基間中，例如：乙酸酐的兩個羰基間隔一個氧原子，它們發(fā)生耦合。隔一個氧原子，它們發(fā)生耦合。羰基的頻率分裂為羰基的頻率分裂為1818和和1750 cm-1。(預期如果沒有耦合其羰基預期如果沒有耦合其羰基振動將出現(xiàn)在約振動將出現(xiàn)在約1760 cm-1)。 彎曲振動也能發(fā)生耦合。彎曲振動也能發(fā)生耦合。第98頁/共122頁第九十九頁，共122頁。（4） Fermi共振共振(gngzhn)a.空間位阻空間位阻: 共軛體系具有共平面

36、共軛體系具有共平面(pngmin)性質，當其共平面性質，當其共平面(pngmin)性被破壞時，共軛體系亦受到破壞，吸收頻率將移向高波數(shù)。性被破壞時，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: 環(huán)張力加大，環(huán)上官能團的吸收頻率也上升（以脂環(huán)酮羰基為例：六元環(huán)環(huán)張力加大，環(huán)上官能團的吸收頻率也上升（以脂環(huán)酮羰基為例：六元環(huán)五元環(huán)五元環(huán)四元環(huán)四元環(huán)50%弱吸收弱吸收T%50%強吸收強吸收T%=50%中等強度吸收中等強度吸收C OC C1750 1650cm-11680 1600cm-1強強 度：度： 強吸收強吸收 中等強度吸收中等強度吸收頻率范圍：頻率范圍： 峰的形狀峰的形狀(xn

37、gzhun)(xngzhun)寬峰寬峰締合峰締合峰雙峰雙峰一般為對稱結構一般為對稱結構(分裂峰分裂峰)肩峰肩峰可能有二種峰可能有二種峰如：如： =C-H 和和-C-H =C-H 和和 C-HCCH3CH3HNH如：如： 和和 -O-H-O-H如：如：氫鍵氫鍵第103頁/共122頁第一百零四頁，共122頁。紅外光譜吸收紅外光譜吸收峰形狀峰形狀第104頁/共122頁第一百零五頁，共122頁。 3. 3.對照標準譜圖對照標準譜圖: :驗證驗證(Sadtler(Sadtler紅外譜圖集）。紅外譜圖集）。收錄收錄7 7萬多張紅外譜，備有多萬多張紅外譜，備有多種方式索引種方式索引 (P83) (P83)第

38、105頁/共122頁第一百零六頁，共122頁。測定未知化合物：測定未知化合物：1.準備性工作準備性工作(gngzu)：了解試樣的來源、純度、熔點、沸點了解試樣的來源、純度、熔點、沸點等；等； 經(jīng)元素分析經(jīng)元素分析(fnx)(fnx)確定實驗式；確定實驗式； 有條件時可有有條件時可有MSMS譜測定譜測定(cdng)(cdng)相對分子量，確定相對分子量，確定分子式；分子式； 根據(jù)分子式根據(jù)分子式計算不飽和度，計算不飽和度，其經(jīng)驗公式為：其經(jīng)驗公式為： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：式中：代表不飽和度；代表不飽和度；n1、n3、n4分別代表分分別代表分 子中一價、三價和四價

39、原子的數(shù)目。子中一價、三價和四價原子的數(shù)目。 雙鍵和飽和環(huán)狀結構雙鍵和飽和環(huán)狀結構的的為為1、三鍵三鍵為為2、苯環(huán)苯環(huán)為為4。 譜圖解析示例：譜圖解析示例： 第106頁/共122頁第一百零七頁，共122頁。 舉個例子：比如(br)苯：C6H6不飽和度U 1+6+（0-6）/24，3個雙鍵加一個環(huán)，正好為4個不飽和度； U = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1）第107頁/共122頁第一百零八頁，共122頁。 2. 2.按鑒定已知化合物的程序按鑒定已知化合物的程序(chngx)(chngx) 解析譜圖解析譜圖 第108頁/共122頁第一百零九頁，共122頁。解譜注意事解譜注意事項：項：第

40、109頁/共122頁第一百一十頁，共122頁。第110頁/共122頁第一百一十一頁，共122頁。第111頁/共122頁第一百一十二頁，共122頁。1）分析33002800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收；以3000 cm-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(ybn)為飽和C-H伸縮振動吸收；第112頁/共122頁第一百一十三頁，共122頁。2）若在稍高于3000cm-1有吸收,則應在 22501450cm-1 頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征(tzhng)峰，其中： 炔 22002100 cm-1 烯 16

41、801640 cm-1 芳環(huán) 1600,1580,1500,1450 cm-1 若已確定為烯或芳香化合物，則應進一步解析指紋區(qū)，即1000650cm-1的頻區(qū) ,以確定取代基個數(shù)和位置（順反，鄰、間、對）；第113頁/共122頁第一百一十四頁，共122頁。（3）碳骨架類型確定后,再依據(jù)(yj)其他官能團,如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收來判定化合物的官能團；（4）解析時應注意把描述各官能團的相關峰同時聯(lián)系起來，以準確）解析時應注意把描述各官能團的相關峰同時聯(lián)系起來，以準確(zhnqu)判定官能團的存在。如判定官能團的存在。如2820，2720和和17501700cm-1的三個峰同時存在，才說明醛基的存在。的三個峰同時存在，才說明醛基的存在。第114頁/共122頁第一百一十五頁，共122頁。第1