項目三儀器分析法之一紅外課件

項目三紅外光譜紅外吸收光譜是分子吸收紅外光引起的振動和轉動能級躍遷產(chǎn)生的吸收信號。按波長范圍紅外光可分為三個區(qū)域：近紅外光λ=0.73~3μm中紅外光λ=3.0~30μm遠紅外光λ=30~300μm通常所說的紅外光譜主要在中紅外區(qū)λ=2.5~25μmυ=4000~400cm-1紅外光譜通常以百分透過率T%—波數(shù)（或頻率）曲線表示。如：甲基環(huán)己烷的紅外光譜圖一、基本原理1、分子的振動與紅外光譜：分子中的原子是靠化學鍵連接起來的。在室溫下，大多數(shù)分子處于最低的振動能級。當受到光的照射，且光量子的能量等于兩振動能級之差時：分子吸收光量子的能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。2）彎曲振動：改變瞬間化學鍵的鍵角剪式彎曲平面搖擺注每種分子可能有幾種不同的振動方式，當入射光的頻率與分子的振動頻率一致，且分子的振動能引起分子的瞬間偶極矩變化時，分子即吸收紅外光，在紅外光譜上有反映。++非平面搖擺+-面外扭曲2、化學鍵的振動頻率虎克定律：m為成鍵原子的質量k為化學鍵的力常數(shù)υ2）振動頻率或波數(shù)與原子的折合質量m1?m2/(m1+m2)的平方根成反比。因此，當兩個振動原子中有一個為氫原子時，m1?m2/(m1+m2)很小，振動頻率或波數(shù)就大。如C-H，O-H，N-H鍵的伸縮振動吸收出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（3000cm-1左右）。3、紅外光譜產(chǎn)生的條件1）入射光的頻率與分子中某一基團的振動頻率相同時，分子吸收這一頻率的紅外光從低能級躍遷到較高的能級，產(chǎn)生紅外吸收光譜。2）只有當分子的振動能引起分子的偶極矩變化時，才能引起紅外吸收。能吸收紅外光的物質，叫紅外光活性物質。不能吸收紅外光的物質，叫紅外非光活性物質。

二、紅外光譜與分子結構A、4000~1500cm-1為特征譜帶區(qū)（官能團區(qū)）其中

4000~2500cm-1，為含氫基團的伸縮振動區(qū)，通常稱為“氫鍵區(qū)”。OH、NH、CH、SH等基團的伸縮振動都出現(xiàn)在這一區(qū)域中。

2500~2000cm-1，叁鍵和累積雙鍵區(qū)。各種叁鍵基團如C≡C、C≡N以及累積雙鍵如C=C=C、N=C=O(異腈酸酯)的伸縮振動都落在此區(qū)域中。

2000~1500cm-1，雙鍵區(qū)。各種雙鍵基團，如C=C、C=O、C=N、C=S、N=O以及苯基的伸縮振動都在這一頻率范圍。C、影響基團吸收位置的因素：很復雜1）對同一化合物，氣態(tài)在高波數(shù)區(qū)，液態(tài)或固態(tài)在低波數(shù)區(qū)。例如：丙酮的羰基伸縮振動吸收，氣態(tài)時1738cm-1

液態(tài)時1715cm-1

2）分子的內部結構也有影響。羰基伸縮振動1730cm-11800cm-11700~1640cm-13）共軛體系：C=CC=O1647cm-1

1720cm-11627cm-11685cm-14）分子內氫鍵締合，譜帶變寬。三、各類有機化合物的特征吸收簡介（見表9-2）1、烷烴甲基環(huán)己烷的紅外光譜圖C-H伸縮振動＜3000cm-1

C-H彎曲振動3、芳烴乙苯的紅外光譜圖苯環(huán)的=C-H伸縮振動烷基-C-H伸縮振動苯環(huán)的骨架振動1600~1450cm-1C-H彎曲振動4、醇和酚1-己醇的紅外光譜締合O-H伸縮振動3400~3200cm-1

-C-H伸縮振動締合O-H伸縮振動苯酚的紅外光譜圖苯環(huán)的骨架振動苯環(huán)的=C-H伸縮振動