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IRspectra紅外光譜演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)IRspectra紅外光譜目前二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生:振-轉(zhuǎn)光譜一、概述目前三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)紅外光譜圖:縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度,橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)λ(μm)和波數(shù)1/λ

單位:cm-1可以用峰數(shù),峰位,峰形,峰強(qiáng)來(lái)描述。應(yīng)用:有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析。定性:基團(tuán)的特征吸收頻率;定量:特征峰的強(qiáng)度;二、紅外光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)目前五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.紅外光譜產(chǎn)生的條件

滿足兩個(gè)條件:

(1)輻射應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量;

(2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用。

對(duì)稱分子:沒(méi)有偶極矩,輻射不能引起共振,無(wú)紅外活性。如:N2、O2、Cl2

等。

非對(duì)稱分子:有偶極矩,紅外活性。偶極子在交變電場(chǎng)中的作用示意圖目前六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.分子振動(dòng)方程式分子的振動(dòng)能級(jí)(量子化):

E振=(V+1/2)hV:化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率;

:振動(dòng)量子數(shù)。(1)雙原子分子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)及其頻率化學(xué)鍵的振動(dòng)類似于連接兩個(gè)小球的彈簧目前七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)分子振動(dòng)方程式任意兩個(gè)相鄰的能級(jí)間的能量差為:K化學(xué)鍵的力常數(shù),與鍵能和鍵長(zhǎng)有關(guān),

為雙原子的折合質(zhì)量

=m1m2/(m1+m2)發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù),即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。目前八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)表某些鍵的伸縮力常數(shù)(毫達(dá)因/埃)鍵類型:—CC—>—C=C—>—C—C—力常數(shù):15179.59.94.55.6峰位:4.5m6.0m7.0m化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)(即鍵的力常數(shù)K越大)原子折合質(zhì)量越小,化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。目前九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)

例題:由表中查知C=C鍵的k=9.59.9,令其為9.6,計(jì)算波數(shù)值正己烯中C=C鍵伸縮振動(dòng)頻率實(shí)測(cè)值為1652cm-1目前十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式1.兩類基本振動(dòng)形式伸縮振動(dòng)亞甲基:變形振動(dòng)亞甲基目前十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)例1水分子2.峰位、峰數(shù)與峰強(qiáng)(1)峰位化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大,原子折合質(zhì)量越小,鍵的振動(dòng)頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)(短波長(zhǎng)區(qū));反之,出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)(高波長(zhǎng)區(qū))。(2)峰數(shù)峰數(shù)與分子自由度有關(guān)。無(wú)瞬間偶基距變化時(shí),無(wú)紅外吸收。目前十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)例2CO2分子(4)由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài),產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的吸收峰,基頻峰;(5)由基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài),產(chǎn)生一個(gè)弱的吸收峰,倍頻峰;(3)瞬間偶基距變化大,吸收峰強(qiáng);鍵兩端原子電負(fù)性相差越大(極性越大),吸收峰越強(qiáng);目前十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)

1.內(nèi)部因素(1)電子效應(yīng)a.誘導(dǎo)效應(yīng):吸電子基團(tuán)使吸收峰向高頻方向移動(dòng)(蘭移)四、影響峰位變化的因素

化學(xué)鍵的振動(dòng)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。各種化合物中相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上。R-CORC=01715cm-1;R-COHC=01730cm-1

;R-COClC=01800cm-1;R-COFC=01920cm-1;F-COFC=01920cm-1;R-CONH2

C=01928cm-1;目前十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)b.共軛效應(yīng)cm-1cm-1cm-1cm-1規(guī)律:目前十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)CHCHCHCH1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-1(2)空間效應(yīng)

場(chǎng)效應(yīng);空間位阻;環(huán)張力CH3060-3030cm-12900-2800cm-12222目前十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.氫鍵效應(yīng)

氫鍵(分子內(nèi)氫鍵;分子間氫鍵):對(duì)峰位,峰強(qiáng)產(chǎn)生極明顯影響,使伸縮振動(dòng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)。目前十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)一、儀器類型與結(jié)構(gòu)二、制樣方法三、聯(lián)用技術(shù)第二節(jié)

紅外分光光度計(jì)目前十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)一、儀器類型與結(jié)構(gòu)兩種類型:色散型干涉型(付立葉變換紅外光譜儀)目前十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)Nicolet公司的AVATAR360FT-IR目前二十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)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(cè)器顯示器繪圖儀計(jì)算機(jī)干涉圖光譜圖FTS目前二十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖目前二十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)邁克爾干涉儀工作原理圖目前二十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、制樣方法1)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薄膜法目前二十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、聯(lián)用技術(shù)GC/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)分析目前二十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)表6.2紅外光譜測(cè)定常用的溶劑溶劑名稱可用區(qū)域(cm-1)不可用區(qū)域(cm-1)二硫化碳四氯化碳CS2CCl4600-1400,1600-2100,2100-4000850-40001400-1600,2100-2200700-850氯仿CHCl3600-820,1175-1250820-1175,1250-4000二氯化碳CH2Cl2600-820,1200-1300820-1200,1300-4000二甲亞砜CH3SOCH3600-900,1100-4000900-1100目前二十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)第三節(jié)各類基團(tuán)的特征吸收頻率有機(jī)物的紅外光譜能夠提供豐富的結(jié)構(gòu)信息,它們一般都有數(shù)十個(gè)吸收峰。顯然,對(duì)每一個(gè)峰都能得到解釋是不可能的,只能對(duì)一些常見(jiàn)的有機(jī)基團(tuán),尤其是決定有機(jī)物種類的官能團(tuán)的紅外特征吸收給予解釋。經(jīng)過(guò)數(shù)十年對(duì)大量標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物紅外光譜測(cè)試分析,目前,對(duì)主要有機(jī)基團(tuán)的紅外特征吸收頻率已經(jīng)清楚(表6.3)。即不同種類的有機(jī)基團(tuán)有不同的紅外特征吸收。反之,根據(jù)紅外光譜測(cè)定得到的紅外吸收頻率可以推算出相應(yīng)的有機(jī)基團(tuán)。目前二十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)表6.3特征基團(tuán)紅外吸收頻率官能團(tuán)強(qiáng)度區(qū)域(cm-1)A.烴(1)C-H伸展a.烷烴b.單取代烯烴(乙烯基)順式雙取代烯烴反式雙取代烯烴同碳雙取代烯烴三取代烯烴c.炔烴d.芳環(huán)烴(2)芳環(huán)的取代類型(m-s)(m)(m)(m)(m)(m)(m)(s)(v)2962-28533040-30103095-30753040-30103040-30103095-30753040-3010~3300~3030五個(gè)相鄰的氫原子(v,s)~750(v,s)~700四個(gè)相鄰的氫原子(v,s)~750三個(gè)相鄰的氫原子(v,m)~780二個(gè)相鄰的氫原子(v,m)~830一個(gè)氫原子(v,w)~880目前二十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(3)C-C多鍵的伸展a.非共軛烯烴(v)1680-1620單取代烯烴(乙烯基)(m)~1645順式雙取代烯烴(m)~1658反式雙取代烯烴(m)~1675同碳雙取代烯烴(m)~1653三取代烯烴(m)~1669四取代烯烴(w)~1669雙烯(w)~1650(w)~1600b.單取代炔烴(m)2140-2100雙取代炔烴(v,m)2260-2190c.丙二烯(m)~1950(m)~1060目前二十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(m)~1060d.芳環(huán)烴(v)~1600(v)~1580(m)~1500(m)~1450B.羰基發(fā)色團(tuán)(1)酮的伸展振動(dòng)a.非環(huán)飽和的酮(s)1725-1705b.環(huán)狀飽和酮六元環(huán)(和六元以上環(huán))(s)1725-1705五元環(huán)(s)1750-1740四元環(huán)(s)~1775c.α,β-不飽和非環(huán)酮(s)1685-1665d.α,β-不飽和環(huán)酮六元環(huán)(和六元以上環(huán))(s)1685-1665五元環(huán)(s)1724-1708e.α,β,α’,β’-不飽和非環(huán)酮(s)1670-1663目前三十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)f.芳酮(Aryl)(s)1700-1680g.二芳酮(s)1670-1660h.α-二酮(Diaryl)(s)1730-1710i.β-二酮(s)1640-1540j.1,4-(苯)醌(s)1690-1660k.烯酮(s)~2150(2)醛a.羰基伸展振動(dòng)飽和的脂肪醛(s)1740-1720α,β,γ,δ-不飽和脂肪醛(s)1705-1680芳醛(s)1715-1695b,C-H伸展振動(dòng),雙峰(w)2900-2820(w)2775-2700目前三十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(3)酯的伸展振動(dòng)a.非環(huán)的飽和酯(s)1750-1735b.環(huán)狀飽和酯ο-內(nèi)酯(和大環(huán)的)(s)1750-1735γ-內(nèi)酯(s)1780-1760β-內(nèi)酯(s)~1820c.不飽和的乙烯酯型(s)1800-1770α,β-不飽和的芳基酯(s)1730-1717α,β-不飽和δ-內(nèi)酯(s)1730-1717α,β-不飽和γ-內(nèi)酯(s)1760-1740β,γ-不飽和γ-內(nèi)酯(s)-1880d.α-酮酯(s)1755-1740e.β-酮酯(烯醇式的)(s)-1650目前三十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)f.碳酸酯(s)1780-1740(4)羧酸a.羰基伸展振動(dòng)飽和脂肪酸(s)1725-1700α,β-不飽和脂肪酸(s)1715-1690芳香酸(s)1700-1680b.羥基伸展(束縛的)幾個(gè)峰(w)2700-2500c.羧酸負(fù)離子的振動(dòng)(s)1610-1550(s)1400-1300(5)酸酐的伸展振動(dòng)a.非環(huán)飽和酸酐(s)1850-1800(s)1790-1740b.非環(huán)的α,β-不飽和與芳基的酸酐(s)1830-1780(s)1770-1720c.飽和五元環(huán)酸酐(s)1870-1820(s)1800-1750d.α,β-不飽和五元環(huán)酸酐(s)1850-1800(s)1830-1780目前三十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(6)酰鹵的伸展振動(dòng)a.酰氟化合物(s)~1850b.酰氯化合物(s)~1795c.酰溴化合物(s)~1810d.α,β-不飽和的與芳基酰鹵(s)1780-1750(m)1750-1720e.COF2(s)~1928f.COCl2(s)~1828g.COBr2(s)~1828目前三十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(7)酰胺a.羰基伸展振動(dòng)一級(jí),固體和濃縮液(s)~1650一級(jí),稀溶液(s)~1690二級(jí),固體和濃縮液(s)1680-1630二級(jí),稀溶液(s)1700-1670三級(jí),固體和溶液(s)1670-1630δ-環(huán)內(nèi)酰胺,稀溶液(s)~1680γ-環(huán)內(nèi)酰胺,稀溶液(s)~1700γ-環(huán)內(nèi)酰胺,稠合在另一環(huán)上,稀溶液(s)1750-1700β-環(huán)內(nèi)酰胺,稀溶液(s)1760-1730β-環(huán)內(nèi)酰胺,稠合在另一環(huán)上,稀溶液(s)1780-1770非環(huán)脲(s)~1660環(huán)脲,六元環(huán)(s)~1640環(huán)脲,五元環(huán)(s)~1720亞胺酯(s)1740-1690非環(huán)亞胺(s)~1710(s)~1700目前三十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(s)~1700環(huán)亞胺,(六元環(huán))(s)~1710(s)~1700α,β-不飽和環(huán)亞胺(六元環(huán))(s)~1730(s)~1670環(huán)亞胺(五元環(huán))(s)~1770(s)~1700α,β-不飽和五元環(huán)亞胺(s)~1790(s)~1710b.N-H伸展振動(dòng)一級(jí),自由的N-H,雙峰(m)~3500(m)~3400一級(jí),束縛的N-H,雙峰(m)~3350(m)~3180二級(jí),自由的N-H,單峰(m)~3430二級(jí),束縛的N-H,單峰(m)3320-3140c.N-H彎曲振動(dòng)一級(jí)酰胺,稀溶液(s)1620-1590二級(jí)酰胺,稀溶液(s)1550-1510目前三十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)C.其它基團(tuán)(1)醇和酚a.O-H伸展振動(dòng)自由的O-H(v,sh)3650-3590分子間氫鍵(隨稀釋作用改變)單橋化合物(v,sh)3550-3450聚合的聯(lián)接(s,b)3400-3200分子內(nèi)氫鍵(隨稀釋作用無(wú)變化)單橋化合物(v,sh)3570-3450螯合化合物(w,b)3200-2500目前三十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)胺a.N-H伸展振動(dòng)一級(jí),自由的N-H;雙峰(m)~3500(m)~3400二級(jí),自由的N-H單峰(m)3500-3310亞胺,;(=N-H);單峰(m)3400-3300銨鹽(m)3130-3030b.N-H彎曲振動(dòng)一級(jí)(s-m)1650-1590二級(jí)(w)1650-1550銨鹽(s)1600-1575(s)~1500(3)不變化氮化合物a.C≡N伸展振動(dòng)烷腈(m)2260-2240目前三十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)α,β-不飽和烷腈(m)2235-2215芳腈(m)2240-2220異氰酸酯(m)2275-2240異腈化合物(m)2220-2070b.>C=N-伸展振動(dòng)(亞胺、肟)烷基化合物(v)1690-1640α,β-不飽和化合物(v)1660-1630c.-N=N-伸展振動(dòng)偶氮化合物(v)1630-1575d.-N=C=N伸展振動(dòng)二亞酰胺(s)2155-2130e.-N3伸展振動(dòng),疊氮化物(s)2160-2120(w)1340-1180f.C-NO2,硝基化合物芳香族的(s)1570-1500(s)1370-1300脂肪族的(s)1570-1550(s)1380-1370目前三十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)(5)硫化物a.S-H伸展振動(dòng)(w)2600-2550b.C=S伸展振動(dòng)(s)1200-1050c.S=O伸展振動(dòng)硫氧化物(s)1070-1030砜(s)1160-1140(s)1350-1300縮寫:s=強(qiáng),m=中等,w=弱,v=可變,b=寬,sh=銳,~=大約。目前四十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)表8.4常見(jiàn)有機(jī)官能團(tuán)的特征吸收頻率官能團(tuán)特征吸收頻率(cm-1)吸收強(qiáng)度O-H3200-3600m-sN-H3300-3500mC-H(叁鍵碳上)3300m-sC-H(雙鍵碳上)3020-3080mC-H(苯環(huán)碳上)3000-3100m-sC-H(飽和碳上)2800-3000m-sC-H(醛基碳上)2700-2800mS-H2500-2600sC≡N1900-2300mC≡C1900-2300mC=C=C1900-2300m目前四十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)C=C=O1900-2300mN=C=O1900-2300mC=O1660-1800sC=C(含苯環(huán)雙鍵)1550-1680m-s目前四十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)第四節(jié)紅外光譜圖譜解析紅外光譜譜圖較復(fù)雜,完全解析不是一件很容易的事,只能是對(duì)其主要的特征基團(tuán)的吸收進(jìn)行分析判斷。因此,紅外光譜的主要價(jià)值在于推斷有機(jī)物分子中的官能團(tuán),并由官能團(tuán)判斷出所測(cè)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)類型。紅外光譜的解析主要依據(jù)吸收峰的位置,即吸收頻率波數(shù)的大小、吸收峰的強(qiáng)度和峰形,其中吸收頻率波數(shù)的大小是最主要的依據(jù)目前四十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)一.飽和O-H,N-H,C-H和S-H官能團(tuán)

這些官能團(tuán)構(gòu)成有機(jī)物的醇、酚、胺、硫醇和酚、羧酸,烴類化合物,它們的紅外伸展振動(dòng)頻率在2500-4000cm-1。O-H的波數(shù)最高,游離態(tài)的羥基波數(shù)達(dá)3600cm-1,且峰形尖銳。許多羥基有機(jī)物會(huì)形成氫鍵締合物,導(dǎo)致波數(shù)降低,吸收峰形變寬。一般的醇和酚在3200-3600cm-1之間會(huì)有紅外特征吸收.羧酸由于強(qiáng)烈的氫鍵締合,O-H吸收峰波數(shù)會(huì)降到3000cm-1以下,二聚體吸收峰在2500~2700cm-1,形成寬大的吸收峰形。值得一提,水的O-H在3300cm-1附近也要產(chǎn)生吸收,因而紅外樣品測(cè)試要盡可能排除水的干擾。S-H是硫醇或酚類的特征官能團(tuán),因含硫有機(jī)物并不多,而且S-H的紅外吸收在2500-2600cm-1之間,該紅外區(qū)域幾乎沒(méi)有其它有機(jī)基團(tuán)的吸收,因而非常特征。紅外光譜譜圖在2500-2800cm-1有強(qiáng)吸收,幾乎可以立即判斷是S-H吸收。目前四十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)N-H的波數(shù)略低于O-H,在3300-3500cm-1范圍,N-H也能形成氫鍵締合物,而使波數(shù)降低到3200cm-1附近,但N-H的氫鍵弱于OH,而且N原子上可以連有兩個(gè)H。這樣,和OH只形成單吸收峰不同的是,N-H吸收峰的數(shù)目與N原子上取代基多少有關(guān)。對(duì)于-NH2則有兩個(gè)吸收峰,-NHR則只有一個(gè)吸收峰,而-NR2由于氫被全部取代,N-H鍵已不存在,則3300-3500cm-1范圍無(wú)紅外吸收。因此,根據(jù)胺類(包括酰胺類)有機(jī)物的這一特征吸收峰差異,可以用紅外光譜區(qū)分它們是N原子單取代還是雙取代。目前四十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)C-HC-H的波數(shù)在2700-3300cm-1,跨度很大,幾乎所有的有機(jī)物都存在C-H鍵,因而任一有機(jī)物在這一波數(shù)范圍都有吸收。如果此范圍無(wú)吸收,則可以排除所測(cè)物質(zhì)是有機(jī)物的可能性。我們已經(jīng)知道:構(gòu)成C-H鍵的烴類有飽和、雙鍵、叁鍵和苯環(huán)四類,這四類C-H鍵的紅外振動(dòng)頻率是有差異的,這樣根據(jù)波數(shù)不同可以區(qū)別它們。C≡C-H叁鍵(炔)C-H振動(dòng)頻率3300cm-1C=C-H雙鍵(烯)C-H振動(dòng)頻率3100cm-1

苯環(huán)C-H振動(dòng)頻率3010-3050cm-1C-C-H單鍵(烷)C-H振動(dòng)頻率<3000cm-1—CHOC-H振動(dòng)頻率兩個(gè)弱峰2800~2900,2700~2775cm-1.不飽和C-H振動(dòng)頻率要大于飽和的C-H振動(dòng)頻率,尤其是叁鍵炔的C-H振動(dòng)波數(shù)已達(dá)到3300cm-1,因而容易用紅外光譜判斷。因大多數(shù)有機(jī)物都含有飽和C-H鍵,因而用紅外光譜判斷C-H沒(méi)有太大意義。烯烴和苯環(huán)的C-H鍵紅外吸收峰強(qiáng)度低,除非在高分辨率紅外光譜儀和特定的條件下,一般不用紅外光譜來(lái)判斷它們。目前四十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)紅外光譜圖的3000-4000cm-1波數(shù)是非常重要的區(qū)域,其吸收峰的位置、形狀和強(qiáng)度可以提供重要的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)信息。而2800-3000cm-1是飽和C-H鍵的特征吸收,此區(qū)域是否有紅外吸收成為區(qū)分無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的標(biāo)志

目前四十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)壬醇的紅外光譜為長(zhǎng)鏈烷基醇的紅外光譜圖,在3355cm-1處有O-H的伸縮振動(dòng)。因氫鍵作用,該紅外吸收峰不僅波數(shù)降低,而且吸收峰寬大。2800-3000cm-1有飽和C-H鍵的特征伸縮振動(dòng)。目前四十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)苯酚的紅外光譜由于氫鍵作用,酚羥基OH的波數(shù)也在3333cm-1,峰形更加寬大。由于苯酚含有苯的C-H振動(dòng),因而在3045cm-1也有特征吸收峰目前四十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)

庚酸的紅外光譜由于羧酸強(qiáng)烈的氫鍵締合,O-H伸縮振動(dòng)波數(shù)降至3050cm-1,峰形比醇和醇還要寬大。只要在3000cm-1波數(shù)附近出現(xiàn)如圖所示的大而寬的峰形,就可以判斷是羧酸類有機(jī)物。目前五十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)辛胺的紅外光譜由于胺基N原子上有兩個(gè)H,因而在3290cm-1和3365cm-1分別有兩個(gè)N-H鍵的吸收峰,2850-2910cm-1是飽和C-H鍵的吸收峰。目前五十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)α–芐基硫醇的紅外光譜該化合物不含有O-H和N-H,因而在3200cm-1以上無(wú)紅外吸收。3030,3060和3085cm-1是苯C-H鍵的特征吸收,而2930cm-1是飽和C-H鍵的吸收,S-H伸縮振動(dòng)遠(yuǎn)比O-H和N-H小,在2565cm-1。目前五十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)二.不飽和叁鍵或多重雙鍵官能團(tuán)(X≡Y或X=Y(jié)=Z)這類官能團(tuán)構(gòu)成有機(jī)化合物的炔、腈和偶氮等類。它們的紅外特征吸收頻率在1900-2300cm-1范圍,這一范圍的紅外光譜圖比較簡(jiǎn)單,大多數(shù)情況下是無(wú)吸收峰,一旦出現(xiàn)吸收,可以很快判斷是這類有機(jī)物。目前五十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)表8.5各類重鍵有機(jī)物的紅外特征頻率化合物類型吸收峰位置(cm-1)*M-C≡O(shè)1700-2200R-C≡C-R0R-C≡C-R’2100-2260R-N=C=S2120-2200R2-C=C=O2150R-N=N-R2130-2150R-N=C=O2250-2275R-C≡N2240-2260O=C=O2349*M表示金屬原子目前五十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)對(duì)于C≡C炔類有機(jī)物,若是分子對(duì)稱的,則C≡C重鍵的伸縮振動(dòng)被抵消,沒(méi)有紅外吸收峰出現(xiàn),只有在拉曼光譜才能測(cè)定對(duì)稱C≡C(含C=C)重鍵的峰。另外CO2在2349cm-1有特征吸收,紅外光譜測(cè)定和圖譜解析時(shí)需要排除空氣中的CO2的干擾。M-C≡O(shè)是金屬有機(jī)物的一大類,相當(dāng)于一氧化碳,它們的紅外特征吸收峰也在此區(qū)間。紅外光譜圖1900-2300cm-1區(qū)間很重要,任一吸收峰都應(yīng)注意,它們能提供特殊的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)信息。圖8.3所示的是這類結(jié)構(gòu)典型有機(jī)物的紅外光譜圖。目前五十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)己炔-1的紅外光譜3268cm-1是炔C-H伸縮振動(dòng)的特征吸收。2941和2857cm-1兩個(gè)吸收峰是飽和C-H伸縮振動(dòng),而2110cm-1就是碳碳叁鍵C≡C的特征吸收,從圖也可以看出在2000cm-1波數(shù)附近,除C≡C特征吸收外,無(wú)其它紅外吸收峰,所以這類結(jié)構(gòu)的紅外吸收峰非常容易分辨。目前五十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)鄰-芐基氰的紅外光譜3025和3070cm-1是苯C-H鍵伸縮振動(dòng)。而2860cm-1和2910cm-1是甲基的C-H吸收,2210cm-1是腈基C≡N的特征振動(dòng)頻率。目前五十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)

異硫氰酸甲酯的紅外光譜圖2870-2910cm-1是甲基的C-H振動(dòng)吸收,而2100-2200cm-1是異硫氰基團(tuán)的特征伸縮振動(dòng)吸收。目前五十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)三.不飽和碳氧和碳碳雙鍵官能團(tuán)(C=O和C=C)碳氧雙鍵C=O稱作羰基,構(gòu)成醛、酮和羧酸及其衍生物幾類有機(jī)物。羰基的紅外吸收波數(shù)和強(qiáng)度非常特征,因而紅外光譜對(duì)羰基的判斷非常有價(jià)值。羰基吸收峰的位置在1660-1800cm-1范圍,羰基紅外吸收的位置受其在有機(jī)分子中的共軛效應(yīng)、電子效應(yīng)和空間位阻的影響。這樣,根據(jù)羰基紅外吸收峰波數(shù)的大小可以推斷與羰基相鄰的其它基團(tuán)。目前五十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)正常的羰基吸收頻率在1710-1720cm-1,如丙酮的羰基紅外吸收峰在1710cm-1,但有機(jī)分子中的羰基和鄰近的基團(tuán)形成共軛體系,則羰基的這一特征吸收峰波數(shù)會(huì)降低。相反,若羰基鄰近有吸電子基團(tuán),則羰基的特征吸收波數(shù)則增加。同樣,若羰基鄰近基團(tuán)成六員一下環(huán),則羰基的特征吸收波數(shù)也增加。目前六十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)1710cm-11686cm-1(雙鍵與1686cm-1(苯環(huán)與羰基共軛,波數(shù)降低)羰基共軛,波數(shù)降低)1850cm-11795cm-11810cm-1羰基被吸電子的鹵素作用,極性增強(qiáng),波數(shù)增加目前六十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)1710cm-11740cm-11775cm-11800cm-1羰基鄰位基團(tuán)成六員以下環(huán),張力增大,波數(shù)也增大,七員以上環(huán)無(wú)張力,則羰基吸收波數(shù)仍在1710cm-1.A:1710cm-1B:1740cm-1目前六十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)

2866-2955cm-1是分子中甲基和亞甲基的C-H伸縮振動(dòng),羰基的強(qiáng)吸收在1725cm-1,接近正常的1710cm-1羰基吸收波數(shù)。戊酮-2的紅外光譜圖目前六十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)苯乙酮的紅外光譜圖2896-3050cm-1是分子中甲基和苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng),1683cm-1處的強(qiáng)吸收是羰基的特征峰。因羰基可與苯環(huán)共軛,波數(shù)比正常的1710cm-1要小目前六十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)乙酸苯酯的紅外光譜圖乙酸苯酯的紅外光譜圖2896-3040cm-1是分子中甲基和苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)。羰基的C=O伸縮振動(dòng)是1770cm-1,比正常的羰基紅外特征吸收峰波數(shù)要大。目前六十五頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)異丁酰胺的紅外光譜圖該化合物因含有胺基,因而在3170和3350cm-1處有兩個(gè)N-H伸縮振動(dòng),2960cm-1是甲基的C-H吸收,而羰基特征吸收在1640cm-1,比正常的1710cm-1要低,這是由于胺基的共軛效應(yīng)所致。目前六十六頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)C=C在不飽和雙鍵有機(jī)物中,除了碳氧雙鍵的羰基化合物外,還有一類最常見(jiàn)的碳碳雙鍵有機(jī)物,即烯類化合物。C=C鍵在紅外光譜中也有特征吸收,但強(qiáng)度和位置不如C=O特征。常規(guī)的C=C伸縮振動(dòng)的特征吸收在1620-1680cm-1范圍,苯環(huán)的三個(gè)雙鍵的紅外吸收在1500,1580和1600cm-1。吸收的強(qiáng)度一般在中等,很少能有像羰基那樣的強(qiáng)吸收,再加上分子結(jié)構(gòu)中其它基團(tuán)的影響,苯環(huán)和正常雙鍵的C=C伸縮振動(dòng)波數(shù)會(huì)降低到1400cm-1。這一波數(shù)已和指紋區(qū)接近,所以不易區(qū)分。最后,正如對(duì)稱的碳碳叁鍵炔類化合物一樣,對(duì)稱的碳碳雙鍵烯類化合物C=C伸縮振動(dòng)也會(huì)抵消,而看不到紅外特征吸收,必須借助拉曼光譜。目前六十七頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)癸烯-1的紅外光譜圖目前六十八頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)分子式為C7H9N的一種有機(jī)物的紅外光譜圖目前六十九頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)分子式為C8H8O的有機(jī)物的紅外光譜圖目前七十頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)分子式為C3H6O2有機(jī)物的紅外光譜圖目前七十一頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)丙酸酐的紅外光譜圖甲基和亞甲基的C-H伸縮振動(dòng)在2880,2950和2990cm-1。該化合物分子中含有兩個(gè)羰基,這樣也就有兩個(gè)羰基特征吸收峰,分別在1758和1825cm-1,而且這兩個(gè)吸收峰波數(shù)都比1710cm-1要大,這是由于兩個(gè)羰基的相互吸電子作用造成的目前七十二頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前七十三頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)在不飽和雙鍵有機(jī)物中,除了碳氧雙鍵的羰基化合物外,還有一類最常見(jiàn)的碳碳雙鍵有機(jī)物,即烯類化合物。C=C鍵在紅外光譜中也有特征吸收,但強(qiáng)度和位置不如C=O特征。常規(guī)的C=C伸縮振動(dòng)的特征吸收在1620-1680cm-1范圍,苯環(huán)的三個(gè)雙鍵的紅外吸收在1500,1580和1600cm-1。吸收的強(qiáng)度一般在中等,很少能有像羰基那樣的強(qiáng)吸收,再加上分子結(jié)構(gòu)中其它基團(tuán)的影響,苯環(huán)和正常雙鍵的C=C伸縮振動(dòng)波數(shù)會(huì)降低到1400cm-目前七十四頁(yè)\總數(shù)八十四頁(yè)\編于十四點(diǎn)圖6.5a是癸烯-1的紅外光譜圖。2853-3049cm-1均是分子中甲基、亞甲基和雙鍵的C-H伸縮振動(dòng),雙鍵C=C伸

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