紅外波譜學(xué)1教材

授課人：

吳娜AnnaWu授課地點(diǎn)：理樓206授課時(shí)間：每周五14:30-16:50郵箱：wuna07@紅外光譜1教學(xué)大綱了解雙原子分子振動(dòng)的諧振子模型：Hoocke定律，力常數(shù)公式。掌握紅外光譜吸收峰位，峰強(qiáng)的因素。掌握各種官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)區(qū)。2教學(xué)大綱了解雙原子分子振動(dòng)的諧振子模型：Hoocke定律，力常數(shù)公式。掌握紅外光譜吸收峰位，峰強(qiáng)的因素。掌握各種官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)區(qū)。3紅外光區(qū)域E分子=E電子+E移+E振

+E轉(zhuǎn)1）近紅外區(qū)：12500~4000cm-1(0.8~2.5m):O-H、N-H、C-H鍵。2）中紅外區(qū)：4000~400cm-1(2.5~25m):大部分有機(jī)化合物的振動(dòng)基頻。3）遠(yuǎn)紅外區(qū)：400~25cm-1(25~1000m):轉(zhuǎn)動(dòng)光譜以及重原子成鍵的振動(dòng)等。4波長(zhǎng)和波數(shù)電磁波的波長(zhǎng)（

）、頻率（v）、能量（E）之間的關(guān)系5紅外光譜表示方法橫坐標(biāo)：波數(shù)()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越小，吸收越好，曲線低谷表示是一個(gè)好的吸收帶。I：透過光的強(qiáng)度I0：入射光的強(qiáng)度6單一粒子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)于A-H(A=C、N、O)鍵的伸縮振動(dòng)k—化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-17雙原子分子的伸縮振動(dòng)k—化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-1μ—折合質(zhì)量，單位為g8結(jié)論化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大，原子的折合質(zhì)量越小，振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)。9力常數(shù)K化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)（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≡C0.116836.815.62100～260010力常數(shù)Kk值對(duì)單鍵而言，k一般為5×105dyn/cm對(duì)雙鍵而言，k一般為10×105dyn/cm對(duì)三鍵而言，k一般為15×105dyn/cm11分子振動(dòng)類型－伸縮振動(dòng)12分子振動(dòng)類型－彎曲振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的頻率大于對(duì)稱伸縮振動(dòng)的頻率；伸縮振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于彎曲振動(dòng)的頻率；面內(nèi)彎曲振動(dòng)的頻率大于面外彎曲振動(dòng)的頻率。

vas＞vs＞＞δ面內(nèi)＞δ面外13分子其他振動(dòng)類型轉(zhuǎn)動(dòng)平動(dòng)14教學(xué)大綱了解雙原子分子振動(dòng)的諧振子模型：Hoocke定律，力常數(shù)公式。掌握紅外光譜吸收峰位，峰強(qiáng)的因素。掌握各種官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)區(qū)。15決定峰強(qiáng)的因素原子的電負(fù)性vc=o>

vc=c;vO-H>vC-H>vC-C振動(dòng)類型vas＞vs＞＞δ面內(nèi)＞δ面外分子對(duì)稱性：有否偶極矩16偶極矩例子17影響峰位的因素-誘導(dǎo)效應(yīng)inductiveeffect18影響峰位的因素-共軛效應(yīng)conjugativeeffect19影響峰位的因素-共軛效應(yīng)CH3C≡N(CH3)2C=CH-C≡N2255222117301690166320共軛與誘導(dǎo)效應(yīng)共存時(shí)21共軛與誘導(dǎo)效應(yīng)共存時(shí)例1：如羰基的伸縮振動(dòng)頻率受苯環(huán)和烯鍵兩種給電子共軛基團(tuán)的影響而下降。化合物CH3-CO-CH3CH3-CH=CH-CO-CH3Ph-CO-PhυC=O(cm-1)171516771665例2：化合物R-CO-CR’R-CO-O-R’R-CO-NR’R”υC=O(cm-1)~1715~17351630~1690-I>+C-I<+C例3：下列化合物的υC=O

Ph-CHOp-(CH3)2N-PhCHO；Ph-CO-CH3p-NO2-Ph-CO-CH316901663；1693170022空間效應(yīng)-場(chǎng)效應(yīng)υC=O(cm-1)17551742172823空間效應(yīng)－空間位阻空阻降低了共軛程度，向高頻移動(dòng)24空間效應(yīng)－空間位阻例子25空間效應(yīng)－跨環(huán)效應(yīng)32.9553kcal/mol24.2875kcal/mol26空間效應(yīng)-環(huán)張力27影響峰位的因素－氫鍵分子內(nèi)氫鍵：使譜帶大幅度向低頻方向移動(dòng)。28正丁醇羥基的伸縮振動(dòng)(溶劑氯苯)

醇、酚、胺、羧酸類因存在分子間氫鍵，使得吸收峰向低波數(shù)移動(dòng)，峰型變寬，吸收強(qiáng)度加強(qiáng)。(a)1.4%

(b)3.4%

(c)7.1%

(d)14.3%正丁醇羥基的伸縮振動(dòng)吸收位置（氯苯中）29氫鍵引起的互變異構(gòu)30振動(dòng)偶合效應(yīng)31的紅外光譜

振動(dòng)偶合效應(yīng)32教學(xué)大綱了解雙原子分子振動(dòng)的諧振子模型：Hoocke定律，力常數(shù)公式。掌握紅外光譜吸收峰位，峰強(qiáng)的因素。掌握各種官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)區(qū)。33紅外光譜的重要吸收區(qū)段34例135(B)(C)36例237O-H,N-H伸縮振動(dòng)區(qū)38O-H,N-H伸縮振動(dòng)區(qū)

1-辛醇的紅外光譜圖

OH在3338cm-1

,C-O在1059cm-139O-H,N-H伸縮振動(dòng)區(qū)苯酚的紅外光譜圖

OH在3229cm-1，是一寬峰；

OH在1372cm-1，

C-O在1234cm-1

40O-H,N-H伸縮振動(dòng)區(qū)順式1，2-環(huán)戊二醇的CCl4稀溶液，在3000~3700cm-1有幾個(gè)峰？3620及3455cm-1A與B兩個(gè)化合物在3000~3700cm-1有何不同？41不飽和烴和芳烴C-H伸縮振動(dòng)421-己烯的紅外光譜1642cm-1是

C=C，910cm-1

=CH2，993cm-1是

=CH，1821cm-1的小峰為910cm-1的倍頻。

=CH在3080cm-1。4344紅外吸收光譜

C=C在1666cm-1。3033cm-1為

=CH，小于3000cm-1那一組峰為

CH。1384和1373cm-1是偕二甲基。1460cm-1吸收為甲基和亞甲基的。45飽和烴C-H和醛基C-H伸縮振動(dòng)區(qū)46飽和烴C-H庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖47苯甲醛的紅外光譜2820、2738cm-1為醛基的C-H伸縮振動(dòng)，1703cm-1是

C=O48三鍵對(duì)稱伸縮區(qū)

C

C與

C=C類似，強(qiáng)度隨分子對(duì)稱性及共軛情況的不同而變化。分子有中心對(duì)稱時(shí)，

C

C看不到。49501-己炔的紅外光譜51羰基的伸縮振動(dòng)區(qū)52羰基的IR吸收例題533－戊酮的紅外光譜54在苯乙酮中羰基因?yàn)榕c苯環(huán)共軛，所以

C=O在1680cm-1。苯乙酮的紅外光譜55苯甲醛的紅外光譜2820、2738cm-1為醛基的C-H伸縮振動(dòng)，1703cm-1是

C=O56苯甲酸的紅外光譜2500