红外光谱与拉曼光谱.ppt

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1、第6章红外光谱与拉曼光谱6.1红外光谱的基本原理6.2红外光谱与分子结构6.3红外光谱的测量6.4红外光谱解析6.5拉曼光谱你知道什么有机物名称及分子式？（请六人一组，写出尽可能多的有机物名字和分子式）目前人类已知的有机物达8000多万种烷烃，烯烃，炔烃，环烷烃，芳香烃，杂环化合物，醇，芳香醇，酚，醚，醛，羧酸，羧酸衍生物（酰卤，酰胺，酸酐），酯，胺，腈，氨基酸，肽，蛋白质，糖类…C的不同形态?思考1：不同分子，不同形态本质的不同？电子数目？元素种类？原子与原子之间链接方式？思考2：红外光谱和Raman光谱的基本原理？画图解释6.1红外

2、光谱的基本原理1800年，英国天文学家赫歇尔首次发现红外光来源于分子振动能级间的跃迁振-转光谱：振动能级间的跃迁通常会伴随转动能级红外光谱已经成为物质鉴别、化合物结构分析的主要手段6.1.1红外光谱概述聚苯乙烯薄膜的红外吸收光谱红外光谱波段的划分THz的频率、波长、波数？与物质的什么运动相关？Teraherzspectrum1THz:4meV,0.1-10THz，远红外和微波之间半导体激子束缚能，光学声子，超导能隙，磁场作用下Landau能级间隔，生物大分子振动能级，凝聚态和液体中载流子的响应6.1.2振动频率(1)分子振动能级(2)振

3、动选律：相邻振动能级之间的跃迁是允许的(3)振动基频(4)非简谐振动下，能级跃迁可以为即倍频或合频也是允许的键力常数，与原子间的作用力大小相关n=0时，振动能？双原子分子振动能级的能量是量子化的，双原子分子振动在n=0时能量最低，即在绝对零度时，振动能量为1/2hν，该能量也被称为零点能。零点能的存在表明即使在绝对零度的条件下，分子还是不断地进行振动。当入射红外线的能量与振动能级差相同时，分子吸收红外线跃迁到高能级6.1.3分子振动方式振动频率大小弯曲振动伸缩振动键BA6.1.3分子振动方式(Cont.)N个原子的分子，分子振动模式数？

4、6.1.4振动选律（红外活性）引起电偶极距发生变化的振动才能产生红外吸收何谓电偶极距？空间中的两个电荷分子中电荷分布不均匀分子键中振动引起电偶极距的变化6.1.5红外吸收强度根据摩尔吸光系数划分相比紫外-可见吸收强度要小很多吸收强度与偶极矩变化幅度相关，偶极矩变化越大，吸收强度越大6.2红外光谱与分子结构6.2.1功能团的红外特征吸收频率功能团区4000~1300cm-1含氢官能团，双键或三键官能团指纹区1300~600cm-1不含氢单键，弯曲振动（1）X-H（X为C,N,O,S等）伸缩振动区4000~2500cm-1OH3600~25

5、00cm-1游离羟基，3600cm-1附近，中等强度尖峰，氢键→低波数，宽且强羧酸羟基，3600cm-1~2500cm-1，宽而强的峰水分子OH键，3300cm-1附近CH3000cm-1附近饱和CH（环除外）<3000cm-1，不饱和CH>3000cm-1，三键的CH峰在约3300cm-1处，双键和苯环的CH峰在3100~3010cm-1甲基CH3，特征吸收峰2962cm-1和2872cm-1亚甲基CH2，2926cm-1和2853cm-1NH3500~3300cm-1中等强度的尖峰伯氨基(2个NH键)，2个吸收峰；仲氨基，1个吸收峰

6、；叔氨基，无（2）三键和累积双键伸缩振动区2500~2000cm-1C≡C，2280~2100cm-1，强度较弱C≡N，2260~2240cm-1，强度中等累积双键有丙二烯类（-C=C=C-）、烯酮类（-C=C=O）、异氰酸脂类（-N=C=O）等二氧化碳（O=C=O），2350cm-1附近，弱吸收带一些XH伸缩振动，当X的原子质量较大时，比如：B、P、Si等，也会出现在该区（3）双键伸缩振动区2000~1500cm-1羰基C=O伸缩振动，1760~1690cm-1，强吸收峰芳香族化合物的C=C伸缩振动（环的骨架振动），1600~1585

7、cm-1和1500~1400cm-1烯烃化合物C=C伸缩振动，1667~1640cm-1，中等强度或弱吸收峰（4）CH弯曲振动区1500~1300cm-1甲基CH3，1375cm-1和1450cm-1，后者一般会与亚甲基CH2的剪式弯曲振动峰（1465cm-1）重合在一起连在同一个碳原子上的多个甲基异丙基(CH3)2CH-，1385~1380cm-1和1370~1365cm-1，强度相当的峰叔丁基(CH3)3C-，1395~1385cm-1和1370cm-1，后者强度大于前者（5）单键伸缩振动区1300~910cm-1C-O单键伸缩振动

8、，1300~1050cm-1醇、酚、醚、羧酸、酯等，强吸收峰醇，1100~1050cm-1酚，1250~1100cm-1酯，1240~1160cm-1和1160~1050cm-1C-C和C-X（卤素）伸缩振