红外光谱与分子结构

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1、第十章红外吸收光谱分析一、红外光谱的基团频率groupfrequencyinIR二、分子结构与吸收峰molecularstructureandabsorptionpeaks三、影响峰位移的因素factorsinfluencedpeakshift四、不饱和度degreeofunsaturation第三节红外光谱与分子结构infraredabsorptionspec-troscopy，IRinfraredspectroscopyandmolecularstructure2021/9/20第三节IR光谱与分子结构一、基团的特征频率groupfrequen

2、cyinIR与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键的振动频率——基团特征频率（特征峰）；例：28003000cm-1—CH3特征峰；16001850cm-1—C=O特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1酮—CH2—CO—O—1735cm-1酯—CH2—CO—NH—1680cm-1酰胺2021/9/201．内部因素（1）诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）二、影响基团特征频率的因素化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一

3、个固定频率上。R-CORC=01715cm-1;R-CHOC=01730cm-1；R-COClC=01802cm-1;R-COFC=01920cm-1;F-COFC=01928cm-1;2021/9/20(1)诱导效应常见取代基的电负性次序：F>OAr>Cl>OCH3>OR>Br>Ar>SAr>SR>H>CH3>R2021/9/20（2）．共轭效应cm-1cm-1cm-1cm-1R-CONH2C=01680cm-1;2021/9/20（3）空间效应CH3060-3030cm-12900-2800cm-1CHCHCHCH1576cm-1161

4、1cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222环张力（ringstrain）；空间位阻（stericinhibition）；2021/9/20HC1385cm-113700cm-1CH3CH3CH3δsC—C骨架振动1:11155cm-11170cm-1CCH3CH3CH31395cm-11365cm-11:21250cm-1(4)振动的偶合（vibrationalcoupling）当两个振动频率相同或相近的基团连接在同一个原子上时，其振动频率相互作用，其结果是分裂为两个峰，一个高于原频率，一个低于原

5、频率。2021/9/20酸酐的C=O双吸收峰：1820～1750cm-1，两个羰基振动偶合裂分；线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；2021/9/20衣糠酸酐2021/9/20丙酸酐的红外光谱图2021/9/20（5）氢键效应（hydrogenbonding）(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强，峰形产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动，弯曲振动向高波数方向移动，峰形变宽。cm-1cm-1cm-1cm-12021/9/20羧酸羧酸的C=O游离态1820～1750cm-1，氢键，二分子缔合体~1700cm-120

6、21/9/20衣糠酸2021/9/203515cm-10．01M0．1M0．25M1．0M3640cm-13350cm-1乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图2950cm-12895cm-1羟基受氢键的影响2021/9/202.外部因素（1）试样的状态对同一种物质，其吸收频率：气态>液态>固态（2）溶剂的极性（相当与氢键的影响）对同一种物质，其吸收频率：在非极性溶剂中>极性溶剂2021/9/20三、特征基团频率的划分常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000400cm-1依据谱带反映的信息，又将其分为(3)19001200cm-1双键伸缩振动区官能团

7、区4000-1200cm-1（functionalgroupregion）指纹区1200-400cm-1（fingerprintregion）便于记忆，依据基团的振动形式，又分为四个区：(1)40002500cm-1X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)25001900cm-1三键，累积双键伸缩振动区(4)1650400cm-1X—Y伸缩，X—H变形振动区2021/9/201．X—H伸缩振动区（40002500cm-1）（1）—O—H36503200cm-1确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大

8、时，发生缔合作用，峰形较宽。注意区分—NH伸缩振动：35003100cm-12021/9/2