《红外分光光度法》doc版

《《红外分光光度法》doc版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、红外分光光度法红外分光光度法§1概述UV光谱又称：电子光谱、振一转光谱一、定义：由分子的振动—转动能级跃迁产生的光谱为红外光谱。是以速光率T—σ或T—λ图来进行定性、定量分析方法。T-λ曲线，由于波长等距，曲线“前密后疏”使用较多的是T-σT-σ曲线，由于波数等距，曲线“前疏后密”使用较多的是T-σ二、IR与UV的区别：1、起源不同：UV是分子的价电子跃迁产生（电子光谱）IR是分子振-转能级跃迁产生（振-转光谱）2、适用范围：UV主要讨论芳香化合物、共轭、长共轭化合物，且限于溶液。IR：几乎所有的有机化合物，且用于固、液、气。3、特征性强：σ波数cm-1=0.76~2.5μm近红

2、外2.5~25μm中红外（中红外研究最为）4000~40025~500μm定红外红外主要用于定性、紫外主要用于定量。三、用途：定性、定量、定结构构型、取代基位置定结构：①官能量；②化学类别；③精细结构直链、支链§2基本原理IR：由峰位、峰形、峰强描述主要讨论：起源、峰位、峰形、峰强及其影响因素。一、振动能级和振动光谱讨论双原子分子。re-平衡位置时原子间距。将A、B两原子看作两个小球，化学键质量可忽略，则两个原子沿键轴方向的伸缩振动可近似为简谐振动，双原子分子视为谐振子。1、位能：U=r=re,U=0r>re,U>0r0由量子力学可推，分子振动的总能量：Ev=(V+1

3、7Ev=(V+)hυV=0,1,2……（振动量子数）由Hu克定律：F=-Kr，条件：弹簧伸长量不能太大。而由图15-4，V=0时，EV=hυ振幅小V=1时，EV=hυ……振幅增大当大到一定程度时，化学键断裂了，即分子离解了（达到了离解能）∴真实分子并不是谐振1、基频峰产生的重要条件V=0V=1由图15-4，振动能级是量子化的，分子只能吸收相当于两个能级差的光量子，才能发生跃迁。假定光子能量：EL=hυLΔE=E2-E1=(V2+)hυ-(V1+)hυ=Δvhυ当EL=ΔE时，即：υL=ΔVυ振动能级跃迁必要条件υL=υ基频峰产生必要条件。以上两式说明：红外光子频率恰好等于分子振动

4、频率的整数倍才可能发生跃迁。红外吸收的必要条件。一、振动形式：（一）伸缩振动：键长沿键轴方向周期性变化。υ（υS，υas）P104,表14-2（二）弯曲振动1、面向弯曲：β：δ—剪刀，ρ—摇摆2、面外弯曲：γ：W-摇摆乙-卷曲2、对称变形δS，不对称变形δasP105是不是所有的振动都产生吸收峰呢？我们先由计算得出其振动的自由度。（三）振动自由度：基本振动的数目为振动自由度要确定一个原子在空间的位置，要X、Y、Z三个自由度，若一个分子有几个原子，应有3n17个自由度。但分子作为一个整体有平动、转动、振动，而红外是由振动引起，故：振动自由度=分子自由度-转动自上度-平动自上度（中红

5、外区）=3N-转-33（非线性分子）或：振动自由度=3N-3-2（线性分子）=3N-6非线5线例：H2O非线性分子3×3-6=3振动形式三、基频峰与泛频峰1、基频峰：分子吸收红外辐射后，振动能级由基态V=O跃至激发态V=1所产生的吸收峰。∵ΔV=1∴υL=υoVo—基本振动频率是否所有基本振动都产生基频峰呢？例：CO2线性分子2349cm-1，667cm-1两个峰。原因：（1）简并：振动形式不同，但振动频率相同，产生简并。（2）红外非活性振动：振动过程中分子偶极矩不发一变化。（或说偶极矩变化为0），正负电荷率心重合r=0由P89CO2解释：∵μ=qr=0Δu=0红外线是个交替磁场

6、，若Δu=0，则不产生吸收。（3）仪器分辩率磁弱（4）峰太弱。产生红外光谱两个必要条件：υL=ΔVυΔu≠02、泛频峰：（包括倍频峰、合频峰、差频峰）a.倍频峰：V=0→V=2,υL=2υ2倍频峰V=0→V=3,υL=2υ3倍频峰3倍以上，因跃迁几率很小，一般很弱，常测不到。b.合频峰：υ1+υ2c.差频峰：υ1-υ2一、特征峰与相关峰：17P108图14-6，在2000cm-1以下，正十一烷与亚十一腈峰基本一致，2247cm-1峰。CH3（CH2）9CH3CH3（CH2）9CH2247cm-1为υCN峰。CH3（CH2）8CH=CH2→吸收峰振动形式3090υas=CH2不饱和

7、亚甲基碳-氢反对称伸缩振动1639υC=C碳=碳双键伸缩振动一般相关峰990γ=CHR不饱和次甲基而外振动909γ=CH2不饱和亚甲基而外振动特征峰：凡可用于鉴别官能团存在的吸收峰称为特征吸收峰。相关峰：由一个官能团产生的一组相互依存的特征峰称相关峰。如上边烯的四个峰为相关峰。（1）由一组相关峰确定官能团的存在，是IR解析的重要原则。（2）相关峰的数目与官能团的性质、仪器性质及测定范围有关。P109团14-7五、吸收峰的位置峰位用σmax、λmax表示，也可用振动频率υmaxE=