IR简述分子的振动方式

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1、对称伸缩振动2.1.1分子的振动方式伸缩振动改变键长不对称伸缩振动分子的振动方式伸缩振动改变键长分子的振动方式平面箭式弯曲振动弯曲振动改变键角平面摇摆弯曲振动分子的振动方式弯曲振动改变键角平面外摇摆弯曲振动分子的振动方式弯曲振动改变键角平面外扭曲弯曲振动分子的振动方式弯曲振动改变键角对称伸缩振动，Δμ=0，红外“非活性”振动反对称伸缩振动，Δμ≠0，红外“活性”振动IR选律红外谱图的峰数：由n个原子组成的分子有3n-6个(线性分子为3n-5)振动模式即有3n-6个吸收带。例：HCl自由度=3×2-5=1只有一个伸缩振动H2O自由度=3×3-6=3有三个

2、基本振动模式C6H6自由度=3×12-6=30有30个基本振动模式2.2红外谱图的峰数、峰位与峰强吸收峰增多的原因倍频峰：由基态跃迁到所产生的吸收峰。合频峰：两峰的加合产生的峰。差频峰：两峰的相减产生的峰。Fermi共振：倍频(或组合频)附近有较强的基频峰时由于其相互作用而加强或产生峰的分裂。对称分子在振动过程中不发生偶极极矩的变化频率完全相同的振动彼此发生简并。强宽峰覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰。吸收强度太弱，以致无法测定。吸收在中红外区之外。吸收峰减少的原因红外谱图的峰强振动跃迁过程中偶极矩的变化。①化学键两端连接的原子电负性差别大，则伸缩振动

3、时引起的峰也越强。②振动形式不同对分子的电荷分布影响不同③分子对称性越高，峰越弱④Fermi共振、氢键的形成等都使峰增强。能级跃迁的几率①样品的光度加大，跃迁几率增加，吸收峰增强。②基频峰强于倍频峰。分子的振动频率决定分子基团吸收的红外光频率，即红外吸收位置。或K为双原子形成的化学键力常数m1和m2分别为质量两个原子相对原子振动频率与原子的质量化学键强度有关红外谱图的峰位InfraredAbsorptionSpectroscopy红外吸收光谱(IR)红外光谱和分子结构氢键区：OH、NH、CH、SH等基团的伸缩振动单键区：各种单键的伸缩振动以及含氢基团的

4、弯曲振动双键区：C=C、C=O、C=N、C=S、N=O以及苯基的伸缩振动官能团区叁键区：C≡C、C≡N等基团的伸缩振动400035003000200025001500400指纹区4000-2500cm-1羟基：吸收在3200-3650cm-1范围。游离羟基吸收在较高波数，峰形尖锐。当缔合形成以氢键相连的多聚体时，键力常数下降，吸收位置移向较低波数，峰形宽而钝。2.3红外光谱特征基团的吸收频率4000-2500cm-1胺基：胺基的红外吸收与羟基类似，游离胺基的红外吸收在3300-3500cm-1范围，缔合后吸收位置降低约100cm-1。伯胺两个吸收峰，仲

5、胺只有一个吸收峰，叔胺因氮上无氢，在此区域没有吸收。芳香仲胺吸收峰比相应的脂肪仲胺波数偏高。4000-2500cm-1烃基：不饱和碳(双键及苯环)的碳氢伸缩振动频率大于3000cm-1，饱和碳(三员环除外)的碳氢伸缩振动频率低于3000cm-1，叁键碳的碳氢吸收峰在3300cm-1，峰很尖锐。饱和碳的碳氢伸缩振动一般可见四个吸收峰。2960cm-1(νas)2870cm-1(νs)属CH32925cm-1(νas)2850cm-1(νs)属CH2由两组峰的强度可大致判断CH2和CH3的比例3000cm-1附近是否有吸收峰可用于有机物和无机物的区分250

6、0-2000cm-1叁键和累积双键的伸缩振动区，此区域内任何小的吸收峰都应收起注意，它们都能提供结构信息。2000-1500cm-1双键的伸缩振动，是红外谱图中很重要的区域。区域内最重要的是羰基的吸收。诱导效应1715cm-11800cm-11812cm-1卤素的吸电子作用使羰基的双键性增加1850cm-11730cm-11740cm-1(+I)(-I>C)(-I)双键性增加，频率增加双键性减小，频率减小共轭效应1715cm-11675cm-11690cm-1羰基与别的双键共轭减小了双键的键级使其双键性降低振动频率降低1690cm-11680cm-1(

7、C>-I)2255cm-12221cm-12221cm-1非共轭约1637cm-1共轭效应共轭效应(-I)(-I>+C)(-I)(+C)(C>-I)(+C)cm-1cm-1cm-1cm-1观察到C=O有两个基频吸收带，1720cm-1(与丙酮羰基接近)和1750cm-1。场效应使羰基的极性降低，双键性增强，吸收向高波数位移。场效应溴取代基为直立键时场效应微弱；当溴取代基为平伏键时溴原子与羰基氧原子空间接近，电子云互相排斥，产生相反的诱导极化，使溴原子与羰基氧原子的负电荷相应减小羰基极性降低，双键性增强吸收向高波数位移。场效应—α卤代酮效应cm-1cm-

8、1cm-1环的张力脂环酮羰基的吸收：六员环五员环四员环三员环1715cm-11745cm-11