《红外光的基本性质》PPT课件

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1、红外光谱吸收法1、红外光的波长：0.75-1000mm，通常分为为三个区：近红外光区（0.75~2.5µm）；中红外光区（2.5~25µm）；远红外光区（25~1000µm）。一、红外光的基本性质波长与波数之间的关系为：波数/cm-1=104/（/µm）二.红外光谱的产生红外光谱是由于分子振动而产生的。（1）分子振动方程式K化学键的力常数，与键能和键长有关，为双原子的折合质量=m1m2/（m1+m2）发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。（2）简正振动简正振动：是指这样一种振动状态，分子中所有原子都在其平衡位置

2、附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，只是振幅可能不同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置，且同时到达其最大位移值。基频：每一个简正振动都有一定的频率，称为基频。其中任何一个复杂振动都可以看成是不同频率的简正振动的叠加。（3）分子的振动形式伸缩振动：变形振动：（4）红外光谱产生条件：必要条件：红外辐射应具有恰好能满足能级跃迁所需的能量，即物质的分子中某个基团的振动频率应正好待于该红外光的频率。充分条件：物质分子在振动过程中应偶极矩的变化。注意：对称分子没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。（1）基频峰：分子吸收一定频率的红外光，若振动能级由基态(n=0)跃迁到第一振

3、动激发态(n=1)时，所产生的吸收峰称为基频峰。基频峰是最强峰。（2）泛频峰：分子吸收一定频率的红外光，若振动能级由基态(n=0)跃迁到第二(n=2)，第三(n=3)，…，第n振动激发态时，所产生的吸收峰称为倍频峰。其它合频峰、差频峰等弱峰。（3）特征峰：官能团所具有的特定吸收峰，能够用于鉴定官能团的存在。二、红外吸收光谱的几个概念特征谱带区：波数4000-1330cm-1处，主要分子基团（官能团）特征峰出现的地带，也称为基团频率区。指纹区：波数为1333-667cm-1处，出现的谱带特别密集，能反映分子结构的细微变化。每种化合在该区的谱带位置、强度及形状都不一样，形同人的

4、指纹，故称为指纹区。三、红外吸收光谱的分区（1）4000~2500cm-1X-H伸缩振动区，X可以是O、H、C或S等原子。O-H基的伸缩振动出现在3650~3200cm-1范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100cm-1。C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种：饱和的C-H伸缩振动出现在3000cm-1以下，约3000~2800cm-1；不饱和的C-H伸缩振动出现在3000cm-1以上。苯环的C-H键伸缩振动出现在3030cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆稍弱，但谱带比较尖锐。不饱和的双键=C-

5、H的吸收出现在3010~3040cm-1范围内，末端=CH2的吸收出现在3085cm-1附近。叁键CH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300cm-1）附近。基团频率区可分为三个区域：R-CCH的伸缩振动出现在2100~2140cm-1附近，R-CC-R出现在2190~2260cm-1附近。-CN基的伸缩振动在非共轭的情况下出现在2240~2260cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230cm-1附近。若分子中含有C、H、N原子，-CN基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-CN基越近，-CN基的吸收越弱，甚至观察

6、不到。（2）2500~1900为叁键和累积双键区C=O伸缩振动出现在1900~1650cm-1。C=C伸缩振动。烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620cm-1，一般很弱。单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600cm-1和1500cm-1附近，有两个峰，这是芳环的骨架结构，用于确认有无芳核的存在。苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650cm-1范围。（3）1900~1200cm-1为双键伸缩振动区（1）1800（1300）~900cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。其中

7、1375cm-1的谱带为甲基的C-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在1300~1000cm-1，是该区域最强的峰，也较易识别。（2）900~650cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。对于RCH=CH2结构，在990cm-1和910cm-1出现两个强峰；为RC=CRH结构是，其顺、反构型分别在690cm-1和970cm-1出现吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。指纹区可分为两个区外部效应：试样状态，测定条件的不同及溶剂的极性的影响等外部因素都会引起基团频率的位移。内部效应（见