Ch3 IR-N.ppt

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1、第三章红外吸收光谱本章学习应该关注的几个问题问题一红外吸收光谱是如何产生的？吸收峰受何影响？红外吸收光谱是如何测量的？不同化合物红外吸收光谱有何不同？问题二问题三红外吸收光谱有何应用？问题四第一节基本原理图表法：T%~λ,v数值数据法：v,T%分子振、转能级差与红外光能量相当红外光化合物分子振动、转动能级间跃迁红外光谱近红外区0.8~2.512500~4000波长mm频率cm-1中红外区2.5~254000~400远红外区25~1000400~10问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？一、红外吸收光谱的产生1.红外光分区2.红外光谱的表示乙醇的红外光谱图和数据表示

2、问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？一、红外吸收光谱的产生2.红外光谱的表示问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？一、红外吸收光谱的产生3.红外光谱的发展及特点确定化合物结构1892年，测定有机化合物红外光谱1930s，量子理论，理论基础1947年，第一台双光束红外分光光度计1960s，光栅红外分光光度计1970s，干涉型傅里叶变换红外光谱仪单色仪、检测器、理论基础不破坏样品谱图特征性强分析速度快样品用量少根据量子力学，双原子分子振动能量为：红外吸收化学键强度m1×m2/(m1+m2)问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？二、分子的振动1.双

3、原子分子振动量子数：0、1、2······力常数折合质量基频吸收V0V1V2DE=hn问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？二、分子的振动2.多原子分子振动总数线性分子：3N-5非线性分子：3N-6振动类型伸缩振动：k较大，吸收峰频率高对称伸缩振动ns不对称伸缩振动nas弯曲振动：吸收峰频率较低面内弯曲剪式振动d面内摇摆振动r面外弯曲面外摇摆w扭曲变形t问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？三、红外吸收峰产生的条件振动过程中瞬间偶极矩发生变化化合物红外吸收光谱中吸收峰的数量往往比振动总数少偶极矩变化为零峰的简并峰的重叠峰的强度倍频、组频峰峰的偶合1.红外

4、吸收峰的数量2.红外吸收峰的位置振动方式不对称伸缩振动>对称伸缩振动>弯曲振动化学键性质C—C：4.5~5.6C=C：9.5~9.9C≡C：15~17问题一：红外吸收光谱是如何产生的？受何因素影响？三、红外吸收峰产生的条件3.红外吸收峰的强度偶极矩变化跃迁概率基频峰强于倍频峰电负性差振动方式分子对称性氢键不对称伸缩>对称伸缩>弯曲振动s(ε>75)m(ε>25)w(ε<25)vs(ε>200)s(ε>75)m(ε>25)w(ε>5)vw(ε<5)问题一：红外吸收光谱是如何产生的？答案1.化合物分子吸收特定频率的红外光，引起分子振动能级的跃迁，产生红外吸收光谱（横坐标：波数，

5、纵坐标：透光率）2.化合物分子吸收红外光的波数受键强度和折合原子质量影响波数：伸缩振动>弯曲振动、三键>双键>单键3.只有振动过程中有偶极矩变化的振动才能产生红外吸收，偶极矩变化越大、跃迁概率越大，吸收峰越强；偶极矩变化与键的极性、振动方式、分子对称性及氢键作用有关问题二：红外吸收光谱是如何测量的？第二节红外光谱仪一、色散型红外光谱仪样品池光源检测器单色器信号显示系统分光光度计红外光谱仪硅碳棒能斯特灯镍镉丝陶瓷棱镜光栅真空热电偶高莱池热电量热计光敏半导体问题二：红外吸收光谱是如何测量的？二、傅里叶变换红外光谱仪样品池光源检测器干涉仪信号显示系统问题二：红外吸收光谱是如何测量

6、的？三、试样的调制1.制样时应注意的问题纯度>99%根据样品物态和性质选择制样方法2.固体样品的制样方法压片法糊状法溶液法薄膜法3.液体样品的制样方法溶液法液膜法4.气体样品的制样方法气体池问题二：红外吸收光谱是如何测量的？答案1.红外吸收光谱的测量通过红外光谱仪实现3.不同类型的样品需采用不同的制样方法2.红外光谱仪有色散型和傅立叶变换型问题三：不同化合物红外吸收光谱有何不同？第三节有机化合物基团的特征吸收特征吸收峰代表基团存在，并有较高强度的吸收峰（组）官能团区4000~1300cm-1指纹区1300~400cm-1一、烷烃-CH3-CH2-1460(<15)1380(

7、15)1470(8)725-720(3)偕二甲基双峰-(CH2)n-，n>4n小，波数高2960(尖,70)2870(尖,30)2925(尖,75)2850(尖,45)与O,N相连移向低波数问题三：不同化合物红外吸收光谱有何不同？问题三：不同化合物红外吸收光谱有何不同？二、烯烃3100~3000=CHC=C1680~1620(中-弱)共轭体系移向低波数指纹峰(cm-1)-CH=CH2>C=CH2顺式二氢反式二氢三取代烯990(尖)、910(尖)895(尖)800~650965(尖)840~800(尖)问题三：不同化