紅外光譜法ppt課件

.,第十二章紅外吸收光譜法(IR),.,概述,0.762.5m近紅外區(qū)一、紅外光區(qū)2.525m中紅外區(qū)（4000400cm-1)25m以上遠(yuǎn)紅外區(qū),.,二、紅外光譜儀的波長(zhǎng)測(cè)定范圍2.525m（4000400cm-1)，為中紅外區(qū),為振轉(zhuǎn)光譜。三、紅外光譜學(xué)研究紅外輻射與物質(zhì)分子間作用的學(xué)科。四、用途進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究測(cè)定分子鍵長(zhǎng)、鍵角、推斷分子的立體構(gòu)型；進(jìn)行化學(xué)組分的定性和定量分析；進(jìn)行有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。,.,五、紅外吸收光譜的表示法紅外吸收光譜與紫外吸收光譜的表示方法不同。采用：T或T目前多采用：T曲線在T曲線中，為防止T曲線在高波數(shù)區(qū)過(guò)分?jǐn)U張，一般用兩種比例尺，多以2000cm-1為界。在紅外光譜中總是用波數(shù)描述頻率的大小。,.,.,六、紅外光譜與紫外光譜的區(qū)別起源不同：紫外光譜電子光譜紅外光譜振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜特征性不同：紅外光譜的特征性比紫外光譜強(qiáng)。紫外光譜主要是分子的電子或n電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，多數(shù)紫外光譜較簡(jiǎn)單，特征性較差。紅外吸收光譜是振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。每個(gè)官能團(tuán)都有幾種振動(dòng)形式，在紅外區(qū)相應(yīng)產(chǎn)生幾個(gè)吸收峰，光譜復(fù)雜，特征性強(qiáng)。,.,適用范圍不同紫外吸收光譜法：只適用于研究芳香族或具有共軛的不飽和脂肪族化合物及某些無(wú)機(jī)物。測(cè)定對(duì)象的物態(tài)為溶液極少數(shù)為蒸氣。主要用于定量分析紅外吸收光譜法：結(jié)構(gòu)上不受限制，在中紅外光區(qū)能測(cè)得所有有機(jī)化合物的特征光譜，還可用于研究某些無(wú)機(jī)物。測(cè)定對(duì)象的物態(tài)為液態(tài)、固態(tài)以及氣態(tài)。主要用于定性鑒別及測(cè)定有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。,.,第一節(jié)紅外吸收光譜的基本原理,一、分子振動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)形式振動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)形式1雙原子分子的簡(jiǎn)諧振動(dòng),.,諧振子簡(jiǎn)諧振動(dòng)過(guò)程位能U與原子間距離r及平衡距離re間的關(guān)系：,.,其中：K為化學(xué)鍵力常數(shù)（N/cm）當(dāng)rre時(shí)，U0當(dāng)rre或rre時(shí)，U0又振動(dòng)過(guò)程分子的總能量:EvU+T則：當(dāng)rre時(shí)，U0，EvT當(dāng)r很大時(shí)，T0,EvU量子力學(xué)證明，分子振動(dòng)過(guò)程的總能量為：V=0時(shí)，此時(shí)振動(dòng)能為零點(diǎn)能。,.,.,由于振動(dòng)能級(jí)是量子化的，吸收的光子的能量hL必須等于振動(dòng)能級(jí)的能量差EV：hL=EV=(Vn+1/2)h(Vi+1/2)h=(VnVi)h=Vh即：L=V結(jié)論：如把雙原子分子視為諧振子，發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)所吸收的紅外線頻率L只能是諧振子振動(dòng)頻率的V倍。V=0為基態(tài)，躍遷至第一激發(fā)態(tài)V=1，L=，此時(shí)所產(chǎn)生的吸收峰為基頻峰。,.,振動(dòng)頻率Hooke定律推導(dǎo)出諧振子振動(dòng)頻率：K化學(xué)鍵力常數(shù)，與鍵能和鍵長(zhǎng)及鍵的種類(lèi)有關(guān)。單鍵：5N/cm,雙鍵：10N/cm，叁鍵：15N/cmK越大表明化學(xué)鍵的強(qiáng)度大。u:折合原子質(zhì)量，m1、m2為A、B原子質(zhì)量,.,因?yàn)椋?所以當(dāng)用A、B的折合相對(duì)原子質(zhì)量u代替折合原子質(zhì)量u:,.,討論：K,u,u相同的同類(lèi)原子，K,。鍵類(lèi)型CCC=CCC力常數(shù)15105峰位2060cm-11680cm-11190cm-1K相同，u,鍵類(lèi)型CHCCu16峰位2910cm-11190cm-1含氫原子單鍵振動(dòng)吸收峰一般都出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū),.,例:由表中查知C=C鍵的K=9.59.9,令其為9.6,計(jì)算波數(shù)值.,正己烯中C=C鍵伸縮振動(dòng)頻率實(shí)測(cè)值為1652cm-1,.,分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式,兩類(lèi)基本振動(dòng)形式：伸縮振動(dòng),.,彎曲振動(dòng)、變形振動(dòng),.,分子的振動(dòng)自由度,分子的總自由度分子的總自由度等于確定分子中各原子在空間的位置所需坐標(biāo)的總數(shù)。在空間確定一個(gè)原子的位置，需要3個(gè)坐標(biāo)，當(dāng)分子由N個(gè)原子組成時(shí)，則需要3N個(gè)坐標(biāo)或自由度才能確定其3N個(gè)原子的位置。對(duì)于N個(gè)原子構(gòu)成的分子整體，其分子自由度的總數(shù)，應(yīng)該等于平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的總和。3N=平動(dòng)自由度+轉(zhuǎn)動(dòng)自由度+振動(dòng)自由度,.,多原子分子在紅外光譜圖上，可以出現(xiàn)一個(gè)以上的基頻吸收帶，基頻吸收帶的數(shù)目等于分子的振動(dòng)自由度。即振動(dòng)自由度是分子基本振動(dòng)的數(shù)目，即分子的獨(dú)立振動(dòng)數(shù)。,分子的振動(dòng)自由度,振動(dòng)自由度=3N平動(dòng)自由度+轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,用振動(dòng)自由度可以估計(jì)分子的基頻峰的可能數(shù)目。,.,分子平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度分子的質(zhì)心可以沿x、y和z三個(gè)坐標(biāo)方向平移，故分子的平動(dòng)自由度等于3。只有原子在空間的位置發(fā)生改變的轉(zhuǎn)動(dòng)，才能形成一個(gè)自由度。線性分子共有3個(gè)平動(dòng)自由度，2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。非線性分子共有3個(gè)平動(dòng)自由度，3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。,.,x,y,z,線性分子平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,y,x,z,線性分子圍繞x和y軸的轉(zhuǎn)動(dòng),引起原子的位置改變，因此各形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。分子繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，原子的位置沒(méi)有改變，不能形成轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。,.,x,y,z,非線性分子平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,.,計(jì)算公式：線型分子振動(dòng)自由度f(wàn)3N5；非線型分子振動(dòng)自由度f(wàn)3N6；例：計(jì)算水分子、二氧化碳的振動(dòng)自由度。,O,H,H,H,H,O,O,H,H,.,.,二、紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件和吸收峰強(qiáng)度,紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件紅外活性振動(dòng)：使分子偶極矩發(fā)生變化的振動(dòng)方式，才會(huì)吸收特定的紅外輻射，這種振動(dòng)方式稱(chēng)為具有紅外活性。紅外非活性振動(dòng)：不能引起偶極矩的變化的振動(dòng)。分子是否顯示紅外活性，與分子是否有永久偶極矩?zé)o關(guān)。只有同核雙原子分子（H2、N2）才顯紅外非活性。,.,簡(jiǎn)并：振動(dòng)形式不同，振動(dòng)頻率相同，吸收紅外線的頻率相同。紅外吸收光譜產(chǎn)生必須滿足的條件：L=V0實(shí)際峰數(shù)小于理論計(jì)算峰數(shù)的原因：=0，不產(chǎn)生紅外吸收；簡(jiǎn)并；儀器不能區(qū)別那些頻率十分接近或吸收帶很弱的振動(dòng)，儀器檢測(cè)不出；吸收峰落在儀器檢測(cè)范圍之外。,.,吸收峰的強(qiáng)度強(qiáng)弱的劃分紅外光譜法中，一般是按摩爾吸光系數(shù)的大小來(lái)劃分吸收帶的強(qiáng)弱。100很強(qiáng)vs20100強(qiáng)s1020中強(qiáng)m110弱w1很弱vw,.,相對(duì)強(qiáng)度所指的強(qiáng)吸收帶或弱吸收帶是對(duì)整個(gè)紅外光譜圖的相對(duì)強(qiáng)度而言，并不代表一定的摩爾吸光系數(shù)范圍。決定譜帶強(qiáng)弱的因素基團(tuán)的極性振動(dòng)能級(jí)的躍遷幾率振動(dòng)能級(jí)的簡(jiǎn)并度峰強(qiáng)與振動(dòng)能級(jí)形式之間有下列規(guī)律：ass,.,三、吸收峰的位置基頻峰和泛頻峰基頻峰：是分子吸收一定頻率的紅外線，振動(dòng)能級(jí)由基態(tài)(V=0)躍遷至第一激發(fā)態(tài)(V=1)，所產(chǎn)生的吸收峰。對(duì)雙原子分子：是分子的振動(dòng)頻率；對(duì)多原子分子：是基團(tuán)的振動(dòng)頻率；基頻峰的特點(diǎn)：強(qiáng)度大；峰位規(guī)律性強(qiáng)，易識(shí)別,L=,.,泛頻峰非諧振子的總能量：相鄰能級(jí)的能級(jí)差為：其：x為非諧性常數(shù)，數(shù)值很小，為正數(shù)，V=1，2，3為非諧振子的能級(jí)差。倍頻：從振動(dòng)基態(tài)到第二激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)吸收的頻率。特點(diǎn)：吸收帶較弱。,.,合頻：當(dāng)分子吸收一個(gè)紅外光子，同時(shí)激發(fā)了基頻分別為m和n的兩種躍遷，此時(shí)所產(chǎn)生的吸收頻率等于上述兩種躍遷的吸收頻率之和。即：c=m+n該吸收為合頻，比倍頻更弱。差頻：輻射能量等于兩個(gè)基頻躍遷能量之差時(shí)，也可能產(chǎn)生等于兩個(gè)基頻頻率之差的吸收帶，為差頻吸收。泛頻：倍頻、合頻、差頻的統(tǒng)稱(chēng)。,.,基頻峰的分布規(guī)律物質(zhì)的紅外光譜是其分子結(jié)構(gòu)的反映，譜圖中各吸收峰的位置是分子中某一基團(tuán)的振動(dòng)能級(jí)躍遷所引起的。對(duì)于吸收峰的識(shí)別，主要是從大量譜圖中對(duì)比中總結(jié)出的。,.,三條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：折合相對(duì)原子量越小，基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率越高。所有含氫鍵的伸縮振動(dòng)的基頻峰，一般都出現(xiàn)在中紅外光譜的高波數(shù)區(qū)。折合相對(duì)原子量相同的基團(tuán)，其化學(xué)鍵力常數(shù)越大，伸縮振動(dòng)基頻峰的頻率越高。折合相對(duì)原子量相同的基團(tuán)，一般。,.,影響峰位的因素,內(nèi)部因素誘導(dǎo)效應(yīng)：分子中引入不同電負(fù)性的原子或官能團(tuán)，通過(guò)誘導(dǎo)作用可使分子中電子云密度發(fā)生變化，即鍵的極性發(fā)生變化，產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)。*吸電子基團(tuán)的誘導(dǎo)效應(yīng)，常使力常數(shù)增大，吸收峰向高頻方向移動(dòng)。*推電子基團(tuán)或原子引起的供電誘導(dǎo)效應(yīng)，使力常數(shù)減小，特征頻率降低。,.,RCR,O,O,O,RCOR,RCCl,RCF,O,1715cm-1,1870cm-1,1800cm-1,1735cm-1,誘導(dǎo)效應(yīng)：,.,共軛效應(yīng)：共軛效應(yīng)引起雙鍵的極性增加，雙鍵性降低，力常數(shù)減小，因而其伸縮振動(dòng)頻率下降。A.-共軛體系由于共軛分子電子云平均化使共軛雙鍵的雙鍵性下降。原來(lái)雙鍵鍵長(zhǎng)增加，力常數(shù)減小，振動(dòng)頻率下降。,RCR,O,RC,O,C=O1715cm-1,C=O1685cm-1,.,B.p-共軛體系誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)同時(shí)存在具有孤對(duì)電子的原子接在重鍵上時(shí)，會(huì)發(fā)生類(lèi)似共軛的作用。,RCSR,O,O,RCR,RCOR,O,C=O1690cm-1,C=O1715cm-1,C=O1735cm-1,.,(3)空間效應(yīng)：,O,O,O,CH2,CH2,CH2,CH2,1715cm-1,C=O,1745cm-1,1775cm-1,C=C,1650cm-1,1657cm-1,1678cm-1,1731cm-1,C=C,1639cm-1,1623cm-1,1566cm-1,.,(4)互變異構(gòu)：,O,O,OH,O,C=O,1717cm-1,1738cm-1,1650cm-1,一般情況下兩者共存，但溫度、溶劑等條件不同的體積中兩種互變異構(gòu)體的相對(duì)比例有很大差別。下表是18時(shí)在不同溶劑中烯醇式的含量。,.,表不同溶劑中乙酰乙酸乙酯的烯醇式的含量（18）,.,氫鍵：,COH,O,C,O,HO,OH,O,C,C=O,1760cm-1,1710cm-1,氣體或非極性溶劑的極稀溶液,液態(tài)或固態(tài),氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵,分子間氫鍵與溶液的濃度和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。,由于分子內(nèi)氫鍵XHY不在同一直線上，因此其XH伸縮振動(dòng)譜帶位置、強(qiáng)度和形狀的改變，均較分子間氫鍵小。,.,.,振動(dòng)偶合,振動(dòng)偶合是指當(dāng)兩個(gè)化學(xué)鍵振動(dòng)的頻率相等或相近并具有一公共原子時(shí)，由于一個(gè)鍵的振動(dòng)通過(guò)公共原子使另一個(gè)鍵的長(zhǎng)度發(fā)生改變，產(chǎn)生一個(gè)“微擾”從而形成了強(qiáng)烈的振動(dòng)相互作用。,這種相互作用的結(jié)果，使振動(dòng)頻率發(fā)生變化，一個(gè)向高頻移動(dòng)，一個(gè)向低頻移動(dòng)。振動(dòng)偶合常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中。,RC,RC,O,O,O,例：酸酐,C=O,1820cm-1,1760cm-1,.,.,費(fèi)米共振：,當(dāng)弱的倍頻(或組合頻)峰位于某強(qiáng)的基頻吸收峰附近時(shí)，它們的吸收峰強(qiáng)度常常隨之增加，或發(fā)生分裂。,例：正丁基乙烯醚(C4H9OCCH2),的倍頻約在1600cm-1與烯基C=C,發(fā)生費(fèi)米共振，在1640cm-1和1613cm-1出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的譜帶。,.,外部因素同一種化合物，其紅外光譜隨取樣方法、溶劑、樣品厚度等的不同會(huì)出現(xiàn)一定的差別。物態(tài)效應(yīng)注意：對(duì)映異構(gòu)體的紅外光譜是完全相同的，用紅外光譜不能鑒別。溶劑的影響,.,不同物理狀態(tài)下的硬脂酸的紅外光譜圖(a)CCl4溶液中和CS2溶液中；(b)多晶型膜,室溫；同(b),-196,.,特征區(qū)和指紋區(qū)按照官能團(tuán)所對(duì)應(yīng)的吸收峰，在紅外吸收光譜上，有不同的區(qū)域劃分方法。習(xí)慣區(qū)域劃分：40001300cm-1特征區(qū)1300400cm-1指紋區(qū),.,特征區(qū)(40001300cm-1)特征區(qū)特點(diǎn)：即每一個(gè)吸收峰都和一定的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)。而且有機(jī)化合物分子中的一些主要官能團(tuán)的特征吸收，多發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)。特征區(qū)內(nèi)一般含有各種含氫單鍵的伸縮振動(dòng)峰各種叁鍵、雙鍵的伸縮振動(dòng)峰以及部分含氫單鍵的面內(nèi)彎曲振動(dòng)峰。特征區(qū)在光譜解析中的作用：通過(guò)在該區(qū)域內(nèi)查找特征峰來(lái)確定有否某種官能團(tuán)的存在，以確定化合物的類(lèi)別。,.,指紋區(qū)（1300400cm-1)指紋區(qū)內(nèi)一般含有各種單鍵的伸縮振動(dòng)峰，以及多數(shù)基團(tuán)的面外彎曲振動(dòng)峰。指紋區(qū)在光譜解析中的作用：查找相關(guān)峰，進(jìn)一步確定官能團(tuán)的存在；其次，依據(jù)該區(qū)域的吸收峰，用來(lái)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖或已知物譜圖進(jìn)行比較解析。,.,四、特征峰和相關(guān)峰特征峰：用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰。例：28003000cm-1CH3特征峰；16001850cm-1C=O特征峰；基團(tuán)所處化學(xué)環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：CH2COCH21715cm-1酮CH2COO1735cm-1酯CH2CONH1680cm-1酰胺相關(guān)峰：是由一組官能團(tuán)產(chǎn)生的一組相互具有依存關(guān)系的吸收峰。,.,.,第二節(jié)有機(jī)化合物的典型光譜一、脂肪烴類(lèi),烷烴2960cm-1，s，特征，裂分為3個(gè)峰；2870cm-1，ms；2930cm-1，s；2850cm-12890cm-113801365cm-1，s；14801440cm-1，m；,3000cm-1以下,722cm-1，m(n4)。,.,庚烷,.,.,.,.,討論當(dāng)分子中出現(xiàn)異丙基時(shí)：1380cm-1分裂為1385、1375cm-1兩強(qiáng)度相似的吸收峰。當(dāng)分子中出現(xiàn)叔丁基時(shí)：1380cm-1分裂為1395、1370cm-1兩強(qiáng)度不等的吸收峰。,2,4-二甲基戊烷,2,2,4-三甲基戊烷,.,.,烯烴烯烴的四個(gè)重要特征吸收帶：31003000cm-1，m，峰尖銳；C=C16801620cm-1；（當(dāng)烯鍵與C=C、C=O、CN等不飽和基團(tuán)共軛時(shí)，C=C雙鍵伸縮振動(dòng)移向低頻20cm-1）=CH14301290cm-1，m；=CH1000650cm-1，s。討論：對(duì)乙烯型化合物，由于振動(dòng)耦合，在990、910cm-1附近有兩個(gè)很強(qiáng)的CH=CH2面外振動(dòng)帶。,.,1-己烯的紅外光譜圖,.,.,2,4,4-三甲基戊烯-1,.,.,.,69015cm-1,970-960cm-1,1310-1295cm-1,CH,CH,.,炔烴CH33103300cm-1，ms,特征642615cm-1,s,非特征RCCHCC21402100cm-1伸縮振動(dòng)RCCRCC22602190cm-1R=R時(shí)，無(wú)紅外活性,CH,.,.,二、芳香烴類(lèi),=CH31003000cm-1，m,特征，高分辨，呈多重峰。=CH20001600cm-1，w,特征，可判斷取代圖式。C=C1600、1500、1450cm-1，高度特征，確定芳環(huán)存在的重要標(biāo)志；當(dāng)芳環(huán)與其它不飽和體系發(fā)生-共軛時(shí)或與含孤電子對(duì)的取代基發(fā)生p-共軛1600cm-1帶常分裂成1600及1580cm-1兩個(gè)吸收帶；,.,.,=CH1225950cm-1，w；=CH900650cm-1；特征，確定取代位置最重要的峰,.,.,表典型取代苯的特征吸收頻率,.,三、醇、酚、醚類(lèi),醇：O-H36503200cm-1在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r(shí)，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時(shí)，發(fā)生締合作用，峰形較寬；越是多締合體，吸收帶越向低頻移動(dòng)。CO12601600cm-1，s，伯醇1050cm-1，仲醇1100cm-1，叔醇1150cm-1；,O-H750650cm-1，寬帶。,.,1040cm-1,CO,.,.,1100cm-1,.,酚O-H36503200cm-1CO1200cm-1，強(qiáng)而寬；O-H1350cm-1，強(qiáng)度與寬度都小于C-O伸縮振動(dòng)帶；O-H750650cm-1，寬帶。,苯酚的紅外光譜圖,.,醚：特征吸收帶是：COC伸縮振動(dòng)帶RCH2OCH2R：，強(qiáng)帶；，弱帶。(H2C=CHO)2:C=C16401560cm-1；若-碳上帶有側(cè)鏈：11701070cm-1區(qū)出現(xiàn)雙帶；芳基烷基醚：12801220cm-1區(qū)及11001050cm-1之間有兩個(gè)強(qiáng)吸收帶，且前者的強(qiáng)度更大。,正戊醚的紅外光譜圖,.,.,四、羰基化合物,酮和醛酮：唯一特征吸收帶是C=O伸縮振動(dòng)。,CH2CCH2,O,C=O：171510cm-1；,芳酮：則向低頻移動(dòng)約20cm-1；,CH=CHCR,O,C=O：167510cm-1；,XCH2CR,O,C=O：173510cm-1；,CC,O,O,C=CC,C=O：172010cm-1；,O,OH,C=O：16401540cm-1；,.,.,苯乙酮的紅外光譜圖,.,醛,C,O,H,CH29002720cm-1，w，雙峰。,C=O173010cm-1；vs；,CC14401352cm-1，m;,CH975780cm-1，m;,CH=CHC,O,C=O169010cm-1；vs；,H,.,.,苯甲醛的紅外光譜圖,.,.,酰氯?；u化物的特征吸收峰是C=O及CO伸縮吸收峰。飽和酰鹵的C=O伸縮峰在1800cm-1；不飽和酰鹵的C=O伸縮峰在17801750cm-1；,丙酰氯的紅外吸收光譜,.,羧酸及其鹽羧酸的主要特征峰：O-H3550cm-1，峰尖銳(游離態(tài))；34002500cm-1，峰寬而散(締合態(tài))，中心在3000cm-1；C=O17401650cm-1；通常在1720cm-1；O-H955915cm-1；特征寬帶；確認(rèn)COOH,C,O,O,羧鹽,.,.,苯甲酸的紅外光譜圖,.,苯甲酸鈉的IR譜圖,.,.,酯C=O18201650cm-1，vs;若是,不飽和酯及芳香酯，則移向低頻約20cm-1。C=O泛頻3450cm-1，w;13001000cm-1區(qū)間出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶。,.,酸酐其特征峰是：18501800cm-117801740cm-1,兩峰相距60cm-1,乙酸酐的紅外譜圖,.,.,丙酐,乙酐,.,.,酰胺,伯酰胺,RCNH2,O,(游離),3350cm-1(締合態(tài));m,35303520cm-1,34003390cm-1,(游離),3180cm-1(締合態(tài));m,呈雙峰,16901670cm-1,s;,16701510cm-1,仲酰胺,RCNH,O,35003400cm-1,(游離),33303060cm-1(締合態(tài));m,16801630cm-1,s,(固態(tài)),17001670cm-1,s(稀溶液),叔酰胺,RCN,O,16701630cm-1,s。,.,苯甲酰胺的紅外光譜圖,.,苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的紅外光譜,.,五、含氮有機(jī)化合物胺及其鹽,胺：,伯胺,3400cm-1；,3500cm-1；雙峰,芳香胺的強(qiáng)度大于脂肪胺,16501570cm-1；寬而強(qiáng),(芳香)13401250cm-1；(脂肪)12201020cm-1,.,正丙胺的紅外光譜圖,.,芳香族仲胺的NH伸縮振動(dòng)帶在3400cm-1附近，但對(duì)脂肪族仲胺，往往觀察不到。芳香族仲胺的NH彎曲振動(dòng)帶強(qiáng)，在1600cm-1附近，脂肪族則很弱。,仲胺,RNHR,35003300cm-1；m單峰,16501550cm-1；vw；,(芳香)13501250cm-1；(脂肪)12201020cm-1,.,Ph-CH2NH-Ph的紅外光譜,.,胺鹽,叔胺,CN,C,C,(芳香)13601310cm-1；s；(脂肪)12201020cm-1；m,s。,正己烷的鹽酸鹽紅外光譜,.,硝基化合物,RNO2,as,N,O,O,15651543cm-1，s,s,N,O,O,13851360cm-1，s,ArNO2,as,CN,920800cm-1，m。,N,O,O,15501510cm-1，s,s,N,O,O,13651360cm-1，s,CN,860840cm-1，s。,.,.,間二硝基苯的紅外光譜,.,腈類(lèi)化合物,飽和脂肪腈,22602215cm-1，wm，特征。,22602240cm-1，wm，特征。,不飽和腈,22402225cm-1，s，特征。,芳香腈,22402215cm-1，s，特征。,.,.,.,.,1.某化合物分子式為C5H8O，有下面的紅外吸收帶：3020，2900，1690，和1620cm-1；在紫外區(qū)，它的吸收在227nm(=104)，試提出一個(gè)結(jié)構(gòu)。2.下列基團(tuán)的出現(xiàn)在什么位置？,CH3,CH=CH2,CH,CH,O,習(xí)題：,.,第三節(jié)紅外光譜儀（自學(xué)）第四節(jié)紅外吸收光譜分析,一、試樣的制備二、紅外光譜解析方法光譜解析方法一般解析方法：根據(jù)分子式，計(jì)算不飽和度（U），從而初步判斷化合物的類(lèi)型。,.,根據(jù)：先特征區(qū)，后指紋區(qū)；先最強(qiáng)峰，后次強(qiáng)峰，并以最強(qiáng)峰為線索找到相應(yīng)的主要相關(guān)峰；先粗查，后細(xì)找，先否定，后肯定。采用已知物對(duì)照法和查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光譜法，進(jìn)一步確認(rèn)未知物的結(jié)構(gòu)。新發(fā)現(xiàn)待定結(jié)構(gòu)的未知物一般依據(jù)紅外光譜不能解決問(wèn)題，尚需配合紫外、質(zhì)譜、核磁共振等方法進(jìn)行綜合判斷。光譜的九個(gè)重要區(qū)段要求記??！,.,基團(tuán)與紅外吸收頻,.,例1：下圖為含C、H的液體化合物(分子量為84.2，沸點(diǎn)為634)的紅外光譜，推定其結(jié)構(gòu)。,光譜解析示例,.,解：因是碳?xì)浠衔?，M/14若為整數(shù)，是烯或有一個(gè)環(huán)；余2為烷烴；缺2為炔烴。故可以從分子量推算出分子式為C6H12，其不飽和度為1。各個(gè)吸收峰為：,3083cm-1=CH,2967cm-1,2933cm-1,2878cm-1,2865cm-1,1820cm-12,1642cm-1C=C，1459cm-1,1379cm-1，993cm-1=CH,9l0cm-1,740cm-1-(CH2)n，,.,綜合以上分析可推出可能的結(jié)構(gòu)式四個(gè):CH2=CH(CH2)3CH3(A)CH2=CH-CH(CH3)-CH2CH3(B)CH2=CHCH2CH(CH3)2(C)CH2=CH-C(CH3)3(D),若為(C)或(D)式，因?yàn)橥粋€(gè)碳上有兩個(gè)或三個(gè)甲基，所以應(yīng)在13601385cm-1都有兩個(gè)特征吸收，而圖譜上只有一個(gè)1379cm-1吸收，所以不是(C)、(D)式。,從740cm-1的-(CH2)n吸收說(shuō)明有幾個(gè)亞甲基相連，又可以否定(B)式，而確認(rèn)化合物具有(A)式結(jié)構(gòu)，即化合物為CH2=CH(CH2)3CH3(A),.,例2：有一化合物分子式C7H6O，其IR光譜圖如下，試推測(cè)結(jié)構(gòu)。,.,解：U=1十7十(0-6)/2=5,3065、1597、1584、1456cm-1的吸收說(shuō)明有苯環(huán)，結(jié)合在746、688cm-1的兩個(gè)吸收，可以認(rèn)為是單取代苯環(huán)。,1703cm-1的強(qiáng)吸收是C=O，波數(shù)較低，應(yīng)該有共軛。,2820、2738cm-1兩個(gè)吸收是醛的特征吸收。,兩個(gè)基團(tuán)：?jiǎn)稳〈江h(huán)和-CHO的結(jié)合正好分子式是C7H6O，該化合物應(yīng)該是苯甲醛。Ph-CHO。,.,標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖及檢索,紅外光譜的譜圖可由于譜圖的表示方式、儀器的性能和操作條件的不同而有所差異。但是對(duì)同一種分子而言，特征吸收頻率的位置和相對(duì)強(qiáng)度的順序是相同的。,.,1.薩特勒(Sadtler)紅外譜圖集：這是一套收集譜圖最多，比較實(shí)用的圖集。它收集了棱鏡、光柵光譜和傅里葉變換三代儀器的光譜圖約10多萬(wàn)張。由美國(guó)Sadtler實(shí)驗(yàn)室編制，于1947年開(kāi)始出版。它分為化合物標(biāo)準(zhǔn)譜圖和商品譜圖兩大部分。,.,薩特勒(Sadtler)紅外譜圖集有下列索引：（1）“AlphabeticalIndex”，按字母順序排列的化合物名稱(chēng)索引。,（2）“ChemicalClassesIndex”按字母順序排列的化合物種類(lèi)索