第四章紅外分光光度法

第四章紅外分光光度法第一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1672年人們發(fā)現(xiàn)太陽光（白光）是由各種顏色的光復(fù)合而成的。當(dāng)時，牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白光更簡單的著名結(jié)論。1800年德國物理學(xué)家赫胥爾從熱的觀點來研究各色光時，發(fā)現(xiàn)了紅外線。F.W.赫胥爾(WilliamHerschel)

第二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五他在研究各種色光的熱量時，發(fā)現(xiàn)：放在光帶紅光外的一支溫度計，比室內(nèi)其他溫度的批示數(shù)值高。他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外還有一種人眼看不見的“熱線”，這種看不見的“熱線”位于紅色光外側(cè)，叫做紅外線。第三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1911年，諾貝爾物理學(xué)獎授予德國烏爾茲堡大學(xué)的維恩，以表彰他發(fā)現(xiàn)了熱輻射定律。

它的研究得到了熱力學(xué)和光譜學(xué)的支持，還用到了電磁學(xué)和光學(xué)的新技術(shù)，因此發(fā)展很快。到19世紀(jì)末，這個領(lǐng)域已經(jīng)達到如此頂峰，以至于量子論這個嬰兒注定要從這里誕生。(WilhelmWien，1864-1928)第四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五“熱眼”長在蛇的眼睛和鼻孔之間叫頰窩的地方，外面有熱收集器能夠接收小動物身上發(fā)出來的紅外輻射。

第五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五松鼠用紅外線交流動物的反捕獵行為——松鼠加熱尾巴嚇走響尾蛇第六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外線還具有良好的穿透性，如穿透煙霧、水氣等。利用紅外線發(fā)現(xiàn)健康、不健康的樹木，森林，地脈甚至礦藏；醫(yī)學(xué)上可以用于人體組織的穿透；科研及工程攝影可以用于鑒別印色，穿透織物；普通紅外線攝影可以利用發(fā)散性產(chǎn)生虛幻圖畫效果。

第七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五UV-Vis基于被測物質(zhì)的分子對光（760nm~1000μm）具有選擇吸收的特性而建立的分析方法。射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見光第八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外線（infraredray）波長為0.76～500μm的電磁波4-1概述

第十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五T~λ曲線→前密后疏T~σ曲線→前疏后密峰數(shù)，峰位，峰形，峰強第十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五IR與UV的區(qū)別

IR

UV起源

分子振動能級伴隨轉(zhuǎn)動能級躍遷

分子外層價電子能級躍遷適用

所有紅外吸收的有機化合物

具n-π*躍遷有機化合物

具π-π*躍遷有機化合物特征性

特征性強

簡單、特征性不強用途

鑒定化合物類別

定量

鑒定官能團

推測有機化合物共軛骨架

推測結(jié)構(gòu)第十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五4-2基本原理一、IR的產(chǎn)生物質(zhì)分子內(nèi)部三種運動形式：（1）電子相對于原子核的運動；（2）原子核在其平衡位置附近的相對振動；（3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動。三種能級都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量。分子能級組成：振動能級振－轉(zhuǎn)光譜紅外光譜主要由分子的振動能級躍遷產(chǎn)生分子的振動能級差遠大于轉(zhuǎn)動能級差分子發(fā)生振動能級躍遷必然同時伴隨轉(zhuǎn)動能級躍遷第十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五振動頻率m簡諧振動（無阻力的周期性線性振動）諧振子Hooke定律Newton第二定律加速度原子的質(zhì)量鍵的力常數(shù)光速投影常數(shù)第十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五播放動畫第十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五雙原子分子A-B→近似看作諧振子兩原子間的伸縮振動→近似看作簡諧振動令折合質(zhì)量振幅第十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五例：計算HCl伸縮振動所產(chǎn)生的基頻吸收峰的頻率解已知鍵力常數(shù)k(H-Cl)=4.8N/cm而實測HCl的振動頻率為2885.9cm-1，基本接近。第十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五鍵分子k鍵分子kH-FHF9.7H-CCH2=CH25.1H-ClHCl4.8C-ClCH3Cl3.4H-BrHBr4.1C-C4.5～5.6H-IHI3.2C=C9.5～9.9H-OH2O7.8C≡C15～17H-SH2S4.3C-O5.0～5.8H-NNH36.5C=O12～13C-HCH3X4.7～5.0C≡N16～18某些鍵的伸縮力常數(shù)(N/cm)第十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五基頻峰的峰位等于分子的振動頻率基頻峰強度大——紅外主要吸收峰

第二十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五很小，且>>…非諧振常數(shù)第二十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五泛倍頻峰二倍頻峰（V=0→V=2）頻三倍頻峰（V=0→V=3）峰合頻峰差頻峰（即V=1→V=2，3---產(chǎn)生的峰）泛頻峰倍頻峰：分子的振動能級從基態(tài)躍遷至第二振動激發(fā)態(tài)、第三振動激發(fā)態(tài)等高能態(tài)時所產(chǎn)生的吸收峰（即V=1→V=2，3---產(chǎn)生的峰）注：泛頻峰強度較弱，難辨認(rèn)→卻增加了光譜特征性第二十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五二、振動形式與振動自由度（一）振動形式對稱伸縮振動反稱伸縮振動伸縮振動第二十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五彎曲振動（變形振動，變角振動）面內(nèi)彎曲振動β剪式振動δ面內(nèi)搖擺ρ面外彎曲γ蜷曲τ面外搖擺ω第二十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第二十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五變形振動對稱的變形振動δs不對稱的變形振動δas第二十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）振動的自由度注：振動自由度反映吸收峰數(shù)量并非每個振動都產(chǎn)生基頻峰吸收峰數(shù)常少于振動自由度數(shù)xyz振動自由度f=3N－轉(zhuǎn)動自由度－平動自由度非線性分子線性分子第二十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五(3n-6)種第三十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五水分子——非線性分子第三十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五水分子——非線性分子第三十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五但對于直線型為（3n-5）種。第三十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五CO2分子——線性分子第三十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五CO2分子——線性分子第三十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五每種簡正振動都有其特定的振動頻率，似乎都應(yīng)有相應(yīng)的紅外吸收帶。實際上，絕大多數(shù)化合物在紅外光譜圖上出現(xiàn)的峰數(shù)遠小于理論上計算的振動數(shù)。（原因

？？）振動數(shù)（自由度）與紅外吸收峰的關(guān)系：第三十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（1）沒有偶極矩變化的振動，不產(chǎn)生紅外吸收；（2）相同頻率的振動吸收重疊，即簡并；（3）儀器不能區(qū)別頻率十分接近的振動，或吸收帶很弱，儀器無法檢測；（4）有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外。第三十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外吸收產(chǎn)生的條件偶極子在交變電場中的作用示意圖磁場電場交變磁場分子固有振動a偶極矩變化（能級躍遷）耦合不耦合紅外吸收無偶極矩變化無紅外吸收第三十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1、分子的振動頻率和紅外光的頻率相等2、分子被紅外光照射時其偶極矩必須有變化，即Δμ≠0，因為物質(zhì)吸收紅外光的過程實際上是將紅外輻射的能量轉(zhuǎn)移到分子的內(nèi)部，而這種能量的轉(zhuǎn)移是通過偶極矩的變化來實現(xiàn)的。產(chǎn)生條件的文字表達第四十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五產(chǎn)生紅外光譜的原因是（）A．原子內(nèi)層電子能級躍遷B．分子外層價電子躍遷C．分子轉(zhuǎn)動能級躍遷D．分子振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷

第四十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五

振動能級由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收峰是（）A．合頻峰B．基頻峰C．差頻峰D．泛頻峰

第四十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外活性振動：分子振動發(fā)生偶極矩的變化，從而產(chǎn)生紅外吸收紅外非活性振動：分子振動不發(fā)生偶極矩的變化，不產(chǎn)生紅外吸收

如單原子分子、同核分子：He、Ne、N2、O2、Cl2、H2等。沒有紅外活性，Cl2C=CCl2的全對稱伸縮振動也沒有紅外活性。吸收峰的峰數(shù)≠f減少的原因：泛頻峰與振動的偶合①紅外非活性振動②簡并③儀器的靈敏度和分辨率④某些振動模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。增多的原因：一般10～30個峰第四十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五三.吸收峰的峰位及影響峰峰位和峰強的因素

（一）吸收峰的位置（峰位）

即振動能級躍遷所吸收的紅外線的波長或波數(shù)1．基本振動頻率第四十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1．基本振動頻率K相近，μ'增加，ν減小，σ減小例：

第四十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1．基本振動頻率同類原子，μ'一定，K增加，則：ν減小，σ減小例：

第四十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1．基本振動頻率不同類原子：若μ'影響大，μ'↑，則：ν↓，σ↓若K影響大，K↑，則：ν↑，σ↑例：

第四十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1．基本振動頻率同一基團的振動形式不同，峰位不同，例：

第四十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五2．基頻峰分布圖第四十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）影響峰位的因素

不同羰基化合物中的C=O

R-CONH2

C=O1680cm-1;R-COOHC=O1700cm-1

；R-CORC=O1715cm-1;R-CHOC=O1725cm-1

；R-COORC=O1735cm-1

；R-COOCORC=O1760cm-1

；（帶Ⅰ）R-COClC=O1800cm-1;R-COOCORC=O1810cm-1

（帶Ⅱ）R-COFC=O1920cm-1;力常數(shù)受到環(huán)境的影響——有利于結(jié)構(gòu)鑒定第五十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1.內(nèi)部因素:電子效應(yīng)分子中各種基團的振動不是孤立的，而是受到分子中其它基團的影響，這些因素稱為內(nèi)部因素。（二）影響峰位移動的因素第五十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五已知:力常數(shù)是三鍵>雙鍵>單鍵，所以：

凡是增加單鍵成分或增加鍵的極性，使化學(xué)鍵的電子云分布更不均勻的效應(yīng)，都會使K↓，σ↓（紅移）凡是增加雙鍵成分或降低鍵的極性，使化學(xué)鍵的電子云分布更均勻的效應(yīng)，都會使K↑，σ

↑（藍移）。第五十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五①誘導(dǎo)效應(yīng)（inductiveeffect,I效應(yīng)）

171517351800原因：雙鍵性增加，力常數(shù)增大↓電負(fù)性：F>Cl>Br>I>OCH3>NHCOCH3>C6H5>H>CH3供電誘導(dǎo)效應(yīng)（+I）紅移吸電誘導(dǎo)效應(yīng)（-I）藍移第五十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五②共軛效應(yīng)（conjiugativeeffect,C效應(yīng)）

17151690原因：共軛使π鍵離域，即電子云密度平均化，雙鍵性減弱，伸縮振動力常數(shù)減小。供電共軛效應(yīng)（+E）紅移吸電共軛效應(yīng)（-E）藍移

第五十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五③中介效應(yīng)（Mesomericeffect，

M效應(yīng)）

1680M效應(yīng)>I效應(yīng)vC=0=1735cm-1I效應(yīng)>M效應(yīng)vC=0=1690cm-1vC=0=1680cm-1第五十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（2）空間效應(yīng)①場效應(yīng)（F效應(yīng)）在立體結(jié)構(gòu)上互相靠近的基團產(chǎn)生的

1755174217281,3-二氯丙酮

17251728環(huán)狀α-鹵代酮:環(huán)己酮和4，4-二甲基環(huán)己酮νC=O=1712cm-1第五十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五

172517301742甾體類化合物中很普遍——“α-鹵代酮規(guī)律”第五十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五②環(huán)張力3060-3030

2900-2800CHCHCHCH1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-1環(huán)內(nèi)雙鍵環(huán)外雙鍵第五十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五③空間位阻效應(yīng)166316861693④跨環(huán)效應(yīng)16753365C=OCH3C=OCH3CH3CH3CH3C=OCH3CH3第五十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（3）互變異構(gòu)乙酰乙酸乙酯

17151748

1656

3185

1618第六十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（4）氫鍵效應(yīng)①分子內(nèi)氫鍵2-羥基-4-甲氧基苯乙酮羥基伸縮振動：2835cm-1（正常3705-3200cm-1）羰基伸縮振動：1623cm-1（正常1700-1650cm-1）分子內(nèi)氫鍵：對峰位的影響大不受濃度影響第六十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五②分子間氫鍵3200~2500

分子間氫鍵：受濃度影響較大濃度稀釋，吸收峰位發(fā)生變化第六十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五結(jié)論氫鍵使電子云密度平均化，C=OK↓，伸縮振動紅移。第六十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五鍵-C-H雜化SP3-1SSP2-1SSP-1S鍵長nm0.1120.1100.108鍵能KJ/moL423444506νCH（cm-1）～2900～3100～3300（5）雜化影響雜化軌道中s軌道成分↑，鍵能↑，鍵長↓，ν↑第六十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（6）費米共振當(dāng)倍頻峰位于某強的基頻峰附近時，弱的倍頻峰強度常被大大強化，有時發(fā)生譜帶分裂。2820（m）2720（m）30993045第六十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（7）振動耦合酸酐偕二甲基1380被分裂成二個峰1385（m），1375（m）異丙基叔丁基（偕三甲基）：1395（m），1370（s）第六十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（2）溶劑效應(yīng)2.外因（1）物態(tài)效應(yīng)

物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，聚集狀態(tài)不同，其吸收頻率和強度也會發(fā)生變化。通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。極性基團的伸縮頻率，常隨溶劑的極性增大而降低。在紅外光譜測定中，應(yīng)盡量采用非極性溶劑．即溶劑極性越強,譜帶向低波數(shù)移動,強度增大。第六十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）影響峰強的因素

1、吸收峰強的表示方法極強峰(vs)ε>100強峰(s)ε=20~100中強峰(m)ε=10~20弱峰(w)ε=1~10極弱峰(vw)ε<12、影響峰強度的因素①原子的電負(fù)性電負(fù)性差別↑Δμ↑，峰↑②振動形式③分子對稱性④氫鍵的形成對稱性↓Δμ↑，峰↑完全對稱的結(jié)構(gòu)，Δμ=0，紅外非活性振動偶極矩的變化↑Δμ↑，峰↑⑤與偶極矩大的基團共軛⑥費米共振C=C-C=O峰↑倍頻峰或組頻峰↑躍遷幾率第六十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五四、特征峰與相關(guān)峰（一）特征峰：可用于鑒別官能團存在的吸收峰

圖6-7正癸烷、正癸腈、正癸烯－1的紅外吸收光譜第六十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五注：相關(guān)峰的數(shù)目與基團的活性振動及光譜的波數(shù)范圍有關(guān)用一組相關(guān)峰才最終確定一個官能團的存在1-辛炔的紅外光譜（二）相關(guān)峰由一個官能團引起的一組具有相互依存關(guān)系的特征峰，互稱為~。第七十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五請闡述特征峰和相關(guān)峰的概念？第七十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五五、特征區(qū)與指紋區(qū)1．特征區(qū)：4000~1250cm-1的高頻區(qū)包含H的各種單鍵、雙鍵和三鍵的伸縮振動及面內(nèi)彎曲振動特點：吸收峰稀疏、較強，易辨認(rèn)注：特征峰常出現(xiàn)在特征區(qū)2．指紋區(qū)：1300~400cm-1的低頻區(qū)包含C—X（X：O，H，N）單鍵的伸縮振動及各種面內(nèi)彎曲振動特點：吸收峰密集、難辨認(rèn)→指紋注：相關(guān)峰常出現(xiàn)在指紋區(qū)第七十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五A.基團頻率區(qū)

由高→低，分為以下四個區(qū)：1、3750～2500cm-1

—含氫基團伸縮振動區(qū)2、2500～2000cm-1

—叁鍵及累積雙鍵伸縮振動區(qū)。3、2000～1500

—雙鍵伸縮振動區(qū)4、1500～1300

—主要為C—H變形振動紅外光譜的重要區(qū)段第七十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五vOH3700～2500cm-1

，是判斷醇、酚、酸的重要依據(jù)。

vNH3500～3300cm-1

。若N上有兩個H，可在3500～3300cm-1范圍出現(xiàn)兩個峰。vCH：飽和vCH

（3000以下）和不飽和vCH

（3000以上）1、3750～2500cm-1

—含氫基團伸縮振動區(qū)第七十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五R—C≡C—R′

如果R=R′紅外非活性。

R≠R′不對稱炔（2260～2190）端基炔R—C≡CH（2140～2100）

vC≡N2400～2100，s,sh。特征。2、2500～2000cm-1

——叁鍵及累積雙鍵伸縮振動區(qū)。第七十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五3、2000～1500——雙鍵伸縮振動區(qū)

vC=C1700～1600，強度比較弱，甚至觀察不到。

芳烴vC=C骨架振動1650～1450，m→s，2～4個峰（一般為3）。特征。

vC=O1900～1500，吸收強烈且受其他吸收帶干擾的可能性較小。第七十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五酮C=O1725～1705,VS，特征。醛1740～1720，s。不飽和醛，紅移。酯1750～1725，s。特征。當(dāng)C=O與不飽和鍵共軛時，紅移。羧酸1760～1700，s，（二聚體1725

～1700，單體～1760）酸酐1810，1760，雙峰，系兩個羰基偶合所致。

vC=O倍頻3550～3200，w。第七十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五—CH3δas1450±20，mδs1380～1370，s，特征。異丙基裂分和叔丁基裂分。很特征：異丙基裂分兩個—CH3偶合，使得—CH3的δs裂分為強度差不多的兩個峰（～1380，～1370）。特征。叔丁基裂分分裂為～1400，～1370兩個峰，較低頻峰是較高頻峰的兩倍。特征。4、1500～1300主要為C—H變形振動第七十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五除X-H以外的單鍵伸縮振動：如分子骨架振動vC—C，vC—O等。其中vC—O與其他振動強烈偶合，位置變動較大（1300～1000），比如：

酯1300～1100。醇

1260～1000。B.指紋區(qū)1300～650cm-1第七十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五烯烴的面外變形振動用于順、反構(gòu)型的判斷。苯環(huán)上C—H彎曲振動的吸收峰與環(huán)上的取代類型有關(guān)鄰位取代770～730，s

雙取代

間位取代810～750，s725～680，m

對位取代860～800，s

單取代770～730，s710～690，s第八十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五4-3典型光譜一、脂肪烴類（一）烷烴

1.C-H伸縮振動

2.C-H彎曲振動特征峰疊加？

第八十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第八十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五烷烴吸收峰第八十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五σ/cm-12968293529032869283914661386136813611328T%42826316243666774652,4-dimethylpentane第八十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五↑

第八十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五正庚烷及庚烯-1的紅外光譜圖第八十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）烯烴特征峰1.C-H振動990910(s)730～665(s)980～960(s)890(s)820(s)2.C=C骨架振動發(fā)生π-π共軛或n-π共軛——共軛效應(yīng)將使吸收峰位移向低波數(shù)區(qū)10~30cm-1順式>反式取代基完全對稱時，峰消失反順第八十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第八十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五

3079cm-1=C-H~2900cm-1

C-H1642cm-1C=C=C-H伸縮振動3079cm-1；C-H伸縮振動~2900cm-1C=C伸縮振動1642cm-1；-CH=CH2

彎曲振動993,910cm-1

993,910cm-1-CH=CH2

1-辛烯紅外譜圖第八十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五965

cm-1

反-2-辛烯第九十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五順-2-辛烯700cm-1

C-H彎曲振動1650cm-1C=C伸縮振動第九十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（三）炔烴1.C-H振動2．C≡C骨架振動取代基完全對稱時，峰消失特征峰第九十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五二、芳香烴類特征峰1.芳氫伸縮振動2.芳環(huán)骨架伸縮振動當(dāng)芳環(huán)與不飽和基團共軛或含n電子基團相連時，1600峰產(chǎn)生分裂。3.泛頻峰出現(xiàn)在2000～1667cm-14.芳氫彎曲振動鑒別芳環(huán)的取代情況第九十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五峰與芳環(huán)的取代情況單取代710～690770～730(5H)

鄰二取代770～735(4H)

間二取代710～690750～810(3H)860～900(1H)

對二取代800～860(2H)第九十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第九十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五3030cm-1

苯環(huán)C-H伸縮振動1600cm-11500cm-1C=C骨架振動750cm-1700cm-1C-H面外彎曲振動第九十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五三、醇、酚、醚1.O-H伸縮振動：（一）醇、酚注：酚還具有苯環(huán)特征2.C-O伸縮振動：第九十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）醚1.鏈醚和環(huán)醚2.芳醚和烯醚在天然物中常出現(xiàn)甲氧基第九十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第九十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五正丁醇紅外光譜第一百頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百零一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百零二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五四、羰基化合物

（一）酮、醛、酰氯環(huán)酮：環(huán)張力↑，吸收峰→高波數(shù)區(qū)誘導(dǎo)效應(yīng)使吸收峰→高波數(shù)區(qū)

峰位排序：酸酐>酰鹵>酯類>醛>酮>羧酸>酰胺費米共振1.酮2.醛3.酰氯

1810180017351725171517101680第一百零三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五酮：只有一個吸收帶νC=O~1715cm-1第一百零四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五正丁醛第一百零五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百零六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五3.酸酐（二）羧酸、酯、酸酐2.酯1.羧酸羧酸鹽振動耦合第一百零七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百零八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五五、含氮化合物（一）胺特征區(qū)分→

第一百零九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百一十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百一十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百一十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）酰胺特征區(qū)分→注:共軛>誘導(dǎo)→波數(shù)↓仲酰胺第一百一十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百一十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（三）硝基第一百一十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（四）腈第一百一十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五3-4紅外分光光度計與制樣紅外吸收光譜儀主要部件有：光源、樣品池、單色器、檢測器、放大記錄系統(tǒng)根據(jù)紅外吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理不同可分為：色散型紅外分光光度計

傅立葉變換紅外分光光度計（FT-IR）第一百一十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百一十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五單色器光源樣品室探測器顯示器繪圖儀計算機干涉圖光譜圖FTS一、主要部件第一百一十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外光譜儀中所用的光源通常是一種惰性固體，用電加熱使之發(fā)射高強度的連續(xù)紅外輻射。常用的是Nernst燈或硅碳棒。

Nernst燈是用氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結(jié)而成的中空棒或?qū)嵭陌?。工作溫度約1750℃，波數(shù)范圍寬，為5000～400cm-1

。1．光源第一百二十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五但Nernst燈在室溫下是非導(dǎo)體，因此在工作之前要預(yù)熱，它的優(yōu)點是發(fā)光強度高，尤其在>1000cm-1的高波數(shù)區(qū)，使用壽命長，穩(wěn)定性較好。缺點是價格比硅碳棒貴，機械強度差，且操作不如硅碳棒方便。

硅碳棒是由碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度在1200℃。出于它在低波數(shù)區(qū)域發(fā)光較強，因此使用波數(shù)范圍寬，為5000～400cm-1。此外，其優(yōu)點是堅固，發(fā)光面積大，壽命長。第一百二十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五色散元件有棱鏡和光柵兩種。一般儀器多用復(fù)制光柵，具有分辨率高，價格便宜、維護和使用方便的特點。

與紫外－可見分光光度法中的單色器用途相似。2.單色器第一百二十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五有氣體池和液體池兩種。氣體池主要用于測量氣體及沸點較低的液體樣品。

氣體池一般是兩端為氯化鈉或溴化鈉鹽片窗的玻璃筒，光程可以從數(shù)厘米到幾米，長光程氣體池通常用于低濃度氣體、弱吸收氣體等分析。

液體池用于分析常溫下不易揮發(fā)的液體樣品及固體樣品。3.吸收池第一百二十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五現(xiàn)今常用的紅外槍測器是高真空熱電偶檢測器。

真空熱電偶是利用不同導(dǎo)體構(gòu)成回路時的則差電現(xiàn)象．將溫差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娢徊?。它以一小片涂黑的金箔作為紅外輻射的接受面。在金箔的一面焊有兩種不同的金屬、合金或半導(dǎo)體作為熱接點，而在冷接點端(通常為室溫)連有金屬導(dǎo)線。4.檢測器第一百二十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外光譜儀一股都有記錄儀自動記錄譜圖。新型的儀器還配有微處理機，以控制儀器的操作、譜圖中各種參數(shù)、譜圖的檢測等。5．顯示器第一百二十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。

1、試樣應(yīng)該是單一組份的純物質(zhì)，純度應(yīng)>98%或符合商業(yè)規(guī)格，才便于與純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)光譜進行對照。

2、試樣的濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透光率處于10%～80%范圍內(nèi)。二、制樣第一百二十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五

3、試樣中不應(yīng)含有游離水。水本身有紅外吸收，會嚴(yán)重干擾樣品譜。不同存在狀態(tài)的樣品，其制備及處理的方法不同：（1）氣體樣品：氣態(tài)樣品可在玻璃氣槽內(nèi)進行測定，它的兩端粘有紅外透光的NaCl或KBr窗片。先將氣槽抽真空，再將試樣注入。第一百二十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（1）氣體樣品：第一百二十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（2）液體和溶液試樣沸點較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入封閉液體池中，液層厚度一般為0.01～1mm

沸點較高的試樣，直接滴在兩片鹽片之間，形成0.01mm液膜。第一百二十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百三十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（3）固體試樣壓片法：將1～2mg試樣與200mg純KBr研細均勻，置于模具中，用（5～10）107Pa壓力在油壓機上壓成透明薄片，即可用于測定。試樣和KBr都應(yīng)經(jīng)干燥處理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影響。第一百三十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百三十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五

石蠟糊法：

將干燥處理后的試樣研細，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。薄膜法：

主要用于高分子化合物的測定?？蓪⑺鼈冎苯蛹訜崛廴诤笸恐苹驂褐瞥赡ぁＲ部蓪⒃嚇尤芙庠诘头悬c的易揮發(fā)溶劑中，涂在鹽片上，待溶劑揮發(fā)后成膜測定。第一百三十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五6-5應(yīng)用與示例齊齊哈爾第二制藥廠生產(chǎn)的假藥亮菌甲素，應(yīng)用原料為丙二醇，實用是二甘醇。一、定性鑒別常用方法：（1）與對照品比較法；（2）與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對比法；第一百三十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五特征區(qū)與指紋區(qū)1．特征區(qū)：4000~1250cm-1的高頻區(qū)包含H的各種單鍵、雙鍵和三鍵的伸縮振動及面內(nèi)彎曲振動特點：吸收峰稀疏、較強，易辨認(rèn)注：特征峰常出現(xiàn)在特征區(qū)2．指紋區(qū)：1250~400cm-1的低頻區(qū)包含C—X（X：O，H，N）單鍵的伸縮振動及各種面內(nèi)彎曲振動特點：吸收峰密集、難辨認(rèn)→指紋注：相關(guān)峰常出現(xiàn)在指紋區(qū)第一百三十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五紅外光譜的重要區(qū)段第一百三十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五vOH3700～2500cm-1，是判斷醇、酚、酸的重要依據(jù)。

vNH3500～3300cm-1。若N上有兩個H，可在3500～3300cm-1范圍出現(xiàn)兩個峰。vCH：飽和vCH（3000以下）和不飽和vCH（3000以上）1、3750～2500cm-1

—含氫基團伸縮振動區(qū)第一百三十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五R—C≡C—R′

如果R=R′紅外非活性。

R≠R′不對稱炔（2260～2190）端基炔R—C≡CH（2140～2100）

vC≡N2400～2100，特征。2、2500～2000cm-1

——叁鍵及累積雙鍵伸縮振動區(qū)。第一百三十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五3、2000～1500——雙鍵伸縮振動區(qū)

vC=C1700～1600，強度比較弱，甚至觀察不到。

芳烴vC=C骨架振動1650～1450，m→s，2～4個峰（一般為3）。特征。

vC=O1900～1500，吸收強烈且受其他吸收帶干擾的可能性較小。第一百三十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五酮C=O1725～1705,VS，特征。醛1740～1720，s。不飽和醛，紅移。酯1750～1725，s。特征。當(dāng)C=O與不飽和鍵共軛時，紅移。羧酸1760～1700，s，（二聚體1725

～1700，單體～1760）酸酐1810，1760，雙峰，系兩個羰基偶合所致。

vC=O倍頻3550～3200，w。第一百四十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五—CH3δas1450±20，mδs1380～1370，s，特征。異丙基裂分和叔丁基裂分。很特征：異丙基裂分兩個—CH3偶合，使得—CH3的δs裂分為強度差不多的兩個峰（～1380，～1370）。特征。叔丁基裂分分裂為～1400，～1370兩個峰，較低頻峰是較高頻峰的兩倍。特征。4、1500～1300主要為C—H變形振動第一百四十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五除X-H以外的單鍵伸縮振動：如分子骨架振動vC—C，vC—O等。其中vC—O與其他振動強烈偶合，位置變動較大（1300～1000），比如：

酯1300～1100。醇

1260～1000。5.指紋區(qū)1300～650cm-1第一百四十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五烯烴的面外變形振動用于順、反構(gòu)型的判斷。苯環(huán)上C—H彎曲振動的吸收峰與環(huán)上的取代類型有關(guān)鄰位取代770～730，

雙取代

間位取代810～750，

725～680，m

對位取代860～800，

單取代770～730，

710～690，第一百四十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五四、結(jié)構(gòu)分析

來源、純度、雜質(zhì)物理化學(xué)常數(shù)：沸點、熔點、折光率、旋光度等分子式：元素及原子個數(shù)，計算不飽和度

（一）樣品來源與性質(zhì)U=0：既無π鍵也無環(huán)狀結(jié)構(gòu)；U=1：可能含有一個雙鍵；U=2：可能兩個雙鍵+一個環(huán)；或一個三建；U=4：可能含有苯環(huán)；U=5：可能含有苯環(huán)+一個雙鍵第一百四十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五（二）光譜解析四先四后相關(guān)法：先特征后指紋，先強峰后弱峰，先粗查后細找，先否定后肯定，一組相關(guān)峰確認(rèn)一個官能團要求熟悉記憶第一百四十五頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五(三)解析示例例1：化合物的分子式為C6H14，IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。

7731378146128742926

29562963U=1+6+(0-14)/2=0第一百四十六頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五例2化合物的分子式為C8H14，IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。

U=1+8+(0-14)/2=2末端炔≡C-H伸縮振動3300cm-1

末端炔≡C-H面外變形振動625cm-1

C≡C伸縮振動2100cm-1

-CH3面外變形振動

1370cm-1n≥5720cm-1-CH2-面外變形振動

1470cm-1飽和與不飽和CH伸縮振動辛炔-1第一百四十七頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五1，2-二苯基乙烷例3第一百四十八頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五例4：化合物的分子式為C3H6O，IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。U=192199510281424164618482866

291430863329末端亞甲基彎曲振動νc-oVC=COH伸縮振動亞甲基變形振動921的倍頻飽和與不飽和-CH3、CH2對稱與反對稱伸縮振動第一百四十九頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五例5第一百五十頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五例6：化合物的分子式為C8H8O，IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。U=5單取代苯甲基酮69176112651360144615951685292430053062苯環(huán)VC=C甲基彎曲振動甲基酮的特征C=O共軛酮飽和與不飽和-CH3、CH2對稱與反對稱伸縮振動第一百五十一頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五某化合物的分子式為C7H9N，IR光譜圖如下，推斷結(jié)構(gòu)。解：第一百五十二頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五故峰的歸屬如下：第一百五十三頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期五第一百五十四頁，共一百七十四頁，編輯于2023年，星期