《紅外光譜分析》課件.ppt

1、1,第五章 紅外光譜法 （Infra-red Analysis, IR）,5.1 概述 5.2 基本原理 1. 產(chǎn)生紅外吸收的條件 2. 分子振動(dòng) 3. 譜帶強(qiáng)度 4. 振動(dòng)頻率 5. 影響基團(tuán)頻率的因素 5.3 紅外光譜儀器 5.4 試樣制備 5.5 應(yīng)用簡(jiǎn)介,2,3,5.1 概述 定義： 紅外光譜又稱分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，屬分子吸收光譜。樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收其中一些頻率的輻射，分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起偶極矩的凈變化，使振-轉(zhuǎn)能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強(qiáng)減弱，記錄百分透過率T%對(duì)波數(shù)或波長(zhǎng)的曲線，即為紅外光譜。 它只對(duì)紅外光譜輻射的選擇性吸收，能反映分子內(nèi)部

2、結(jié)構(gòu)在振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜區(qū)域內(nèi)吸收能力的分布情況，可以從紅外光譜的波形、波峰的強(qiáng)度和位置及其數(shù)目，研究物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 主要用于化合物鑒定及分子結(jié)構(gòu)表征，有時(shí)也用于定量分析。,4,紅外光譜的表示方法： 紅外光譜以T或T 來(lái)表示，下圖為苯甲酮的紅外光譜。,注意換算公式：,縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度；橫坐標(biāo)為波長(zhǎng) （m）和波數(shù)1/ （cm-1）。也可以用峰數(shù)、峰位、峰形和峰強(qiáng)來(lái)描述。,5,2. 紅外光區(qū)劃分,6,3. 紅外光譜特點(diǎn) 1）紅外吸收只有振-轉(zhuǎn)躍遷，能量低； 2）應(yīng)用范圍廣：除單原子分子及單核分子外，幾乎所有有機(jī)物均有紅外吸收； 3）分子結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的表征：通過IR譜的波數(shù)位置、波峰數(shù)目及強(qiáng)度確定分子

3、基團(tuán)、分子結(jié)構(gòu)； 4）定量分析； 5）固、液、氣態(tài)樣均可用，且用量少、不破壞樣品； 6）分析速度快； 7）與色譜等聯(lián)用（GC-FTIR）具有強(qiáng)大的定性功能。,紫外、可見吸收光譜常用于研究不飽和有機(jī)物，特別是共軛體系的有機(jī)物，而紅外光譜法主要研究在振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物。因此，除了單原子和同核原子如Ne、He、O2、H2等之外幾乎所有有機(jī)化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收。,圖譜,7,5.2 基本原理 1. 產(chǎn)生紅外吸收的條件 分子吸收輻射并產(chǎn)生振轉(zhuǎn)躍遷必須滿足兩個(gè)條件： 條件一：輻射光子的能量應(yīng)滿足分子躍遷所需要的能量。 根據(jù)量子力學(xué)原理，分子振動(dòng)能量Ev 是量子化的，即 EV=（V+1/2）

4、h 為分子振動(dòng)頻率，V為振動(dòng)量子數(shù)，其值取 0，1，2， 分子中不同振動(dòng)能級(jí)差為 EV=(V1+1/2)h -(V0+1/2)h = Vh 也就是說(shuō)，只有當(dāng)EV=Ea或者a=V 時(shí)，才有可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。例如當(dāng)分子從基態(tài)（V=0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（V=1），此時(shí)V=1，即a= 。 發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征！,8,條件二：輻射與物質(zhì)之間必須有耦合（Coupling）作用。,分子結(jié)構(gòu)可以被看成是由電子和分子構(gòu)成。由于其空間構(gòu)型不同其正負(fù)電荷中心可以重合，也可以不重合，前者稱為非極性分子，后者稱為極性分子，分子的極性大小可用偶極矩（

5、dipole moment, ）來(lái)表示。q: 電荷量；d：兩個(gè)電荷中心間距矢量，方向是從正電荷指向負(fù)電荷。, = qd,d不斷變化,不斷變化,為滿足紅外吸收光譜條件，分子振動(dòng)必須伴隨偶極矩變化。能量轉(zhuǎn)移的機(jī)理是通過振動(dòng)過程所導(dǎo)致的偶極矩的變化和交變的電磁場(chǎng)（紅外線）相互作用發(fā)生的。當(dāng)輻射頻率與偶極子頻率相匹時(shí)，分子才與輻射相互作用（振動(dòng)耦合）。,9,10,11,某些鍵的伸縮力常數(shù)（N/cm）,影響基本振動(dòng)躍遷的波數(shù)或頻率的直接因素為化學(xué)鍵力常數(shù) k 和原子質(zhì)量。 1）k 大，化學(xué)鍵的振動(dòng)波數(shù)高，如: kCC(2222cm-1)kC=C(1667cm-1)kC-C(1429cm-1)（質(zhì)量相近）

6、 2）質(zhì)量m大，化學(xué)鍵的振動(dòng)波數(shù)低，如: mC-C(1430cm-1)mC-N(1330cm-1)mC-O(1280cm-1)(力常數(shù)k相近）,12,例如：HCl分子k=5.1 N/cm，則HCl的振動(dòng)頻率為： 對(duì)于C-H：k=5 mdyn/; =2920 cm-1 對(duì)于C=C，k=10 mdyn/, =1683 cm-1 對(duì)于C-C，k=5 mdyn/； =1190 cm-1,問題：C=O 強(qiáng)；C=C 弱；為什么？ 吸收峰強(qiáng)度躍遷幾率偶極矩變化；吸收峰強(qiáng)度 偶極矩的平方；偶極矩變化結(jié)構(gòu)對(duì)稱性：對(duì)稱性差偶極矩變化大吸收峰強(qiáng)度大,13,2）多原子分子 多原子分子的振動(dòng)更為復(fù)雜（原子多、化學(xué)鍵多、

7、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜），但可將其分解為多個(gè)簡(jiǎn)正振動(dòng)來(lái)研究。 簡(jiǎn)正振動(dòng) 整個(gè)分子質(zhì)心不變、整體不轉(zhuǎn)動(dòng)、各原子在原地作簡(jiǎn)諧振動(dòng)且頻率及相位都相同，此時(shí)分子中的任何振動(dòng)可視為所有上述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的線性組合。 簡(jiǎn)正振動(dòng)基本形式 伸縮振動(dòng)：原子沿鍵軸方向伸縮，鍵長(zhǎng)變化但鍵角不變的振動(dòng)。 變形振動(dòng)：基團(tuán)鍵角發(fā)生周期性變化，但鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng)。又稱 彎曲振動(dòng)或變角振動(dòng)。,14,變形振動(dòng),伸縮振動(dòng),下圖給出了各種可能的振動(dòng)形式（以甲基和亞甲基為例）：,15,亞甲基的兩類振動(dòng)方式,變形振動(dòng),伸縮振動(dòng),16,3. 理論振動(dòng)數(shù)（基頻吸收帶，峰數(shù)） 設(shè)分子的原子數(shù)為n， 非線型分子：理論振動(dòng)數(shù)=3n-6。 如H2O分子，其振動(dòng)數(shù)為

8、33-6=3 線型分子：理論振動(dòng)數(shù)=3n-5。 如CO2分子，其理論振動(dòng)數(shù)為33-5=4,非線型分子：n個(gè)原子組成的非線性分子有3n個(gè)自由度，但有3個(gè)平動(dòng)和3個(gè)繞軸轉(zhuǎn) 動(dòng)無(wú)能量變化； 線型分子：n個(gè)原子組成的線性分子有3n個(gè)自由度，但有3個(gè)平動(dòng)和2個(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú) 能量變化。,17,乙 醛：,(CH3) 1460 cm-1，1375 cm-1 (CH3) 2930 cm-1，2850cm-1,18,19,4. 譜帶強(qiáng)度 紅外吸收譜帶的強(qiáng)度取決于振動(dòng)時(shí)偶極矩的變化，而偶極矩與分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱性有關(guān)。分子對(duì)稱度高，振動(dòng)偶極矩小，產(chǎn)生的譜帶就弱；反之則強(qiáng)。 如C=C，C-C因?qū)ΨQ度高，其振動(dòng)峰強(qiáng)度??；而C=

9、X，C-X，因?qū)ΨQ性低，其振動(dòng)峰強(qiáng)度就大。峰強(qiáng)度可用很強(qiáng)（vs）、強(qiáng)（s）、中（m）、弱（w）、很弱（vw）等來(lái)表示。 說(shuō)明： 1）吸收峰強(qiáng)度與分子偶極距變化的平方成正比。而偶極距變化主要由化學(xué)鍵兩端原子間的電負(fù)性差、振動(dòng)形式以及其它如共振、氫鍵、共軛等因素； 2）強(qiáng)度比UV-Vis強(qiáng)度小2-3個(gè)數(shù)量級(jí)； 3）IR光度計(jì)能量低，需用寬狹縫，同一物質(zhì)的隨不同儀器而不同，因此常用vs, s, m等來(lái)表示吸收強(qiáng)度。,20,5. 振動(dòng)頻率 1）基團(tuán)頻率 中紅外光譜區(qū)可分為40001300（1800）cm-1和1800（1300）600cm-1兩個(gè)區(qū)域?；鶊F(tuán)頻率區(qū)位于40001300cm-1之間，又稱官

10、能團(tuán)區(qū)，或特征區(qū)，是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收帶。 基團(tuán)頻率區(qū)可分為三個(gè)區(qū)： 1區(qū)：X-H伸縮振動(dòng)區(qū)（4000-2500cm-1 ） 2區(qū)：叁鍵及累積雙鍵區(qū)（25001900cm-1） 3區(qū)：雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（19001200cm-1）,21,1區(qū)：X-H伸縮振動(dòng)區(qū)（4000-2500cm-1 ）,22,23,3區(qū)：雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（19001200cm-1）,C,酸酐的C=O：兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合裂分出現(xiàn)雙吸收峰（18201750 cm-1 ）。對(duì)稱性酸酐， 兩吸收峰高度接近，高波數(shù)峰稍強(qiáng)；對(duì)環(huán)形結(jié)構(gòu)，在低波數(shù)出現(xiàn)強(qiáng)峰。 羧酸的C=O：18201750 cm-1，氫鍵，二分子締合體；,24,25,26,基

11、團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù),27,28,6. 影響基團(tuán)頻率的因素 經(jīng)典力學(xué)導(dǎo)出的波數(shù)計(jì)算式為近似式。 分子振動(dòng)的波數(shù)與分子結(jié)構(gòu)（內(nèi)因）和所處的化學(xué)環(huán)境（外因）有關(guān)。 基團(tuán)頻率主要由化學(xué)鍵的力常數(shù)決定。但分子結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境因素也對(duì)其頻率有一定的影響。 1）電子效應(yīng)：引起化學(xué)鍵電子分布不均勻的效應(yīng)。 誘導(dǎo)效應(yīng)（Induction effect）：取代基電負(fù)性靜電誘導(dǎo)電子分布改變力常數(shù)k 增加特征頻率增加（移向高波數(shù)或“藍(lán)移”）。,R-COR(1715cm-1); R-COH(1730cm 1); R-COCl (1800cm-1); R-COF(1920cm-1); F-COF(1928cm-1) ; R-CO

12、NH2(1920cm-1),29,共軛效應(yīng)（Conjugated effect）：電子云密度平均化鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)k 降低特征頻率減?。ㄒ葡虻筒〝?shù)）。 當(dāng)誘導(dǎo)與共軛兩種效應(yīng)同時(shí)存在時(shí)，振動(dòng)頻率的位移和程度取決于它們的凈效應(yīng)。 中介效應(yīng)（Mesomeric effect）：孤對(duì)電子與多重鍵相連產(chǎn)生的p- 共軛，結(jié)果類似于共軛效應(yīng)。如，酰胺中的C=O因N原子的共軛作用，使C=O上的電子云移向O原子，電子云平均化，鍵力常數(shù)下降，振動(dòng)頻率移向低波數(shù)，紅移。,30,2）氫鍵效應(yīng)（X-H） 形成氫鍵使電子云密度平均化（締合態(tài)），使體系能量下降，基團(tuán)伸縮振動(dòng)頻率降低，其強(qiáng)度增加但峰形變寬。 羧酸：RCOOH(C=O

13、=1760cm-1 ，O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(C=O=1700cm-1 ，O-H=3250-2500cm-1) 乙醇：CH3CH2OH（O=H=3640cm-1 ） (CH3CH2OH)2（O=H=3515cm-1 ） (CH3CH2OH)n（O=H=3350cm-1 ） 3）振動(dòng)耦合（Coupling） 當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并由同一原子相連時(shí)，兩個(gè)振動(dòng)相互作用（微擾）產(chǎn)生共振，譜帶一分為二（高頻和低頻）。如羧酸酐中兩個(gè)羧基的振動(dòng)耦合，分裂成兩個(gè)峰：C=O（ as1820、 s1760cm-1）,31,4）費(fèi)米（Fermi）共振 當(dāng)一振動(dòng)的倍頻與另一振動(dòng)的

14、基頻接近（2A=B）時(shí)，二者相互作用而產(chǎn)生強(qiáng)吸收峰或發(fā)生裂分的現(xiàn)象。,5）空間效應(yīng) 由于空間阻隔，分子平面與雙鍵不在同一平面，此時(shí)共軛效應(yīng)下降，紅外峰移向高波數(shù)。,C,CH,3,O,O,CH,3,C,CH,3,C=O=1663cm-1,C=O=1686cm-1,空間效應(yīng)的另一種情況是張力效應(yīng)：隨環(huán)張力增加，紅外峰向高波數(shù)移動(dòng)。四元環(huán)五元環(huán)六元環(huán)。,32,6）物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法 通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如丙酮在液態(tài)時(shí)，C=O=1718cm-1; 氣態(tài)時(shí)C=O=1742cm-1，因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。 7）溶劑效應(yīng) 極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極

15、性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O： 氣態(tài)時(shí)： C=O=1780cm-1 非極性溶劑： C=O=1760cm-1 （苯、四氫化碳等） 乙醚溶劑： C=O=1735cm-1 乙醇溶劑： C=O=1720cm-1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。,33,5.3 紅外光譜儀 目前有兩類紅外光譜儀：色散型和傅立葉變換型（Fourier Transfer, FT） 一、色散型：與雙光束UV-Vis儀器類似，但部件材料和順序不同。,調(diào)節(jié) T% 或稱基線調(diào)平器,置于吸收池之后可 避免雜散光的干擾,34,1）光源 常用的紅外光源有Nernst 燈和硅碳棒。,釷（Th，tu，三），鋯（Zr，gao，四），

16、釔（Y，yi，三）,35,2）吸收池 紅外吸收池使用可透過紅外的材料制成窗片；不同的樣品狀態(tài)（固、液、氣態(tài)）使用不同的樣品池，固態(tài)樣品可與晶體混合壓片制成。,銫,Tl，鉈 ta,36,3）單色器 由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個(gè)光柵來(lái)增加波數(shù)范圍，狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。一般不用透鏡，避免色差。 狹縫越窄，分辨率越高，但光源到達(dá)檢測(cè)器的能量輸出減少，這在紅外光譜分析中尤為突出。為減少長(zhǎng)波部分能量損失，改善檢測(cè)器響應(yīng)，通常采取程序增減狹縫寬度的辦法，即隨輻射能量降低，狹縫寬度自動(dòng)增加，保持到達(dá)檢測(cè)器的輻射能量的恒定。 4）檢測(cè)器及記錄儀 紅外光能量低，因此常用熱電偶、測(cè)熱輻射計(jì)、熱釋電檢測(cè)器和

17、碲鎘汞檢測(cè)器等。不使用光電管和光電倍增管。,37,幾種紅外檢測(cè)器,38,以光柵為分光元件的色散型紅外光譜儀不足之處： 1）需采用狹縫，光能量受到限制； 2）掃描速度慢，不適于動(dòng)態(tài)分析及和其它儀器聯(lián)用； 3）不適于過強(qiáng)或過弱的吸收信號(hào)的分析。,黃陂大余灣 20120408,39,二、傅立葉紅外光譜儀 它是利用光的相干性原理而設(shè)計(jì)的干涉型紅外分光光度儀。沒有色散元件。儀器組成為：,紅外光源,擺動(dòng)的 凹面鏡,擺動(dòng)的 凹面鏡,邁克爾遜 干涉儀,檢測(cè)器,樣品池,參比池,同步擺動(dòng),干涉圖譜,計(jì)算機(jī) 解析,紅外譜圖,還原,組成：光源（硅碳棒、高壓汞燈）、邁克爾遜干涉儀、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和記錄儀等。,40,書：

18、P87,41,42,43,多色干涉光經(jīng)樣品吸收后的干涉圖(a)及其Fourier變換后的紅外光譜圖(b),44,Fourier變換紅外光譜儀的優(yōu)點(diǎn)： 1）不需光學(xué)色散系統(tǒng)，廢出的狹縫大大提高了光能利用率；樣 品置于全部輻射波長(zhǎng)下，因此信噪比提高，測(cè)定靈敏度及準(zhǔn) 確度也大大提高； 2）分辨率提高：分辨率由反射鏡的線性移動(dòng)距離（距離增加， 分辨率提高，一般為0.5 cm-1，有的可達(dá)0.01 cm-1）； 3）掃描速度快，在小于1秒內(nèi)可獲得圖譜，比色散型儀器高幾 百倍； 4）測(cè)定的光譜范圍寬，可達(dá)10-104 cm-1。,45,5.4 試樣制備 一、對(duì)試樣的要求 1）試樣應(yīng)為“純物質(zhì)”（98%），

19、通常在分析前，樣品需要純化； 對(duì)于GC-FTIR則無(wú)此要求。 2）試樣不含有水（水可產(chǎn)生紅外吸收且可侵蝕鹽窗）； 3）試樣濃度或厚度應(yīng)適當(dāng)，以使T在合適范圍。 二、制樣方法 液體或溶液試樣： 1）沸點(diǎn)低易揮發(fā)的樣品：液體池法。 2）高沸點(diǎn)的樣品：液膜法（夾于兩鹽片之間）。 3）固體樣品可溶于CS2或CCl4等無(wú)強(qiáng)吸收的溶液中。,46,固體試樣： 1）壓片法：12mg樣+200mg KBr干燥處理研細(xì)：粒度小 于 2 m（散射?。┗旌蠅撼赏该鞅∑苯訙y(cè)定； 2）石蠟糊法：試樣磨細(xì)與液體石蠟混合夾于鹽片間； (石蠟為高碳數(shù)飽和烷烴，因此該法不適于研究飽和烷烴)。,3）薄膜法： 高分子試樣加熱熔融涂

20、制或壓制成膜； 高分子試樣溶于低沸點(diǎn)溶劑涂漬于鹽片揮發(fā)除溶劑 樣品量少時(shí)，采用光束聚光器并配微量池。,47,48,49,5.5 應(yīng)用簡(jiǎn)介 一、定性分析 1. 已知物的簽定 將試樣譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照或與相關(guān)文獻(xiàn)上的譜圖對(duì)照。 2. 未知物結(jié)構(gòu)分析 如果化合物不是新物質(zhì)，可將其紅外譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照。 如果化合物為新物質(zhì)，則須進(jìn)行光譜解析，其步驟為： 1）該化合物的信息收集：試樣來(lái)源、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、旋光率等； 2）不飽和度的計(jì)算： 通過元素分析得到該化合物的分子式，并求出其不飽和度過:,N為4、3、1價(jià)元素原子數(shù)目，2價(jià)如O、S等不參加計(jì)算。,50, = 0 時(shí)，分子是飽和的，分子為鏈狀烷烴

21、或其不含雙鍵的衍生物； = 1 時(shí)，分子可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)； =3 時(shí)，分子可能有兩個(gè)雙鍵或脂環(huán)； = 4 時(shí)，分子可能有一個(gè)苯環(huán)。 3）查找基團(tuán)頻率，推測(cè)分子可能的基團(tuán)； 4）查找紅外指紋區(qū)，進(jìn)一步驗(yàn)證基團(tuán)的相關(guān)峰； 5）通過其它定性方法進(jìn)一步確證：UV-Vis、MS、NMR、Raman等。 例：C2H4O,51,如何分析紅外譜圖 （1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型：根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度，公式：不飽和度 () = 1+n4+(n3-n1)/2 其中，n4：化合價(jià)為4價(jià)的原子個(gè)數(shù)（主要是C原子）；n3：化合價(jià)為3價(jià)的原子個(gè)數(shù)（主要是N原子）；n1：化合價(jià)為1價(jià)的原子個(gè)數(shù)（主要是H原子）。

22、例如：比如苯：C6H6，不飽和度6+1+（0-6）/24，3個(gè)雙鍵加一個(gè)環(huán)，正好為4個(gè)不飽和度；（2）分析33002800 cm-1區(qū)域C-H伸縮振動(dòng)吸收；以3000 cm-1為界：高于3000 cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動(dòng)吸收，有可能為烯，炔，芳香化合物，而低于3000 cm-1一般為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收；,52,（3）若在稍高于3000 cm-1有吸收，則應(yīng)在 22501450 cm-1頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收特征峰，其中：炔 22002100 cm-1；烯 16801640 cm-1；芳環(huán) 1600, 1580, 1500, 1450 cm-1若已確定為烯或芳香化合物，

23、則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū)，即1000650 cm-1的頻區(qū)，以確定取代基個(gè)數(shù)和位置（順反，鄰、間、對(duì)）； （4）碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團(tuán)，如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收來(lái)判定化合物的官能團(tuán)； （5）解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系起來(lái)，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在，如2820，2720和17501700 cm-1的三個(gè)峰，說(shuō)明醛基的存在。,53, 常用健值： a. 烷烴：C-H伸縮振動(dòng)（3000-2850 cm-1）；C-H彎曲振動(dòng)（1465-1340 cm-1）；一般飽和烴C-H伸縮均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的頻率吸收； b. 烯烴：烯烴C-H伸縮（

24、31003010 cm-1）；C=C伸縮(16751640 cm-1)；烯烴C-H面外彎曲振動(dòng)（1000675 cm-1）； c. 炔烴：伸縮振動(dòng)（22502100 cm-1）；炔烴C-H伸縮振動(dòng)（3300 cm-1附近）； d.芳烴：31003000 cm-1 芳環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)；16001450 cm-1 C=C 骨架振動(dòng)。,54,紅外譜圖解析,as1460 cm-1,1烷烴（CH3，CH2，CH）(C-C，C-H ),overlap,55,56,C）CH2面外變形振動(dòng)-(CH2)n-，證明長(zhǎng)碳鏈的存在。,n=1 770785 cm-1（中 ） n=2 740 750 cm-1 （中 ）

25、 n=3 730 740 cm-1（中 ） n 722 cm-1 （中強(qiáng) ）,D）CH2和CH3的相對(duì)含量也可以由1460 cm-1和 1380 cm-1的峰強(qiáng)度估算進(jìn)行估算。,57,58,2. 烯烴和炔烴：=C-H、 C-H、C=C、CC伸縮振動(dòng)；C-H變形振動(dòng) A）C-H 伸縮振動(dòng)( 3000 cm-1),59,B）C=C 伸縮振動(dòng)（1680-1630 cm-1 ）,分界線1660cm-1,(C=C),反式烯,三取代烯,四取代烯,1680-1665 cm-1 弱，尖,順式烯,乙烯基烯,亞乙烯基烯,1660-1630cm-1 中強(qiáng)，尖,a) 分界線1660cm-1 b) 順式峰強(qiáng)，反式則弱

26、c) 四取代（不與O，N等相連） 無(wú)(C=C)峰 d) 端烯的強(qiáng)度大 e) 共軛使(C=C)下降20-30 cm-1,60,C）C-H 變形振動(dòng)(1000-700 cm-1 ) 面內(nèi)變形=C-H 1400-1420 (弱); 面外變形=C-H 1000-700 (有價(jià)值),61,62,1-壬烯9,63,烯烴順、反異構(gòu)體,64,3. 醇 (-OH) : O-H、C-O A）-OH 伸縮振動(dòng)(3600 cm-1) B）C-O伸縮振動(dòng)(1100 cm-1),游離醇酚,伯-OH 3640cm-1 仲-OH 3630cm-1 叔-OH 3620cm-1 酚-OH 3610cm-1,-OH, C-O,10

27、50 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1,支化：-15 cm-1,不飽和：-30 cm-1,65,-OH基團(tuán)特性,分子間氫鍵：雙分子締合（二聚體）3550-3450 cm-1 多分子締合（多聚體）3400-3200 cm-1 分子內(nèi)氫鍵：多元醇（如1，2-二醇 ）3600-3500 cm-1 螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500 cm-1 多分子締合（多聚體）3400-3200 cm-1 水（溶液）3710 cm-1 水（固體）3300cm-1 水（結(jié)晶）3600-3450 cm-1 *分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。,66,67,6

28、8,69,4. 醚（C-O-C）,70,5醛、酮,71,醛,72,6羧酸及其衍生物,73,7. 酰胺,74,不同酰胺吸收峰數(shù)據(jù),75,8. 酸酐和酰氯,76,9. 氰基化合物 (CN=2275-2220cm-1),77,硝基化合物,as (N=O)=1565-1545cm-1 s(N=O)=1385-1350cm-1,脂肪族,芳香族,as （N=O）=1550-1500cm-1 s （N=O）=1365-1290cm-1,78,4-Br-ONA 的IR鑒定：在15921501cm-1范圍內(nèi)的伸縮振動(dòng)表明苯環(huán)骨架的存在；當(dāng)苯環(huán)與-NO2等基團(tuán)發(fā)生共軛時(shí)1500 cm-1譜峰強(qiáng)度增加很多，因此，伸

29、縮振動(dòng)1364cm-1、1337cmcm-1和 1501 cm-1譜峰結(jié)合可說(shuō)明-NO2基團(tuán)的存在；N-H伸縮振動(dòng)發(fā)生在35003300 cm-1之間，伯胺產(chǎn)生的兩個(gè)峰，因此，從圖中可知3472cm-1 和3354cm-1是-NH2基團(tuán)的譜峰；從紅外圖譜700900 cm-1之間分析苯環(huán)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可以看到在810 cm-1和880cm-1左右有較強(qiáng)的兩個(gè)吸收峰，屬于苯環(huán)上1,2,4三取代的特征吸收，而在此區(qū)域1,2,3三取代苯環(huán)上C-H面外彎曲振動(dòng)在800cm-1以下，1,3,5三取代的吸收峰在在810 cm-1和750cm-1。,IR spectrum of 4-Br-2-nitranil

30、ine,79,作業(yè)：未知物結(jié)構(gòu)確定,1. 未知物,80,2. 推測(cè)C4H8O2的結(jié)構(gòu),解：1）=1-8/2+4=1 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu),81,3. 推測(cè)C8H8純液體,解：1） =1-8/2+8=5 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu),82,4. C8H7N，確定結(jié)構(gòu),解：1） =1-（1-7）/2+8=6 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu),83,激光拉曼光譜分析法Laser Raman Spectroscopy,85,一、激光拉曼光譜基本原理,E0基態(tài)，E1振動(dòng)激發(fā)態(tài)；E0 + h0 ，E1 + h0 激發(fā)虛態(tài)。獲得能量后，躍遷到激發(fā)虛態(tài)。,1928年印度物理學(xué)家Raman C V 發(fā)現(xiàn)；1960年快速發(fā)展。,86,當(dāng)Raman散射的兩種躍遷能量