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1、第七章第七章 紅外光譜紅外光譜7.1 紅外譜圖基本知識紅外譜圖基本知識紅外吸收強度一般用強弱表示：紅外吸收強度一般用強弱表示：很強（很強（very strong, vs; 200）強（強（strong, s; = 75 200）中（中（medium, m; = 25 75）弱（弱（weak, w; = 5 25）很弱（很弱（very weak, vw; 5）變化（變化（variable, v）（ ：摩爾吸光系數(shù)）：摩爾吸光系數(shù)）7.2 紅外光譜原理紅外光譜原理7.2.1 雙原子分子的紅外吸收頻率雙原子分子的紅外吸收頻率經(jīng)典力學(xué)處理：經(jīng)典力學(xué)處理：1212kCk;k：化學(xué)鍵的力常數(shù)：化學(xué)鍵的力常
2、數(shù) ：折合質(zhì)量：折合質(zhì)量量子力學(xué)處理：量子力學(xué)處理：Enhn();(, , , ,)120 1 2 3 為基頻為基頻7.2.2 多原子分子的紅外吸收頻率多原子分子的紅外吸收頻率多原子分子有多種振動模式：多原子分子有多種振動模式：非線性分子的振動：非線性分子的振動：3n-6個自由度（基本振動）個自由度（基本振動）線性分子的振動：線性分子的振動： 3n-5個自由度（基本振動）個自由度（基本振動）伸縮振動伸縮振動(stretching)：沿鍵軸方向伸、縮的振動，：沿鍵軸方向伸、縮的振動， 其吸收頻率相對在高波數(shù)區(qū)。其吸收頻率相對在高波數(shù)區(qū)。彎曲振動彎曲振動(bending)： 除伸縮振動以外的其它振
3、動，除伸縮振動以外的其它振動， 其吸收頻率相對在低波數(shù)區(qū)。其吸收頻率相對在低波數(shù)區(qū)。HCHHCH對稱伸縮振動對稱伸縮振動 ssymmetric stretching反（非）對稱伸縮振動反（非）對稱伸縮振動 asasymmetric stretchingHCHHCHHCHHCH面內(nèi)彎曲振動或剪切振動面內(nèi)彎曲振動或剪切振動 s scissoring面內(nèi)彎曲振動或面內(nèi)搖動面內(nèi)彎曲振動或面內(nèi)搖動 rocking面外彎曲振動或面外搖動面外彎曲振動或面外搖動 wagging面外彎曲振動或扭曲面外彎曲振動或扭曲 twisting倍頻倍頻(overstone)：n ( n=2, 3, ; 為基頻為基頻)組合頻
4、組合頻(combination tone)：兩個或兩個以上基頻之差或和。：兩個或兩個以上基頻之差或和。耦合頻率耦合頻率(coupling tone)：兩個基團相鄰且它們的振動基頻：兩個基團相鄰且它們的振動基頻相差又不大時，振動的耦合引起吸收頻率偏離基頻，一個相差又不大時，振動的耦合引起吸收頻率偏離基頻，一個移向高頻方向，一個移向低頻方向。移向高頻方向，一個移向低頻方向。費米共振費米共振(Fermi resonance)：當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻相：當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻相近時，由于其相互作用而產(chǎn)生的強吸收帶或發(fā)生的峰的分近時，由于其相互作用而產(chǎn)生的強吸收帶或發(fā)生的峰的分裂。裂。7.2.3 紅外吸
5、收強度紅外吸收強度紅外吸收強度由振動時偶極矩變化的大小決定。紅外吸收強度由振動時偶極矩變化的大小決定。分子中含有雜原子時，其紅外譜峰一般都較強。分子中含有雜原子時，其紅外譜峰一般都較強。7.3 官能團的特征頻率官能團的特征頻率影響官能團吸收頻率的因素：影響官能團吸收頻率的因素：1）電子效應(yīng)）電子效應(yīng)（1）誘導(dǎo)效應(yīng)）誘導(dǎo)效應(yīng)頻率降低頻率降低COFCOClCOBr1869cm-11785 1815cm-11812cm-1CORORCOROH1735 1750cm-11760cm-1頻率升高頻率升高COCO1715cm-1（2）中介效應(yīng)（共振效應(yīng)）中介效應(yīng)（共振效應(yīng)）伯、仲、叔酰胺羰基伯、仲、叔酰胺
6、羰基 1690cm-1CORNH2CORNH2（3）共軛效應(yīng)）共軛效應(yīng)COCO 、 -不飽和酮羰基：不飽和酮羰基： 1675cm-1芳酮羰基：芳酮羰基： 1690cm-1親電誘導(dǎo)效應(yīng)（親電誘導(dǎo)效應(yīng)（-I）與供電共軛效應(yīng)（）與供電共軛效應(yīng)（+C）1735cm-1 (-I +C)(a)CORORCORSR1690cm-1 (-I +C)COSRCOOR1725cm-1 (-I +C)1665cm-1 (-I C=O 1715C=C 1630苯環(huán)苯環(huán)1600158015001460-NO21550 1370 1460 1380 -CH31470 -CH2- C-O-C13001020C-OH伯伯仲仲
7、叔叔酚酚苯苯指指紋紋區(qū)區(qū)COOH3000苯環(huán)的組合頻和苯環(huán)的組合頻和面外彎曲振動譜帶面外彎曲振動譜帶酰胺的特征峰：酰胺的特征峰：1）N-H伸縮振動：伸縮振動：3500-3050cm-12）C=O伸縮振動（酰胺伸縮振動（酰胺 I 帶）：帶）： 伯酰胺伯酰胺 仲酰胺仲酰胺 叔酰胺叔酰胺1690(1650)cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-13）N-H剪切振動與剪切振動與C-N伸縮振動（酰胺伸縮振動（酰胺 II 帶）：帶）： 伯酰胺伯酰胺 仲酰胺仲酰胺1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-14） C-N伸縮振動：伸縮振動： 伯酰胺：伯酰胺：1400-1430cm-1（m）7.4.2 紅外譜圖解析要點及注意事項紅外譜圖解析要點及注意事項1）紅外吸收譜的三要素（位置、強度、峰形）紅外吸收譜的三要素（位置、強度、峰形）2）同一基團的幾種振動的相關(guān)峰是同時存在的）同一基團的幾種振動的相關(guān)峰是同時存在的3）紅外譜圖解析順序）紅外譜圖解析順序 （1）由官能團區(qū)找出官能團）由官能團區(qū)找出官能團 （2）判斷苯環(huán)取代位置、烯的取代等）判斷苯環(huán)取代位置、烯的取代等 （3）與標準紅外譜圖對比）與標準紅外譜圖對比4）標準紅外譜圖的應(yīng)用）標準紅外譜圖的應(yīng)用 Sadtler紅外譜圖集紅外譜圖集
有機化合物譜圖解析 第7章
