红外光谱ppt课件

.,1,第6章,红外光谱法（Infraredspectroscopy,IR）,.,2,本章内容:,4.1分子的振动和红外吸收光谱4.2红外光谱仪4.3有机物结构与红外光谱的关系4.4红外光谱法的应用4.5红外光谱新技术,.,3,4.1分子的振动和红外吸收光谱法,1）双原子分子振动2）多原子分子振动3）红外光谱的产生4）红外光谱的强度,.,4,4.1.1双原子分子振动,经典力学解释：质量分别为m1和m2的原子，依靠类似弹簧的化学键连在一起。,m1,m2,.,5,分子振动的频率,：振动频率HZK：键力常数：折合质量,分子振动频率,.,6,h,.,7,入射光频率与分子振动频率相等时，分子将吸收入射光，振动振幅加大，产生吸收光谱，因此，吸收光谱的频率为,例：H-Cl键振动,.,8,从量子力学观点解释：振动能级是量子化的，不是连续的。振动能级能量,V：振动量子数,.,9,V=0,1,2,3当入射光子的能量为两个能级之差时，光子被吸收，振动能级跃迁光子的振动频率与经典力学结论类似,.,10,4.1.2多原子分子振动,伸缩振动对称伸缩振动反对称伸缩振动,弯曲振动剪式振动摇摆振动扭曲振动,.,11,对称伸缩振动，以-CH3为例,.,12,反对称伸缩振动,.,13,剪式振动,.,14,摇摆振动,.,15,扭曲振动,.,16,每一种振动对应一种频率的红外光的吸收，一个分子振动会产生很多频率的吸收，形成分子的红外吸收光谱。,4.1.3红外光谱的产生,.,17,红外吸收光谱,.,18,波长与波数,波长：=c/波数:=1/cm（每cm中波的个数）,.,19,红外光谱的波数范围,波长：2.5-15波数：4000-650cm-1,.,20,4.1.4红外光谱的强度1偶极矩变化红外吸收光谱强度取决于振动时偶极矩变化的大小，偶极矩变化大，吸收强度强；偶极矩变化小，吸收强度弱；偶极矩不变，吸收强度为零。以CH3-CH3和CO2为例说明。2振动简并3仪器检测灵敏度4检测的波长范围,.,21,4.1.4红外光谱法定性分析基础,官能团与特征吸收频率2影响官能团吸收频率的因素,.,22,红外光谱图的六个区域,4000-2500cm-1X-H伸缩振动区2500-2000cm-1三键伸缩振动区2000-1500cm-1双键伸缩振动区1500-1300cm-1C-H弯曲振动区1300-910cm-1单键伸缩振动区910cm-1以下苯环取代,.,23,4000-2500cm-1X-H伸缩振动（X=O、N、C）,OH伸缩：3200-3650cm-1NH伸缩：3300-3500cm-1CH伸缩：3000cm-1饱和3000cm-1,.,24,OH伸缩振动,游离OH,缔合OH,3600(中),3300(强，宽),.,25,NH伸缩振动,NH2,NH,3200（中）,3400（中）,3300（中）,.,26,CH伸缩振动（饱和C）,2960,2925,2870,2850,.,27,CH伸缩振动（不饱和C）,烯,苯,3080（中）,3030（弱）,.,28,2500-2000cm-1三键和垒积双键伸缩振动,炔,CC,CN,OCO(反对称体),2140(中),2240(中),2350(中),.,29,2000-1500cm-1双键伸缩振动,羰基,芳环,C=C双键,1740（强）,1600（中）,1500（中）,1640（强）,.,30,1500-1300cm-1C-H弯曲振动,CH3,CCH3CH3,CH2,1460,1380（中）,1460（中）,1375,.,31,1300-910cm-1单键伸缩振动区C-O醇：酚：醚：,.,32,910cm-1以下取代苯C-H弯曲,单取代：770-730，710-6901,2取代：7701,3取代：810-750，710-6901,4取代：830-8101,3,5取代：910-8401,2,4取代：810，850-900,.,33,影响官能团吸收频率的因素1）诱导效应2）共轭效应3）氢键的影响,.,34,4.2红外光谱仪,4.2.1色散型红外光谱仪4.2.2傅里叶变换型红外光谱仪,.,35,4.2.1色散型红外光谱仪,光源：镍铬丝圈，硅碳棒，能斯特灯分光器：光栅吸收池（样品台）：KBr或Nacl检测器：热电偶、高莱池，硫酸三苷肽,.,36,色散型红外光谱仪,.,37,色散型红外光谱仪缺点,扫描速度慢：一个谱需约4分钟灵敏度差分辩率低,.,38,4.2.2傅里叶变换型红外光谱仪(FouriertransformInfraredspectroscopy,FTIR),光源：同色散型红外光谱仪麦克尔逊干涉仪：动镜定镜分束器吸收池：液体吸收池盐片检测器：计算机：,.,39,傅立叶变换红外光谱仪,.,40,4.2.3样品制备,涂膜法压片法,.,41,4.4红外光谱法应用,4.4.1有机化合物结构分析1目标化合物验证样品制备做红外光谱图查红外标准谱图,.,42,萨特勒红外标准谱,theSadtelerstandardspectra，IR索引：分子组成式C，H，O，N化合物名称,.,43,2.未知物定性分析,谱图解析方法根据分子式（如果有）计算不饱和度根据吸收峰确定官能团根据官能团和分子式，给出可能的结构根据其他信息给出最终结构式,.,44,谱图解析例1,某化合物分子式为C4H8O2,谱图如下,求结构,.,45,3000cm-1CH2,CH31740cm-1C=01470CH21375CH31239C-O-C,解释,.,46,可能的结构,CH3,C,C2H5,O,O,HC,O,O,C3H7,C2H5,C,CH3,O,O,.,47,最后判断：,查标准谱图sadtler标准谱图用标准样品进一步分析谱图或借助其他信息,.,48,谱图解析例2,某化合物分子式为C8H10,谱图如下,求结构,.,49,