红外光谱法.ppt123

1、 212eUKrr 1()2VEVh v 12VEhv 121212Kummumm 112cKcu 1302Ku 111130729.6 13071650cm12/ 2kkcuu 正己烯中正己烯中C=CC=C键伸缩振动频率实测值为键伸缩振动频率实测值为1652cm1652cm-1-1变形振动变形振动 用用分子平动和转动自由度分子平动和转动自由度 分子的质心可以沿分子的质心可以沿x、y和和z三个坐标方向平移，三个坐标方向平移，故分子的平动自由度等于故分子的平动自由度等于3。只有原子在空间的位置发生改变的转动，才能只有原子在空间的位置发生改变的转动，才能形成一个自由度。形成一个自由度。 线性分子共

2、有线性分子共有3个平动自由度，个平动自由度，2 个转动自由度。个转动自由度。非线性分子共有非线性分子共有3个平动自由度，个平动自由度，3 个转动自由度。个转动自由度。xyz线性分子平动和转动自由度线性分子平动和转动自由度yxz 线性分子围绕线性分子围绕x和和y轴的转动轴的转动,引起原子的位置改引起原子的位置改变，因此各形成一个转动自由度。分子绕变，因此各形成一个转动自由度。分子绕z轴转动，轴转动，原子的位置没有改变，不能形成转动自由度。原子的位置没有改变，不能形成转动自由度。xyz非线性分子平动和转动自由度非线性分子平动和转动自由度OHHHHOOHHs-1as-1-1OHOHOH3652cm

3、3756cm 1595cm+s1as111C=OC=OC=OC=O OCO OCO OC=O OCO1340cm 2350cm 666cm 6 66cm 2211 ()()22Ehv VVx (12 )Ehvx RCROOORCORRCClRCFO1715cm-11870cm-11800cm-11735cm-1诱导效应：诱导效应：RCRORCO1715cm-11685cm-1RCSROORCRRCORO1690cm-11715cm-11735cm-1OOOCH2CH2CH2CH21715cm-11745cm-11775cm-11650cm-11657cm-11678cm-11731cm-116

4、39cm-11623cm-11566cm-13225325CHCCHCOC HCHC=CHCOC H OOOHO1717cm-11738cm-11650cm-1 一般情况下两者共存，但温度、溶剂等条件一般情况下两者共存，但温度、溶剂等条件不同的体积中两种互变异构体的相对比例有很大不同的体积中两种互变异构体的相对比例有很大差别。差别。 下表是下表是18时在不同溶剂中烯醇式的含量时在不同溶剂中烯醇式的含量。 表表 不同溶剂中乙酰乙酸乙酯的烯醇式的含量（不同溶剂中乙酰乙酸乙酯的烯醇式的含量（18）C OHOCOHOOHOC 1760cm-11710cm-1气体或非极性溶剂的极稀溶液气体或非极性溶剂的

5、极稀溶液液态或固态液态或固态氢键可分为分子间氢键和分子内氢键氢键可分为分子间氢键和分子内氢键分子间氢键与溶液的浓度和溶剂的性质有关。分子间氢键与溶液的浓度和溶剂的性质有关。由于分子内氢键由于分子内氢键XHY不在同一直线上，因此其不在同一直线上，因此其XH伸缩振动谱带位置、强度和形状的改变，均较分伸缩振动谱带位置、强度和形状的改变，均较分子间氢键小。子间氢键小。振动偶合振动偶合 振动偶合振动偶合是指当两个化学键振动的频率相等或相是指当两个化学键振动的频率相等或相 近并具有一公共原子时，由于一个键的振动通过公共近并具有一公共原子时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个原子

6、使另一个键的长度发生改变，产生一个“微扰微扰”从从 而形成了强烈的振动相互作用。而形成了强烈的振动相互作用。 这种相互作用的结果，使振动频率发生变化，一这种相互作用的结果，使振动频率发生变化，一个向高频移动，一个向低频移动。振动偶合常出现在个向高频移动，一个向低频移动。振动偶合常出现在一些二羰基化合物中。一些二羰基化合物中。RCRCOOO例：酸酐例：酸酐1820cm-11760cm-1 当弱的倍频当弱的倍频(或组合频或组合频)峰位于某强的基频吸收峰位于某强的基频吸收峰附近时，它们的吸收峰强度常常随之增加，或峰附近时，它们的吸收峰强度常常随之增加，或发生分裂。发生分裂。例：正丁基乙烯醚例：正丁基

7、乙烯醚(C4H9OCCH2)21CH810cm 的倍频约在的倍频约在1600cm-1与烯基与烯基发生费米共振，在发生费米共振，在1640cm-1和和1613cm-1出现两个出现两个强的谱带。强的谱带。 不同物理状态下的硬脂酸的红外光谱图不同物理状态下的硬脂酸的红外光谱图 (a)CCl4溶液中和溶液中和CS2溶液中；溶液中；(b) 多晶型膜多晶型膜,室温；室温；同同(b),-1963000 cm-1 以下以下3CHs 3CHas 2CHas 2CHs CHs CHas 3CHs 2CH 2CH 庚烷庚烷CH3CHCH2CHCH3CH3CH32,4-二甲基戊烷二甲基戊烷2, 2,4-三甲基戊烷三甲

8、基戊烷=C-Has 1-己烯的红外光谱图己烯的红外光谱图2,4,4-2,4,4-三甲基戊烯三甲基戊烯-1 -169015 cm-1970-960 cm-11310-1295 cm-1 CH CH 1040 cm-1 CO1100 cm-1 苯酚的红外光谱图苯酚的红外光谱图 正戊醚的红外光谱图正戊醚的红外光谱图-1C-O-C 1125cmas -1C-O-C 940cms CH2CCH2OCH=CHCROXCH2CROCCOO C=CCOOH苯乙酮的红外光谱图苯乙酮的红外光谱图COH CH 975 CH=CHCOH苯甲醛的红外光谱图苯甲醛的红外光谱图 丙酰氯的红外吸收光谱丙酰氯的红外吸收光谱 C

9、OO1 16101550cmasCOO 1 1400cmsCOO 苯甲酸的红外光谱图苯甲酸的红外光谱图苯甲酸钠的苯甲酸钠的IR谱图谱图C-O-Cas C=O as C=O s 乙酸酐的红外谱图乙酸酐的红外谱图丙酐乙酐CCOOORCNH2ONH as (游离游离),3350cm-1(缔合态缔合态);m35303520cm-1NH s 34003390cm-1(游离游离), 3180cm-1(缔合态缔合态);m呈双峰呈双峰C=O 1690 1670cm -1,s;NH 16701510cm-1仲酰胺仲酰胺RCNH ONH 35003400cm-1(游离游离),33303060cm-1(缔合态缔合态

10、);mC=O 1680 1630cm -1,s,(固态固态), 1700 1670cm -1,s(稀溶液稀溶液)叔酰胺叔酰胺RCNOC=O 1670 1630cm -1,s。苯甲酰胺的红外光谱图苯甲酰胺的红外光谱图苯甲酰苯胺苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的红外光谱的红外光谱NHsC-NNHasNH正丙胺的红外光谱图正丙胺的红外光谱图RNHRNHasNHC-NPh-CH2NH-Ph的红外光谱的红外光谱 CNCCC-N正己烷的盐酸盐红外光谱正己烷的盐酸盐红外光谱 RNO2 asNOO15651543cm-1，s sNOO13851360cm-1，sArNO2 as CNCN920800cm-

11、1，m。NOO15501510cm-1，s sNOO13651360cm-1，s CNCN860840cm-1，s。间二硝基苯的红外光谱间二硝基苯的红外光谱饱和脂肪腈饱和脂肪腈C N 22602215cm-1，wm，特征。，特征。C N 22602240cm-1，wm，特征。，特征。不饱和腈不饱和腈C N 22402225cm-1，s，特征。，特征。芳香腈芳香腈C N 22402215cm-1，s，特征。，特征。C-HCH3CH=CH2CHC HO431222nnnU基团与红外吸收频基团与红外吸收频 例例1：下图为含：下图为含C、H的液体化合物的液体化合物(分子量为分子量为84.2，沸点为沸点

12、为634)的红外光谱，推定其结构。的红外光谱，推定其结构。解：解：因是碳氢化合物，因是碳氢化合物， M/14若为整数，是烯或有一个环；若为整数，是烯或有一个环；余余2为烷烃；缺为烷烃；缺2为炔烃。故可以从分子量推算出为炔烃。故可以从分子量推算出分子式为分子式为C6H12，其不饱和度为，其不饱和度为1。各个吸收峰为：。各个吸收峰为：3083cm-1 =CH, 2967cm-1 , 2933cm-1 , 2878cm-1 , 2865cm-1 , 1820cm-1 2 , 1642cm-1 C=C ，1459cm-1 , 1379cm-1 ，993cm-1 =CH , 9l0cm-1 , 740c

13、m-1 -(CH2)n，3asCH2asCH3sCH2sCH2CHasCHsCH2CH综合以上分析可推出可能的结构式四个综合以上分析可推出可能的结构式四个: CH2=CH(CH2)3CH3 (A) CH2=CH-CH(CH3)-CH2CH3 (B) CH2=CHCH2CH(CH3)2 (C) CH2=CH-C(CH3)3 (D) 若为若为(C)或或(D)式，因为同一个碳上有两个或三个甲基，式，因为同一个碳上有两个或三个甲基，所以应在所以应在13601385cm-1都有两个特征吸收，而图谱上只都有两个特征吸收，而图谱上只有一个有一个1379cm-1吸收，所以不是吸收，所以不是(C)、(D)式。式

14、。 从从740cm-1的的 -(CH2)n吸收说明有几个亚甲基相连，又可以吸收说明有几个亚甲基相连，又可以否定否定(B)式，而确认化合物具有式，而确认化合物具有(A)式结构，即化合物为式结构，即化合物为 CH2=CH(CH2)3CH3 (A) 例例2：有一化合物分子式：有一化合物分子式C7H6O，其，其IR光谱图如下，光谱图如下，试推测结构。试推测结构。解：解： U=1十十7十十 (0-6) /2=53065、1597、1584、1456cm-1的吸收说明有苯环，结合在的吸收说明有苯环，结合在 746、688cm-1的两个吸收，可以认为是单取代苯环。的两个吸收，可以认为是单取代苯环。1703c

15、m-1的强吸收是的强吸收是C=O，波数较低，应该有共轭。，波数较低，应该有共轭。 2820、2738cm-1两个吸收是醛的特征吸收。两个吸收是醛的特征吸收。两个基团：单取代苯环和两个基团：单取代苯环和-CHO的结合正好分子式是的结合正好分子式是C7H6O，该化合物应该是苯甲醛。，该化合物应该是苯甲醛。Ph-CHO。标准红外光谱图及检索标准红外光谱图及检索 红外光谱的谱图可由于谱图的表示方式、仪红外光谱的谱图可由于谱图的表示方式、仪器的性能和操作条件的不同而有所差异。但是对器的性能和操作条件的不同而有所差异。但是对同一种分子而言，特征吸收频率的同一种分子而言，特征吸收频率的位置位置和相对强和相对

16、强度的度的顺序顺序是相同的。是相同的。1.萨特勒萨特勒(Sadtler)红外谱图集：红外谱图集： 这是一套收集谱图最多，比较实用的图集。这是一套收集谱图最多，比较实用的图集。它收集了棱镜、光栅光谱和傅里叶变换三代仪它收集了棱镜、光栅光谱和傅里叶变换三代仪器的光谱图约器的光谱图约10多万张。由美国多万张。由美国Sadtler实验室实验室编制，于编制，于1947年开始出版。它分为化合物年开始出版。它分为化合物标准标准谱图谱图和和商品谱图商品谱图两大部分两大部分 。萨特勒萨特勒(Sadtler)红外谱图集有下列索引：红外谱图集有下列索引：（1）“Alphabetical Index”，按字母顺序排列

17、的，按字母顺序排列的化合物名称索引。化合物名称索引。（2）“Chemical Classes Index”按字母顺序排列按字母顺序排列的化合物种类索引。的化合物种类索引。（3）“Functional Group Alphabetical Index”按按字母顺序排列的官能团索引字母顺序排列的官能团索引.（4）“Molecular Formula Index”为分子式索引，为分子式索引，按按C、H、Br、Cl、F、I、 N、O、P、S、Si、M的顺序排列。的顺序排列。M表示金属元素。表示金属元素。（5）“Commercial Formula Index”从商品名可以从商品名可以找出光谱的号码。找

18、出光谱的号码。（6）“Specfinder”是一种谱带索引。根据化合物是一种谱带索引。根据化合物光谱中的几个强峰，可从光谱中的几个强峰，可从“Specfinder”查出可能的查出可能的化合物及其图谱。化合物及其图谱。 这些光谱图已经数字化，可用于计算机的检索。这些光谱图已经数字化，可用于计算机的检索。 在使用标准谱图作对照时，应注意制样方法、在使用标准谱图作对照时，应注意制样方法、分光器类型和重结晶溶剂。分光器类型和重结晶溶剂。 应尽可能使测试条件与标准图上的应尽可能使测试条件与标准图上的条件一致条件一致。 若推定物质的红外光谱的吸收峰位置、强度、若推定物质的红外光谱的吸收峰位置、强度、形状与标准图谱完全一致，便可予以确认。若仅形状与标准图谱完全一致，便可予以确认。若仅有弱吸收不一致，可能是有杂质或压片时结晶的有弱吸收不一致，可能是有杂质或压片时结晶的晶型不同等造成。晶型不同等造成。 2.网上