波谱学红外部分本科学时学习教案

1、会计学1波谱学红外部分波谱学红外部分(b fen)本科学时本科学时第一页，共122页。第1页/共122页第二页，共122页。第2页/共122页第三页，共122页。第3页/共122页第四页，共122页。红外光谱（IR）用具有连续波长的红外光照射(zhosh)物质，使物质吸收红外线的能量，由于物质分子的振动转动能级跃迁所产生的光谱叫红外光谱，又叫振转光谱。有振动必有转动，还可叫振动光谱。第4页/共122页第五页，共122页。 横坐标：波数（横坐标：波数（）4004000 cm-1；表示；表示(biosh)吸收峰的位置。吸收峰的位置。 纵坐标：透过率（纵坐标：透过率（T %T %），表示吸收强度。）

2、，表示吸收强度。TT，表明吸收的，表明吸收的越好，故曲线越好，故曲线(qxin)(qxin)低谷表示是一个好的吸收带。低谷表示是一个好的吸收带。 I：表示：表示(biosh)透过光的强度；透过光的强度； I0：表示入射光的强度。：表示入射光的强度。 第5页/共122页第六页，共122页。第6页/共122页第七页，共122页。红外光红外光在在0.75500m 范围范围近红外区近红外区： =0.752.5 m中红外区中红外区： =2.525m远红外区远红外区： 2 5m红外光也是一种红外光也是一种(y zhn)电磁波，按波长常分为三个区域。电磁波，按波长常分为三个区域。其中绝大多数的有机化合物和无

3、机化合物的化学键的（基频）吸收均出现在中红外区其中绝大多数的有机化合物和无机化合物的化学键的（基频）吸收均出现在中红外区域，所以域，所以(suy)，中红外区域是人们研究最多的区域，在结构与组成分析中最主要。，中红外区域是人们研究最多的区域，在结构与组成分析中最主要。换句话说，中红外区就够了。因为，它能使分子振动、转动能级变化。即物质分子的换句话说，中红外区就够了。因为，它能使分子振动、转动能级变化。即物质分子的振动振动转动能级跃迁。转动能级跃迁。第7页/共122页第八页，共122页。1. 分子分子(fnz)的振动的振动 分子中的原子是通过化学键连接起来，它们不是静止的，而是在它的平衡位置周围振

4、动分子中的原子是通过化学键连接起来，它们不是静止的，而是在它的平衡位置周围振动振动方式分两大类振动方式分两大类伸缩振动伸缩振动()弯曲振动弯曲振动()第8页/共122页第九页，共122页。 (1) (1)伸缩伸缩(shn su)(shn su)振动：振动： 第9页/共122页第十页，共122页。 (2) (2)弯曲弯曲(wnq)(wnq)振动：振动： 值得注意的是：不是值得注意的是：不是(b shi)(b shi)所有的振动都能引起红外所有的振动都能引起红外吸收，只有偶极矩吸收，只有偶极矩()()发生变化的，才能有红外吸收。发生变化的，才能有红外吸收。 H2、O2、N2 电荷分布均匀，振动电荷

5、分布均匀，振动(zhndng)不能不能引起红外吸收。引起红外吸收。 HCCH、RCCR，其，其CC（三键）振动三键）振动(zhndng)也不能引起红外吸收。也不能引起红外吸收。 第10页/共122页第十一页，共122页。第11页/共122页第十二页，共122页。第12页/共122页第十三页，共122页。第13页/共122页第十四页，共122页。第14页/共122页第十五页，共122页。第15页/共122页第十六页，共122页。 2.振动振动(zhndng)方程式（方程式（Hooke定律）定律） K第16页/共122页第十七页，共122页。 式中：式中：k 化学键的力常数，单位化学键的力常数，单

6、位(dnwi)为为N.cm-1 折合折合(zhh)(zhh)质量，单位为质量，单位为g g化学化学键键键长（键长（nm）键能键能（KJ mol-1） 力常数力常数 k（N.cm-1） 波数范围波数范围 （cm-1）CC0.154347.34.57001200CC0.134610.99.616201680CC0.116836.815.621002600其中第17页/共122页第十八页，共122页。一些一些(yxi)(yxi)常见化学键的力常数如下表所示：常见化学键的力常数如下表所示：第18页/共122页第十九页，共122页。 2 2）折合质量）折合质量：两振动：两振动(zhndng)(zhndn

7、g)原子只要有一个的质量原子只要有一个的质量，(v)(v)，红外吸收信号将出现在高波数区。，红外吸收信号将出现在高波数区。 第19页/共122页第二十页，共122页。 分子振动频率分子振动频率(pnl)习惯以习惯以 (波数波数)表示：表示： 由此可见：由此可见： ( (v） k k， (v)与与成反比。成反比。 吸收峰的峰位：化学键的力常数吸收峰的峰位：化学键的力常数k k越大，原子的越大，原子的折合质量越小，振动折合质量越小，振动(zhndng)(zhndng)频率越大，吸收峰将频率越大，吸收峰将出现在高波数区出现在高波数区( (短波长区）；反之，出现在低波数短波长区）；反之，出现在低波数区

8、区( (高波长区高波长区) )第20页/共122页第二十一页，共122页。第21页/共122页第二十二页，共122页。第22页/共122页第二十三页，共122页。 分子分子(fnz)(fnz)的振动是量子化的，其能级为：的振动是量子化的，其能级为： 式中：式中：V V 为振动为振动(zhndng)(zhndng)量子数量子数(0,1,2,);(0,1,2,); 振为化学键的振动振为化学键的振动(zhndng)(zhndng)频率。频率。 第23页/共122页第二十四页，共122页。第24页/共122页第二十五页，共122页。分子由基态分子由基态(j ti)v = 0 (j ti)v = 0 跃

9、迁到激发态跃迁到激发态v = 1 v = 1 时，时，吸收光的能量为：吸收光的能量为： 第25页/共122页第二十六页，共122页。 1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当红外辐射光的频率与分子振动的频率相当(xingdng)，才能满才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。 第26页/共122页第二十七页，共122页。第27页/共122页第二十八页，共122页。仪器仪器(yq)类型与结构类型与结构 types and structure of instruments两种类型：色散型 干涉(gnsh)型（傅立叶变换红外光谱仪）第28页

10、/共122页第二十九页，共122页。第29页/共122页第三十页，共122页。色散型红外光谱仪主要色散型红外光谱仪主要(zhyo)部件部件(1) 光源光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长，长20-50mm； 室温下，非导体，使用前预热到室温下，非导体，使用前预热到800 C； 特点：发光强度大；寿命特点：发光强度大；寿命0.5-1年；年； 硅碳棒：两端粗，中间细；直径硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长，长20-50mm；不需预热；两端需用水冷却；不需预热；两端需用水冷却；(2)

11、单色器单色器 光栅；傅立叶变换光栅；傅立叶变换(binhun)红外光谱仪不需红外光谱仪不需要分光；要分光；第30页/共122页第三十一页，共122页。(3) 检测器检测器 真空真空(zhnkng)热电偶；不同导体构成回路热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象时的温差电现象涂黑金箔接受红外辐射；涂黑金箔接受红外辐射； 傅立叶变换红外光谱仪采用热释电傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和和碲镉汞碲镉汞(MCT)检测器；检测器； TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电热释电)； 响应速

12、度快；高速扫描；响应速度快；高速扫描；第31页/共122页第三十二页，共122页。2. 傅里叶变换红外光谱仪结构傅里叶变换红外光谱仪结构(jigu)框图框图干涉仪干涉仪光源光源(gungyun)样品样品(yngpn)室室检测器检测器显示器显示器绘图仪绘图仪计算机计算机干涉图干涉图光谱图光谱图FTS第32页/共122页第三十三页，共122页。内部结构内部结构Nicolet公司(n s)的AVATAR 360 FT-IR第33页/共122页第三十四页，共122页。3. 傅立叶变换傅立叶变换(binhun)红外光谱仪的原红外光谱仪的原理与特点理与特点 光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，

13、包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换(binhun)解析成普通的谱图。特点：(1) 扫描速度极快(1s)；适合仪器联用； (2)不需要分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。第34页/共122页第三十五页，共122页。傅里叶变换傅里叶变换(binhun)红外光谱仪工作红外光谱仪工作原理图原理图 第35页/共122页第三十六页，共122页。迈克尔干涉仪工作迈克尔干涉仪工作(gngzu)原理图原理图 第36页/共122页第三十七页，共122页。3.4 制样方法制样方法(fngf) sampling methods1）气体）气体(qt)气体气体(qt)池池2）液体）液体(yt)：液膜法液膜法难

14、挥发液体（难挥发液体（BP80 C）溶液法溶液法液体池液体池溶剂：溶剂： CCl4 ，CS2常用。常用。3) 固体固体:研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法）KBr压片法压片法薄膜法薄膜法第37页/共122页第三十八页，共122页。联用技术联用技术(jsh) hyphenated technologyGC/FTIR（气相色谱红外光谱（气相色谱红外光谱(gungp)联用）联用）LC/FTIR（液相色谱（液相色谱(s p)红外光谱联用）红外光谱联用）PAS/FTIR（光声红外光谱）（光声红外光谱）MIC/FTIR（显微红外光谱）（显微红外光谱）微量及微区分析微量及微区分析第38页/共122页第三

15、十九页，共122页。第39页/共122页第四十页，共122页。 总结大量红外光谱资料后，发现具有同一类型化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频率总是出现在一定的波数范围内，我们把这种能代表某基团(j tun)，并有较高强度的吸收峰，称为该基团(j tun)的特征吸收峰（又称官能团吸收峰,出现在较高波数区）。第40页/共122页第四十一页，共122页。A. 4000-1300cm-1区域区域(qy) (官能官能团区团区)B. 1300-400cm-1区域区域(qy) (指纹区指纹区)第41页/共122页第四十二页，共122页。 官能团区官能团区40001300cm-1 (多为伸缩多为伸缩(sh

16、n su)振动振动)高频高频(o pn)区区40002000cm-1低频低频(dpn)区区20001300cm-1 指纹区指纹区: 1300400cm-1 （主要为化学键的弯曲振动）（主要为化学键的弯曲振动）（指纹区）（指纹区）高高 频频 区区4000 3000 2000 1400 650 400 cm-120406080T%低低 频频 区区 （官能团频率区）（官能团频率区）第42页/共122页第四十三页，共122页。第43页/共122页第四十四页，共122页。红外光谱红外光谱(gungp)的八个峰区的八个峰区低低频频区区高高 频频 区区指纹区指纹区第44页/共122页第四十五页，共122页。

17、合物中可能存在的官能团。第45页/共122页第四十六页，共122页。 (1)Y (1)YH H 伸缩伸缩(shn su)(shn su)振动区：振动区： (2)YZ (2)YZ 三键和累积双键伸缩三键和累积双键伸缩(shn su)(shn su)振动区：振动区： 21002400 cm-1，主要是：主要是：CC、CN 三键和三键和 CCC、CNO 等累积双键的伸缩振动吸收峰。等累积双键的伸缩振动吸收峰。 25003700 cm-1，Y = O、N、C。 (3)YZ双键伸缩振动区：双键伸缩振动区：16001800 cm-1，主要是：主要是：CO、CN、CC等双键。等双键。 第46页/共122页第

18、四十七页，共122页。各有不同的图谱，所以此区各有不同的图谱，所以此区称为指纹区。称为指纹区。第47页/共122页第四十八页，共122页。第48页/共122页第四十九页，共122页。第49页/共122页第五十页，共122页。 C. C.倍频倍频(bi pn)(bi pn)区：区： 3700 cm-1的区域，出现的吸收峰不表示基团的基本 频率，而是一些(yxi)基团的倍频率，其数值略低于基本频率的倍数。 第50页/共122页第五十一页，共122页。第51页/共122页第五十二页，共122页。第52页/共122页第五十三页，共122页。 烷烃烷烃CH：29602850cm-1 24 峰峰 CH：1

19、4751380cm-1 多为双峰多为双峰另外另外(ln wi)：(CH2)n n4 725cm-1 双峰双峰13851380cm-113751365cm-113951385cm-1双峰双峰13751365cm-1强强弱弱1 ：11 ：2-CH3 单峰单峰 1380cm-1第53页/共122页第五十四页，共122页。正辛烷正辛烷2980295014701390720图中：图中：2980cm-1为为CH3，CH2的不对称伸缩振动的不对称伸缩振动2950cm-1为为CH3，CH2的对称伸缩振动的对称伸缩振动1390cm-1为为CH2的对称弯曲振动的对称弯曲振动1470cm-1为为CH3不对称弯曲振动

20、及不对称弯曲振动及CH2剪式振动剪式振动720cm-1为为 -(CH2)n- ，n4面内摇摆振动面内摇摆振动第54页/共122页第五十五页，共122页。13851380cm-1双峰双峰13751365cm-1CH CH3CH3 CH：第55页/共122页第五十六页，共122页。CH3CH3CH3C双峰双峰13951385cm-113751365cm-1弱弱强强1 ：2 CH：第56页/共122页第五十七页，共122页。CH：29602850cm-1 CH：14751380cm-1烷烃烷烃第57页/共122页第五十八页，共122页。 烯烃烯烃 C=C ： 16801600cm-1 （课本（课本P

21、65）=C-H ： 980650cm-1 =C-H ：31003000cm-1 峰形尖锐峰形尖锐 R CH CH2R2CCH2RCH CHR顺顺RCH CHR反反675730cm-1（s）9851000cm-1（m）905920cm-1（s）880900cm-1（s）960980cm-1（s）=C-H ： 980650cm-1（面外弯曲）（面外弯曲）第58页/共122页第五十九页，共122页。第59页/共122页第六十页，共122页。3000295016001400965720700135014701680295030803000cm-1为为=C-H 伸缩振动伸缩振动1600cm-1为为 C=

22、C 伸缩振动伸缩振动2950 2890cm-1双峰为双峰为 CH3，CH2伸缩振动伸缩振动720cm-1为为-(CH2)n- n4 弯曲振动弯曲振动1400cm-1为为C-H 弯曲振动弯曲振动2980 2850cm-1为为 CH3，CH2伸缩振动伸缩振动1350cm-11470cm-1为为C-H 弯曲振动弯曲振动1680cm-1为为C=C 伸缩振动伸缩振动3080cm-1为为=C-H 伸缩振动伸缩振动第60页/共122页第六十一页，共122页。第61页/共122页第六十二页，共122页。 炔烃炔烃CC 22602100cm-1 C-H 700 600cm-1（峰强且宽）（峰强且宽）其中：其中：

23、C CRR22602190cm-1C CRH21402100cm-1 强度不很强，但易识别强度不很强，但易识别 RR强度为强度为 0RR强度稍弱强度稍弱C-H 33203310cm-1（峰形尖锐峰形尖锐(jinru)）第62页/共122页第六十三页，共122页。4学时(xush)完第63页/共122页第六十四页，共122页。 芳烃芳烃1500 1450cm-11600 1585cm-1CCC-H3080 3030cm-1C-H900 650cm-1苯苯 ： 670cm-1二取代苯：二取代苯：邻位：邻位： 770 735cm-1对位：对位： 860 800cm-1间位：间位：725 680cm-

24、1810 750cm-1770 730cm-1一取代苯：一取代苯：710 690cm-1第64页/共122页第六十五页，共122页。第65页/共122页第六十六页，共122页。第66页/共122页第六十七页，共122页。第67页/共122页第六十八页，共122页。330030302110160015007707006503300cm-1为为 伸缩振动伸缩振动C H2110cm-1为为 伸缩振动伸缩振动C C650cm-1为为 弯曲振动弯曲振动C H3030cm-1为为 伸缩振动伸缩振动C H700cm-1770cm-1为为 取代弯曲振动取代弯曲振动C H1500cm-11600cm-1为为 伸

25、缩振动伸缩振动C C第68页/共122页第六十九页，共122页。 醇与酚醇与酚第69页/共122页第七十页，共122页。 醚醚第70页/共122页第七十一页，共122页。 羰基羰基(tn j)化合物化合物第71页/共122页第七十二页，共122页。第72页/共122页第七十三页，共122页。第73页/共122页第七十四页，共122页。第74页/共122页第七十五页，共122页。第75页/共122页第七十六页，共122页。第76页/共122页第七十七页，共122页。第77页/共122页第七十八页，共122页。第78页/共122页第七十九页，共122页。第79页/共122页第八十页，共122页。第

26、80页/共122页第八十一页，共122页。第81页/共122页第八十二页，共122页。第82页/共122页第八十三页，共122页。第83页/共122页第八十四页，共122页。第84页/共122页第八十五页，共122页。第85页/共122页第八十六页，共122页。 胺胺第86页/共122页第八十七页，共122页。第87页/共122页第八十八页，共122页。第88页/共122页第八十九页，共122页。第89页/共122页第九十页，共122页。 硝基硝基(xio j)化合物化合物第90页/共122页第九十一页，共122页。 含卤素含卤素(l s)化合物化合物第91页/共122页第九十二页，共122页

27、。红外识谱歌红外识谱歌 红外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。 识图先学饱和烃，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。1470碳氢弯，1380甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，1650会出现。烯氢面外易变形，1000以下有强峰。910端基氢，再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970；单氢出峰820，干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展

28、二千二，炔氢摇摆六百八。芳烃呼吸很特征，16001430。16502000，取代方式区分明。900650，面外弯曲定芳氢。五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢第92页/共122页第九十三页，共122页。醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。CO伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与键紧相连，二个吸收要看准，1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧乙烷有三峰，1260环振动，九

29、百上下反对称，八百左右最特征。缩醛酮，特殊(tsh)醚，1110非缩酮。酸酐也有CO键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。吸电效应波数高，共轭则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。第93页/共122页第九十四页，共122页。1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸，1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。氮

30、氢伸展三千四，每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰；NH变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。胺尖常有干扰见，NH伸展三千三，叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。八百左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽，仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。1350、1500，分为对称反对称。氨基酸，成内盐，31002100峰形宽。1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。矿物组成

31、杂而乱，振动光谱远红端。钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。注意(zh y)羟基水和铵，先记几种普通盐。1100是硫酸根，1380硝酸盐，1450碳酸根，一千左右看磷酸。硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，红外识谱不算难。第94页/共122页第九十五页，共122页。3.3.影响影响(yngxing)(yngxing)基团频率的因素基团频率的因素 化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素(yn s)影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。A内部因素 （1）电子效应a诱导效应：吸电子基团使双键性吸收峰向高频方向(fngxi

32、ng)移动（兰移）R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ;第95页/共122页第九十六页，共122页。COH3CCH3COCH3COCH3CO1715168516851660cm -1cm -1cm -1cm -1c共振效应共振效应 羰基与别的双键共轭，其羰基与别的双键共轭，其电子离域性增大电子离域性增大(zn d)，从而减小了双键的，从而减小了双键的键级，使其双键性降低，即振动频率降低。键级，使其双键性降低，即振动频率降低。

33、典型的例子典型的例子(l zi)就是酰胺的羰基吸就是酰胺的羰基吸收收降低了羰基的双键性，故吸收频率移向低波数。 R-CONH2 C=0 1690cm-1 第96页/共122页第九十七页，共122页。氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。游离游离(yul)羧酸的羧酸的C=O键频率出现在键频率出现在1760 cm-1 左右，在固体或液体中，由于羧酸形成二聚体，左右，在固体或液体中，由于羧酸形成二聚体， C=O键频率出现在键频率出现在1700 cm-1 。又例：乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是又例：乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是36

34、40 cm-1，而其缔合物的振动频率是，而其缔合物的振动频率是3350 cm-1。形成氢键还使伸缩振动谱带变宽。形成氢键还使伸缩振动谱带变宽。第97页/共122页第九十八页，共122页。（3） 振动的耦合振动的耦合 若分子内的两个基团位置很近若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能发生，振动频率也相近，就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高频和低频一侧各出现一原谱带高频和低频一侧各出现一个谱带（相邻一公共原子时，由个谱带（相邻一公共原子时，由于一个键的振动通过公共原子使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另一个键的长度发生改变(gib

35、in)，产生一个，产生一个“微扰微扰”，从而形成了强烈的振动相互作用从而形成了强烈的振动相互作用）。）。 常出现在一些二羰基化合物常出现在一些二羰基化合物中，例如：乙酸酐的两个羰基间中，例如：乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们发生耦合。隔一个氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂为羰基的频率分裂为1818和和1750 cm-1。(预期如果没有耦合其羰基预期如果没有耦合其羰基振动将出现在约振动将出现在约1760 cm-1)。 弯曲振动也能发生耦合。弯曲振动也能发生耦合。第98页/共122页第九十九页，共122页。（4） Fermi共振共振(gngzhn)a.空间位阻空间位阻: 共轭体系具有共平面

36、共轭体系具有共平面(pngmin)性质，当其共平面性质，当其共平面(pngmin)性被破坏时，共轭体系亦受到破坏，吸收频率将移向高波数。性被破坏时，共轭体系亦受到破坏，吸收频率将移向高波数。b.环张力环张力: 环张力加大，环上官能团的吸收频率也上升（以脂环酮羰基为例：六元环环张力加大，环上官能团的吸收频率也上升（以脂环酮羰基为例：六元环五元环五元环四元环四元环50%弱吸收弱吸收T%50%强吸收强吸收T%=50%中等强度吸收中等强度吸收C OC C1750 1650cm-11680 1600cm-1强强 度：度： 强吸收强吸收 中等强度吸收中等强度吸收频率范围：频率范围： 峰的形状峰的形状(xn

37、gzhun)(xngzhun)宽峰宽峰缔合峰缔合峰双峰双峰一般为对称结构一般为对称结构(分裂峰分裂峰)肩峰肩峰可能有二种峰可能有二种峰如：如： =C-H 和和-C-H =C-H 和和 C-HCCH3CH3HNH如：如： 和和 -O-H-O-H如：如：氢键氢键第103页/共122页第一百零四页，共122页。红外光谱吸收红外光谱吸收峰形状峰形状第104页/共122页第一百零五页，共122页。 3. 3.对照标准谱图对照标准谱图: :验证验证(Sadtler(Sadtler红外谱图集）。红外谱图集）。收录收录7 7万多张红外谱，备有多万多张红外谱，备有多种方式索引种方式索引 (P83) (P83)第

38、105页/共122页第一百零六页，共122页。测定未知化合物：测定未知化合物：1.准备性工作准备性工作(gngzu)：了解试样的来源、纯度、熔点、沸点了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等；等； 经元素分析经元素分析(fnx)(fnx)确定实验式；确定实验式； 有条件时可有有条件时可有MSMS谱测定谱测定(cdng)(cdng)相对分子量，确定相对分子量，确定分子式；分子式； 根据分子式根据分子式计算不饱和度，计算不饱和度，其经验公式为：其经验公式为： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：式中：代表不饱和度；代表不饱和度；n1、n3、n4分别代表分分别代表分 子中一价、三价和四价

39、原子的数目。子中一价、三价和四价原子的数目。 双键和饱和环状结构双键和饱和环状结构的的为为1、三键三键为为2、苯环苯环为为4。 谱图解析示例：谱图解析示例： 第106页/共122页第一百零七页，共122页。 举个例子：比如(br)苯：C6H6不饱和度U 1+6+（0-6）/24，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度； U = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1）第107页/共122页第一百零八页，共122页。 2. 2.按鉴定已知化合物的程序按鉴定已知化合物的程序(chngx)(chngx) 解析谱图解析谱图 第108页/共122页第一百零九页，共122页。解谱注意事解谱注意事项：项：第

40、109页/共122页第一百一十页，共122页。第110页/共122页第一百一十一页，共122页。第111页/共122页第一百一十二页，共122页。1）分析33002800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界:高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯, 炔, 芳香化合物,而低于3000cm-1一般(ybn)为饱和C-H伸缩振动吸收；第112页/共122页第一百一十三页，共122页。2）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 22501450cm-1 频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征(tzhng)峰，其中： 炔 22002100 cm-1 烯 16

41、801640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1 若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000650cm-1的频区 ,以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）；第113页/共122页第一百一十四页，共122页。（3）碳骨架类型确定后,再依据(yj)其他官能团,如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团；（4）解析时应注意把描述各官能团的相关峰同时联系起来，以准确）解析时应注意把描述各官能团的相关峰同时联系起来，以准确(zhnqu)判定官能团的存在。如判定官能团的存在。如2820，2720和和17501700cm-1的三个峰同时存在，才说明醛基的存在。的三个峰同时存在，才说明醛基的存在。第114页/共122页第一百一十五页，共122页。第1