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文档简介
11.3影响红外振动频率的因素21.3
影响振动频率的因素外因:
测试条件,样品浓度对分子相互作用的影响(如P257图5.11),如氢键使nOH向低波数位移,强度增大,吸收带变宽。内因:分子内部结构因素(本节主要讨论内容)
3键力常数(K)和折合质量(
)的影响电子效应(诱导效应,共轭效应)场效应空间效应跨环效应
氢键效应分子内部结构因素4一、键力常数(K)和成键原子的折合质量(
)的影响分子的两个原子以其平衡点位中心。以很小的振幅(与核间距相比)作周期性“简谐”振动,其振动可用经典刚性振动描述(虎克定律),即振动频率υK为化学键力常数,μ为折合质量影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素:化学键力常数和原子质量1.K越大,化学键的振动波数高kC≡C(2220cm-1)<kC=C(1667cm-1)<kC-C(1430cm-1)2.质量m大,化学键的振动波数低mC-C(1430cm-1)<mC-N(1330cm-1)<mC-O(1280cm-1)H-F9.74000H-O7.73600H-C≡5.93300C≡N182240H-Cl4.82890H-N6.73400H-C=5.13100C≡C15.62200H-Br4.12650H-S4.32570H-C-4.82900C=O121700H-I3.22310H-Si无2150C=C9.61600化学键键力常数与伸缩振动波数近似值
7二、电子效应的影响
电子效应是通过成键电子起作用的。诱导和共轭等都会导致成键原子间电子云分布发生改变。
诱导效应(Inductioneffect,I)共轭效应(Conjugationeffect,C)8诱导效应(Inductioneffect,I):推电子效应(+I),导致羰基的成键电子云移向氧原子(更加偏离几何中心),使羰基的双键性降低,υC=O向低频位移。拉电子效应(
I),使羰基的成键电子云更加接近几何中心,导致羰基的双键性增强,υC=O
向高频位移。υC=O(cm-1)9共轭效应(Conjugationeffect,C):共轭效应通过π-键电子传递,导致双键的极性增强,双键性降低,υC=O向低频位移。有π-π共轭和p-π共轭。
10CH3C
≡N(CH3)2C=CH-C≡NυC≡N2255cm-12221cm-1
υC=C1637cm-1
(非共轭时1660cm-1)11三、场效应(Fieldeffect,F)
原子或基团间不是通过化学键,而是它们的静电场通过空间相互作用。
12四、空间效应
空间效应:1.环张力13四、空间效应
空间效应:2.空间位阻1663cm-11686cm-11693cm-114五、跨环效应(transannulareffect,T)
跨环效应是通过空间发生的电子效应ClO4-HClO4测得
C=O为1675cm-1,低于正常羰基振动吸收,主要是由于胺基与羰基空间位置接近,(a)和(b)存在平衡。(a)(b)(c)六、氢键效应
氢键:使参与形成氢键的原化学键健力常数降低,使其向低波数移动υC=O1676cm-1,1673cm-1
υOH3610cm-1υC=O1622cm-1,1
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