有机波谱分析：1.1 红外光谱基本原理

11.1红外光谱基本原理2电磁波区域划分3红外光谱基本原理红外光谱：分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。红外吸收：样品受到频率连续变化的红外光照射时，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。该处波长的光就被物质吸收，相应于这些区域的投射光强减弱。4若辐射能等于振动基态的能及级（E0）与第一振动激发态的的能级（E1）之差（ΔE）时，则分子可吸收能量，即分子的振动能级ΔE=E1-E0=hυ记录光谱变化吸收连续红外光待测样品辐照分子吸收某些波长光谱，跃迁到振动激发态6波长λ（

m）或波数1/λ单位：cm-1(4000-400)透过率100%峰强峰位红外光谱示意图7红外光区划分8CH3CO(CH2)2CH3

辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱红外光谱实例9分子的振（转）动能级10红外光谱特点11红外吸收光谱产生的条件

满足两个条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量(2)辐射与物质间有相互偶合作用。保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。12IR选律：偶极矩(Δμ)发生变化的振动，即在振动过程中时，

Δμ≠0才会产生红外吸收（保证能量传递）红外光谱选律对称双原子分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外吸收，如：N2、O2、Cl2

等。1313CO2分子的振动方式红外非活性红外活性红外活性14联系方式武汉大学化学与分子科学学院生物医用高分子材料教育部重点实验室(化北512）手机mail:cjliu@15H―C≡C―C≡NCH3CO(CH2)2CH3

红外光谱图实例峰数峰位峰强峰形16红外光谱——峰数本质：峰数与分子振动方式有关现象：原子数越多，结构越复杂，峰越多峰数与分子的振动自由度分子：n个原子空间的运动：3n个自由度其中：3个平移运动自由度3个旋转运动自由度（线性分子只有2个转动自由度）振动自由度：非线性分子3n-6线性分子3n-518伸缩振动变形振动分子振动形式——以亚甲基为例19红外光谱——峰强偶极矩：键两端原子电负性相差越大，分子对称性越差，则振动时偶极矩变化越大，吸收峰越强。符号：s(强)；m(中)；w(弱)（υC=O>υC=C)（反对称伸缩振动>对称伸缩>变形振动）20分子的两个原子以其平衡点位中心。以很小的振幅作周期性“简谐”振动，其振动可用经典刚性振动描述（虎克定律），K为化学键力常数，μ为折合质量红外光谱——峰位21红外光谱——峰位峰位：吸收峰的位置（波数），与化学键力常数和原子质量等相关。化学键力常数越大，原子质量越小,则键的振动频率越大，吸收峰出现在高波数区22CH3CH2OH红外光谱实例CH3OCH3O-H伸缩振动23红外光谱——峰形峰形：分裂，峰的对称度，半峰宽等影响因素较为复杂，与倍频，振动耦合，氢键等较多因素有关。24红外光谱2.倍频带ΔE=E1-E0=hυΔE1=E2-E0=hυ1.基频峰3.合频带:有xcm-1，和ycm-1，出现(x+y）cm-1或(x-y）cm-1254.振动耦合：当分子中两个或两个以上相同的基团与同一原子连接时，其振动吸收带常发生裂分，形成双峰；5.费米共振：当强度很弱的倍频带或组频带位于某强基频吸收带附件时，弱的倍频带或组频带和基频带之间发生耦合，产生费米共振。（不饱和内酯，醛，苯酰氯）；红外光谱基本原理小结1.红外吸收的原因：分子振（转）动3.IR谱要素：峰数、峰位、峰强、峰形2.IR选律：偶极矩(Δμ)变化的振动峰数：偶极矩变化的振动方式数目相关峰位：化学键力常数及原子质量