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文档简介

仪器分析

李术艳

漳州职业技术学院

情境三用红外光谱法分析物质的结构任务2了解红外光谱基本原理知识点1分子的红外振动形式1.双原子分子的振动化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧一、分子基本振动形式这个体系的振动频率可通过Hooke定律导出：

式中ＮＡ——阿伏伽德罗常数，6.022×1023个/mol；ｃ——光速，3×1010cm／s；ｋ——化学键的力常数，N／cm；μ——两个原子的折合质量，ｇ。其中：

将有关常数代入得：

【例题3-1】HCl分子的健力常数为5.1牛顿·厘米-1，试估计该分子的振动频率。

解：

（实测值为2886cm-1）

K=5.1N/cm讨论力常数越大，折合质量越小，化学键的振动频率（波数）越高。C-C、C=C、C≡C三种碳-碳键的折合原子量相同，而键力常数依次为单键＜双键＜叁键，所以波数也依次增大。C-C、C-H、O-H都属于单键，键力常数相近，而折合原子量

O-H＜

C-H＜

C-C

，因此O-H键的振动频率最大。2.多原子分子的振动

两类基本振动形式:伸缩振动、弯曲振动

υ（υs－对称伸缩振动，υas－不对称伸缩振动）

①伸缩振动用υ表示，是指原子沿着键轴方向作周期性伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动。亚甲基的伸缩振动

②弯曲振动

1、面内弯曲：β：δ—剪式，ρ—摇摆2、面外弯曲：γ：ω—摇摆，τ—扭曲亚甲基的弯曲振动形式示意图弯曲振动用δ表示，又叫变形或变角振动，基团键角发生周期变化而键长不变的振动。例：H2O；非线性分子，振动形式为：水分子的伸缩振动。其中对称伸缩振动(3652cm-1)；反对称伸缩振动(3756cm-1)例：CO2；线性分子，4种振动形式但红外光谱上只看到2349cm-1，667cm-1两个峰。

振动的类型伸缩振动对称伸缩振动（Vs）反对称伸缩振动（Vas）面内变形面外变形剪式振动（δ）面内摇摆振动（ρ）面外摇摆振动（ω）扭曲变形振动（τ）

简单振动的类型变形振动假设，分子由N个原子组成，分子有3N个自由度：非线性分子：转动有三个自由度

线型分子：转动有二个自由度一般分子：振动数=3N–6

线型分子：振动数=3N–5每种振动方式相应地产生一个基频吸收峰，各种振动方式所需能量不同，吸收不同频率的红外光。

二、基本振动数的计算峰数少于分子的振动自由度数目，原因：（1）某些振动不使分子发生偶极矩的变化，不产生红外吸收；（2）相同频率的振动吸收重叠；（3）仪器分辨率不高，不能区分频率相近的振动；（4）某些吸收在仪器检测范围之外。例如：CO2的红外吸收光谱（2349cm-1

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