第一章光谱分析(四)红外分析.ppt

1、1,一、概 述 二、原 理 三、红外光谱仪 四、试样制备 五、各种有机化合物的红外光谱 六、样品红外分析步骤,第三节 红外光谱分析,2,第三节 红外光谱分析 一、 概 述,1、红外光谱起源 2、红外光谱定义 3、红外光区划分 4、红外谱的参数 5、红外光谱特点 6、红外光谱的主要缺点,返回,3,1、红外光谱起源 1800年英国天文学家Hershl用温度计测量太阳光可见区内外的温度时，发现红色光以外的黑暗部分温度比可见光部分高，从而认识到在可见光光波长波方向末端还有一个红外光区。 红外光发现以后，逐步应用到各个方面，例如红外检测器、红外瞄准镜、红外理疗仪等。而许多化学家则致力于研究各种物质对各种

2、不同波长红外光的吸收程度，用于推断物质分子的组成和结构。,第三节 红外光谱分析 一 概 述,4,1892年发现，凡是含有甲基的物质都会强烈地吸收波长3.4m的红外光，从而推断凡是在该波长处产生强烈吸收的物质都含有甲基。 这种利用样品对不同波长红外光的吸收程度研究物质的分子组成和结构的方法，称为红外分子吸收光谱法。到1905年前后，人们已系统研究了数百种化合物的红外吸收光谱，并总结了一些物质分子基团与其红外吸收带之间的关系。 1930年有人用群论和量子力学方法计算了许多简单分子的基频和键力常数，发展了红外光谱的理论研究。,第三节 红外光谱分析 一 概 述,返回,5,2、红外光谱的定义： 红外光谱

3、又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即红外光谱。 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。,第三节 红外光谱分析 一 概 述,6,红外光谱是以波长或波数作为横坐标，纵坐标常用百分透光度表示，即以T或T 来表示，下图为苯酚的红外光谱。,T(%),图一 苯酚的红外光谱,第三节 红外光谱分析 一 概 述,返回,7,3、红外光区的划分,第三节 红外光谱分析 一 概 述,返回,8,4、红外光谱的

4、参数 红外谱是样品对红外光的吸收随光的波数变化的曲线。红外谱最主要的参数是各吸收峰的位置，用cm-1表示。,第三节 红外光谱分析 一 概 述,返回,例：=5m的红外线，它的波数为： =104/5=2000cm-1,9,5、红外光谱的特点 （1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； （2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； （3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； （4）定量分析； （5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； （6）分析速度快。 （7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。,第三节

5、红外光谱分析 一 概 述,返回,10,6、红外光谱的主要缺点 （1）与磁共振等高分辨率波谱学方法相比分辨率较低。目前主要的解决办法包括同位素标记、定点突变等，二维红外谱目前也有进展。 (2) 水的吸收对红外谱的干扰十分严重。,第三节 红外光谱分析 一 概 述,返回,11,1、红外吸收的产生 2、产生红外吸收的条件 3、分子振动 4、谱带强度 5、振动频率 6、影响基团频率的因素,返回,第三节 红外光谱分析 二 原 理,12,1、 红外吸收的产生： 红外光谱是分子直接吸收外来的电磁辐射、振动能级发生改变时形成的。从经典力学的观点来看，当分子振动伴随着偶极矩的改变时，偶极子的振动会产生电磁波，它和

6、入射的电磁波发生相互作用，产生光的吸收，所吸收光的频率即为分子的振动频率。这种电磁辐射的能量比电子能级跃迁时吸收的能量小得多。吸收能量后振动能级将提高，即分子被激发到较高的振动能级(其中也包含不同的转动能级)，从而形成红外吸收光谱。,第三节 红外光谱分析 二 原 理,13,返回,14,2、 产生红外吸收的条件： 分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件： 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。 根据量子力学原理，分子振动能量Ev 是量子化的，即 EV=（V+1/2）h 为分子振动频率，V为振动量子数，其值取 0，1，2， 分子中不同振动能级差为EV= Vh 也就是说，只有当EV=Ea

7、或者a= V时，才可能发生振转跃迁。例如当分子从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1），此时V=1，即a= ,第三节 红外光谱分析 二 原 理,15,条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用,图三 辐射与物质之间的耦合作用,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,16,（1）、双原子分子振动 （2）、多原子分子,3、分子振动形式：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,17,分子的两个原子以其平衡点为中心，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：,（1）、双原子分子振动：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,式中：C光速（2.9981010cm/s） 两个小

8、球（即两个原子）的折合质量（单位g),k为化学键的力常数（N/cm = mdyn/），为双原子折合质量,根据小球的质量和相对原子质量之间的关系式得,NA阿伏加德罗常数（6.0221023） M折合相对原子的质量，如两原子的相对原子质量为M1和M2,19,a)、 影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素为化学键力常数k 和双原子折合质量 。k大，化学键的振动波数高，如 kCC(2222cm-1)kC=C(1667cm-1)kC-C(1429cm-1)（质量相近） 质量大，化学键的振动波数低，如 C-C(1430cm-1) C-N(1330cm-1) C-O(1280cm-1)(力常数相近）,第三节

9、 红外光谱分析 二 原 理,20,b)、经典力学导出的波数计算式为近似式。因为振动能量变化是量子化的，分子中各基团之间、化学键之间会相互影响，即分子振动的波数与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因）有关。 例如：C-H键基频振动的计算值为2920 cm-1，而实测值为2915 cm-1,返回,第三节 红外光谱分析 二 原 理,21,多原子分子的振动更为复杂（原子多、化学键多、空间结构复杂），但可将其分解为多个简正振动来研究。 a)、简正振动 b)、简正振动基本形式 c)、理论振动数（峰数）,(2)、 多原子分子：,返回,第三节 红外光谱分析 二 原 理,22,a)、简正振动： 简正振动定义

10、: 整个分子质心不变、整体不转动、各原子在原地作简谐振动且频率及位相相同。此时分子中的任何振动可视为所有上述简谐振动的线性组合。 简正振动基本形式： 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长变但化键角不 变的振动。 变形或弯曲振动：基团键角发生周期性变化，但键长不变的 振动。又称弯曲振动或变角振动。,返回,第三节 红外光谱分析 二 原 理,对称伸缩振动s 反对称伸缩振动as,面内变形振动：剪式振动；面内摇摆振动 面外变形振动：面外摇摆振动；扭曲变形振动。,23,b)、简正振动基本形式（以甲基和亚甲基为例）。,返回,图四 甲基和亚甲基的基本振动形式及红外吸收,第三节 红外光谱分析 二 原 理,24,

11、对线型分子，理论振动数=3n-5 如CO2分子，其理论振动数为33-5=4,图六,第三节 红外光谱分析 二 原 理, 对非线型分子，理论振动数=3n-6 如HO2分子，其理论振动数为33-6=3,26,理论上，多原子分子的振动数应与谱峰数相同，但实际上，谱峰数常常少于理论计算出的振动数，这是因为： a）偶极矩的变化=0的振动，不产生红外吸收； b）谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）； c）仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。,第三节 红外光谱分析 二 原 理,27,吸收峰 以上介绍了基本振动所产生的谱峰即基频峰（V=1允许跃迁）。在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰： 倍频峰：由基

12、态向第二、三.振动激发态的跃迁（V=2、3 .）。 合频峰：分子吸收光子后，同时发生频率为1，2的跃迁，此时 产 生 的跃迁为 1+2的谱峰。 差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰 1-2。 泛频峰可以观察到，但很弱，可提供分子的“指纹”。,返回,泛频峰,第三节 红外光谱分析 二 原 理,28,分子对称度高，振动偶极矩小，产生的谱带就弱；反之则强。如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对称性低，其振动峰强度就大。峰强度可用很强（vs）、强（s）、中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。,4、谱带强度:,表一 红外吸收强度及其表示符号,第三节 红外光谱分析 二 原

13、 理,29,图10-7,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,30,2）红外光谱图分区：,表二 红外光谱的分区,第三节 红外光谱分析 二 原 理,31,表三 氢键的伸缩振动吸收,32,三键区：,表四 各类三键和累积双键伸缩振动吸收位置,第三节 红外光谱分析 二 原 理,33,双键区：,表五 各类双键的特征吸收,第三节 红外光谱分析 二 原 理,34,在红外分析中，通常一个基团有多个振动形式，同时产生多个谱峰（基团特征峰及指纹峰），各类峰之间相互依存、相互佐证。通过一系列的峰才能准确确定一个基团的存在。,指纹区（可分为两个区）,表六 指纹区吸收,第三节 红外光谱分析 二 原 理,35,6、影响

14、基团频率的因素：,基团频率主要由化学键的力常数决定。但分子结构和外部环境因素也对其频率有一定的影响。 （1）电子效应：引起化学键电子分布不均匀的效应。 包括：诱导效应、共轭效应和中介效应 （2）氢键效应 （3）振动耦合 （4）费米共振 （5）空间效应 （6）物质状态及制样方法 （7）溶剂效应,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,36,（）、电子效应： 诱导效应(Induction effect),取代基电负性静电诱导电子分布改变k 增 加特征频率增加（移向高波数）。,返回,第三节 红外光谱分析 二 原 理,表10-7 诱导效应对（C=O）的影响（纯品）,38,定义：电子云密度均化键长变长

15、k 降低特征频率减小（移向低波数）。, 共轭效应(Conjugated effect),第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,表10-8 共轭效应对不饱和键振动波数的影响（纯物质）,40,定义：孤对电子与多重键相连产生 的p- 共轭，结果类似于共轭效应。 当诱导与共轭两种效应同时存在时，振动频率的位移和程度取决于它们的净效应。, 中介效应(Mesomeric effect)：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,41,（2）、氢键效应（X-H）：,形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。 如羧酸 RCOOH(C=O=1760cm-

16、1 ，O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(C=O=1700cm-1 ，O-H=3250-2500cm-1) 如乙醇：CH3CH2OH（O=H=3640cm-1 ） (CH3CH2OH)2（O=H=3515cm-1 ） (CH3CH2OH)n（O=H=3350cm-1 ）,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,42,当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高频和低频）。如羧酸酐分裂为C=O（ as1820、 s1760cm-1）,（3）、振动耦合（Coupling）：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,43,当一振

17、动的倍频与另一振动的基频接近（2A=B）时，二者相互作用而产生强吸收峰或发生裂分的现象。,Ar-C()=880-860cm-1 C=O(as)=1774cm-1,1773cm-1 1736cm-1,（4）、费米共振：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,44,定义：由于空间阻隔，分子平面与双键不在同一平面，此时共轭效应下降，红外峰移向高波数。,（5）、空间效应：,第三节 红外光谱分析 二 原 理,表10-9 空间位阻对（C=C）和（C=O）的影响,46,空间效应的另一种情况是张力效应：四元环五元环六元环。随环张力增加，红外峰向高波数移动。,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,47,通常

18、，物质由固态向气态变化，其波数将增加。如丙酮在液态时，C=O=1718cm-1; 气态时C=O=1742cm-1，因此在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。,（6）、物质状态及制样方法:,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,48,极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O： 气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂： C=O=1735cm-1 乙醇溶剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。,（7）、溶剂效应:,第三节 红外光谱分析 二 原 理,返回,49,目前有两类红外光谱仪： 1

19、、 色散型 2、傅立叶变换型（Fourier Transfer, FT）,返回,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,50,是指在仪器中采用棱镜或光栅等色散元件与狭缝组成单色器，把光源发出的连续光谱分开，再用检测器不同频率处化合物的吸收情况。与双光束UV-Vis仪器类似，是利用双光束自动平衡原理。但部件材料和顺序不同。 光源、吸收池、单色器和检测器及记录仪,1、色散型：,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,色散型红外光谱仪光路图,52,常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。,（1）、光源：,表一0 红外光源的类型和特点,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,53,红外吸收池使用可透过红外的

20、材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。,（2）、吸收池：,表一1吸收池的材料及透光范围,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,54,由色散元件、准直镜和狭缝构成。其中可用几个光栅来增加波数范围，狭缝宽度应可调。 狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输出减少，这在红外光谱分析中尤为突出。为减少长波部分能量损失，改善检测器响应，通常采取程序增减狭缝宽度的办法，即随辐射能量降低，狭缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。,（3）、单色器：,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,55,以光栅为分光元件的红外光谱仪不足之处： a）、需

21、采用狭缝，光能量受到限制； b）、扫描速度慢，不适于动态分析及和其它仪器联用； c）、不适于过强或过弱的吸收信号的分析。,返回,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,56,它是利用光的相干性原理而设计的干涉型红外分光光度仪。仪器组成为,红外光源,摆动的 凹面镜,摆动的 凹面镜,迈克尔逊 干扰仪,检测器,样品池,参比池,同步摆动,干涉图谱,计算机 解析,红外谱图,还原,M1,BS,I,II,M2,D,2、 傅立叶红外光谱仪：,图10-9 傅立叶变换红外光谱仪方块图,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,58,图一0,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,59,图一1多色干涉光经样品吸收后的干涉图

22、(a)及其Fourier变换后的红外光谱图(b),第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,60,FTIR光谱仪的优点:,（1）光学部件简单，只有一个动镜在实验中运动，不易磨损。 （2）测量波长范围宽，其波长范围可达到450006cm-1 （3）精度高，光通量大，所有频率同时测量，检测灵敏度高。 （4）扫描速度快，可作快速反应动力学研究，并可与GC、LC联用。 （5）杂散光不影响检测。 （6）对温度湿度要求不高。,返回,第三节 红外光谱分析 三 红外光谱仪,61,1、 对试样的要求： （1）、试样应为“纯物质”（98%），通常在分析前，样品需要纯化；对于GC-FTIR则无此要求。 （2）、试样不含

23、有水（水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗）； （3）、试样浓度或厚度应适当，以使T在合适范围。 2、 制样方法： 液体或溶液试样 （1）、沸点低易挥发的样品：液体池法。 （2）、高沸点的样品：液膜法（夹于两盐片之间）。 （3）、固体样品可溶于CS2或CCl4等无强吸收的溶液中。,第三节 红外光谱分析 四 试样制备,返回,62,固体试样： （1）、压片法：12mg样+200mg KBr干燥处理研细：粒度小于2m（散射小）混合压成透明薄片直接测定； （2）、石蜡糊法：试样磨细与液体石蜡混合夹于盐片间； 石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该法不适于研究饱和烷烃。 （3）、薄膜法： 高分子试样加热熔融涂制或压制成膜

24、； 高分子试样溶于低沸点溶剂涂渍于盐片挥发除溶剂,返回,第三节 红外光谱分析 四 试样制备,压片模具,溶液法：溶液法适用于挥发性液体样品的测定。使用固定液池，将样品溶于适当溶剂中配成一定浓度的溶液(一般以10%w/w左右为宜)，用注射器注入液池中进行测定。,67,1、饱和烃 2、不饱和烃 3、醇、酚和醚 4、含羰基化合物 5、含氮化合物 6、金属有机化合物 7、高分子化合物,返回,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,68,1、饱和烃：,(1) C-H伸缩振动：对称伸缩振动（s）和反对称伸缩振动（as） ，在2800-3000cm-1之间，as较s在较高频率。 (2) C-H弯曲

25、振动：1475-700 cm-1 ，甲基的对称变形振动出现在1375 cm-1处 ，对于异丙基和叔丁基，吸收峰发生分裂。 (3)碳碳骨架振动：750-720cm-1为-(CH2)2-的骨架振动，1253-1000cm-1为分叉甲基的骨架振动。,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,69,表一3 烷烃的特征吸收位置,70,返回,图一2 2，2，4-三甲基戊烷的红外光谱图,71,、不饱和烃:,（1）、烯烃 （2）、炔烃 （3）、芳香烃,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,72,表一4,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,（1）、烯烃,73,

26、图一3 1-己烯的红外谱图,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,1、=CH伸缩振动； 2、C H伸缩振动；3、C=C伸缩振动；4、C-H弯曲振动,74,返回,表一5 =CH的面外弯曲振动,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,75,（2）、炔烃化合物：,C-H伸缩振动：3340-3300厘米-1，波数高于烯烃和芳香烃，峰形尖锐。 C-C叁键伸缩振动：2100厘米-1 ，峰形尖锐，强度中到弱。干扰少，位置特征。末端炔基该吸收强。分子对称性强时，该吸收较弱。 腈类化合物，C-N叁键伸缩振动出现在2300-2220厘米-1，波数比炔烃略高，吸收强度大。,第三节 红外光谱

27、分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,76,3340cm-1 ：叁键CH伸缩振动，3020cm-1: 苯环=CH伸缩振动 2115cm-1: 伸缩振动,图一4苯基乙炔的红外光谱图,77,图一5 1-己炔红外光谱,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,78,图一6 正丁腈的红外谱图,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,79,丙二烯类：,两个双键共用中间碳原子，耦合强烈，1600cm-1无吸收，在2000-1915cm-1和1100-1000cm-1附近有不对称和对称身下厮守，两峰相距900cm-1，前者为中强峰，后者为弱峰。,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化

28、合物的红外光谱,返回,80,表一6芳香烃的特征吸收,（3）、芳香烃：,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,81,表一7 取代苯的C-H面外弯曲振动吸收峰位置,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,82,图一7 各类取代苯的倍频吸收和面外弯曲振动吸收,83,图一8 甲苯的红外光谱图,84,图一9 苯乙烯的红外光谱图,1630cm-1:C=C伸缩振动；1600，1580，1450cm-1:苯环骨架振动,85,图二0 -甲基萘的红外光谱图,返回,86,醇和酚存在三个特征吸收：羟基OH 伸缩振动和弯曲振动，C-O伸缩振动。,3、醇、酚和醚：,表一8 醇和酚的特征吸收

29、,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,87,图二1 正丁醇的红外光谱,3450cm-1：缔合OH伸缩振动；1350cm-1：OH面内弯曲振动,88,图二2苯酚的红外光谱图,89,图二3 乙醇在CCl4中浓度变化对红外吸收的影响,90,浓度对羟基吸收峰的影响：,返回,图二4,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,91,（1）、醛酮 （2）、羧酸、羧酸盐 （3）、酯 （4）、酸酐 （5）、酰卤 （6）、酰胺,返回,4、羰基化合物：,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,91,（1）、醛酮 （2）、羧酸、羧酸盐 （3）、酯 （4）、酸酐 （5）、酰卤

30、 （6）、酰胺,返回,4、羰基化合物：,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,92,表一9 羰基化合物的C=O伸缩振动吸收,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,93,（1）、醛酮：,醛和酮的C=O伸缩振动吸收位置是差不多的(图二5图二7),虽然醛的羰基吸收位置比相应的酮高1015cm-1,单这一区别不足以区分两类化合物,然而醛氢伸缩振动：2900-2700厘米-1有尖锐的小吸收峰出现，根据此峰可以判断醛的存在。,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,94,2720cm-1: 醛基CH伸缩振动，特征；1730cm-1：C=O 伸缩振动,图二5 正丁醛红

31、外光谱图,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,95,图二6 苯甲醛红外光谱图,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,96,苯异丙基酮：,-1694cm-1：C=O伸缩振动，羰基与苯环共轭，吸收移向低波数； -1580cm-1：苯环骨架振动，与羰基共轭，移向低波数,图二7 苯基异丙基的红外光谱图,97,表二0 羧酸和羧酸盐的特征吸收,CO2-的对称伸缩振动，1650-1540，最强峰，反对称伸缩振动，1420-1300，强峰,（2）、羧酸、羧酸盐,98,图20-28 2-甲基丙酸红外光谱图,33002500 cm-1：羧酸二聚体的OH伸缩振动，峰形宽，散；1710

32、cm-1：C=O伸缩振动,99,图20-29 苯甲酸红外光谱图,100,图三0 乙酸铅红外光谱图,1550cm-1：COO反对称伸缩振动；1405cm-1：COO对称伸缩振动,101,（3）、酯,图三1 乙酸甲酯,1740cm-1：C=O伸缩振动； 1190cm-1：C-O-C非对称伸缩振动，第一吸收,102,图三2 苯甲酸甲酯红外谱图,103,（4）、酸酐：,有两个羰基伸缩振动，相差60厘米-1，反对称伸缩位于高频区，对称伸缩振动位于低频区。开链酸酐的高波数峰比低波数峰强，有张力的环状酸酐两峰的相对强度正好相反，强度差别比开链酸酐悬殊。,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返

33、回,104,图三3 丙酐的红外光谱,105,图三4 三甲基乙酸酐红外谱图,106,图三5 邻苯二甲酸酐红外谱图,107,（5）、酰卤：,卤素原子直接与羰基相连，强诱导效应使羰基伸缩振动大大升高。脂肪族位于1800厘米-1附近。 C-X伸缩振动：脂肪族1000-910厘米-1，峰形宽大，芳香族1250-1110厘米-1，通常分裂为数个峰。 C-X弯曲振动：1340厘米-1,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,108,图三6 金刚烷酰氯红外谱图,109,（6）、酰胺：,N-H伸缩振动：3540-3125厘米-1，伯酰胺为强度相近的双峰，相距120厘米-1，仲酰胺为单峰，叔酰胺

34、无此峰。 羰基伸缩振动：1690-1620厘米-1（酰胺I峰） N-H弯曲振动+C-N伸缩振动：1650-1580厘米-1（酰胺II峰） C-N伸缩振动：1430-1400 （酰胺III峰）,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,110,图三7 吡嗪酰胺（抗结核病药）红外谱图,111,表二1,第三节 红外光谱分析 五 各种有机化合物的红外光谱,返回,112,表二2 含氮化合物（胺、亚胺和胺盐）吸收峰特征,5、含氮化合物,113,1590cm-1NH2剪式振动；1185cm-1：CN伸缩振动,图三8 2-戊胺 红外谱图,114,3310cm-1：弱峰，NH伸缩振动；1460c

35、m-1：CH2剪式振动+CH3反对称变形振动；1110Cm-1：CN伸缩振动；715cm-1：NH非平面摇摆振动,图三9 二己胺 红外谱图,115,图四0 三乙胺 红外谱图,116,6、金属有机化合物,图四1 三苯基砷的红外光谱图 3078cm-1：苯基C-H伸缩振动；1607cm-1: 苯基C=C伸缩振动；1488，1432 cm-1苯环骨架振动；734，694 cm-1：单取代苯的C-H弯曲振动,117,7、高分子化合物：,图四2 聚异戊二烯的红外光谱图 1652 cm-1: C=C伸缩振动；1438 cm-1：甲基反对称变形振动和亚甲基剪式振动重叠；1369 cm-1：甲基对称变形振动,

36、118,1、先行工作 2、谱图采集 3、谱图解析 4、示例,返回,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,119,（1）、该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率、状态、用途、是否混合物等； （2）、 样品的分离与纯化（化学、物理方法与计算机差谱）； （3）、应用其他的分离分析方法,1、先行工作,返回,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,120,（1）、制样方法的选择（压片、涂膜等）； （2）、扫描样品得样品红外图（扣除背景）。,2、谱图采集：,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,返回,121,（1）、确定化合物的类型 （2）、查找特征基团频率，推测分子可能

37、的基团 （3）、查找红外指纹区，进一步验证基团的相关峰 （4）、能过其它定性方法进一步确证： UV-V is、MS、NMR、Raman等。(略) （5）、不饱和度的计算（已知分子式）,3、谱图解析：,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,返回,122,a）、区分无机物和有机物 b）、区别饱和与不饱和化合物（3000cm-1前有峰为饱和C-H峰，后有峰可能有不饱和C-H峰） c）、区分脂肪族和芳香族化合物,（1）、确定化合物的类型：,返回,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,123,氢键区： 40002500cm-1 三键区： 25002000cm-1 双键区： 20001500c

38、m-1,（2）、查找特征基团频率，推测分子可能的基团,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,返回,124,（3）、查找红外指纹区，进一步验证基团的相关峰：,a） 1460 cm-1 和 ；1380 cm-1 ： b） 900650 cm-1强峰， ，判断芳烃取代类型； c） 1000650 cm-1强峰， ，判断烯烃取代类型； d） 13001100 cm-1强峰， 醚或酯； e） 16401560 cm-1 ， 酰胺峰。,第三节 红外光谱分析 六 样品红外分析步骤,返回,125,通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度过. U=0 时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物； U=1 时，分子可能有一个双键或脂环； U=2时，分子可能有两个双键、三键或脂环； U=4或4 时，分子可能有一个苯环。 一些杂原子如S、O不参加计算。,(5)、不饱和度的计算（已知分子式）:,第三节 红外