1、第 6章 红外吸收光谱法一、 概述 introduction二、红外吸收光谱产生的条件condition of Infrared absorption spectroscopy三、分子中基团的基本振动形式basic vibration of the group in molecular四、红外吸收峰强度intensity of infrared absorption bend 第一节 红外光谱分析基本原理infrared absorption spec-troscopy, IRprinciple of IR*分子中基团的振动和转动能级跃迁产生:振 -转光谱一、概述 introduction辐射
2、 分子振动能级跃迁 红外光谱 官能团 分子结构近红外区中红外区远红外区DateDate红外光谱图 :纵坐标为吸收强度,横坐标为波长 ( m )和波数 1/ 单位: cm-1可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述。应用: 有机化合物的结构解析。定性: 基团的特征吸收频率;定量: 特征峰的强度;红外光谱与有机化合物结构Date二、红外吸收光谱产生的条件condition of Infrared absorption spectroscopy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。对称分子 : 没有偶极矩,辐射不能引起共振,无红外活性。如: N2
3、、 O2、 Cl2 等。非对称分子 : 有偶极矩,红外活性。偶极子在交变电场中的作用示意图 (动画 )Date表 某些键的伸缩力常数(毫达因 /埃)键类型 CC C =C C C 力常数 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6峰位 4.5m 6.0 m 7.0 m 化学键键强越强(即键的力常数 K越大)原子折合质量越小,化学键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。Date三、分子中基团的基本振动形式basic vibration of the group in molecular1两类基本振动形式伸缩振动 亚甲基:变形振动 亚甲基(动画 )Date甲基的振动形式伸缩振动 甲基:变形振动
4、甲基对称 s(CH3)1380 -1 不 对称 as(CH3)1460 -1对称 不对称 s(CH3) as(CH3)2870 -1 2960 -1Date例 水分子(非对称分子)峰位、峰数与峰强( 1)峰位 化学键的力常数 K越大,原子折合质量越小,键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区(短波长区);反之,出现在低波数区(高波长区)。( 2)峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时,无红外吸收。(动画 )Date峰位、峰数与峰强例 2 CO2分子(有一种振动无红外活性)( 4)由基态跃迁到第一激发态,产生一个强的吸收峰,基频峰;( 5)由基态直接跃迁到第二激发态,产生一个弱的吸收峰,倍频峰;( 3)瞬间偶基距变化大,吸收峰强;键两端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越强;(动画 )Date