1、第 12章 波谱分析法简介 12-1 红外光谱12-1 核磁共振波谱12-1 有机质谱12-1 波谱的综合利用Date有机化合物数目庞大，种类繁多，但主要仅由 C、 H元素的原子以及 O、 N、 S、 P、卤素等杂原子组成。虽然组成元素的种类远不如无机化合物多，但有机化合物的种类和数量却远远比无机化合物多，且性质也有较大的差异。其主要原因是有机化合物结构特殊，存在同分异构现象。因此，有机化合物 结构分析结构分析 是有机物分析的重要任务。Datew 波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质 分子结构分子结构 与 电磁辐射电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子结构分析和
2、鉴定的方法。w 主要包括紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱分析法。号称 “四大谱四大谱 ”。w 波谱分析法由于其快速、灵敏、准确、重现性好在有机物结构分析和鉴定研究中起着重要的作用，已成为有机物结构分析和鉴定常用的分析工具和重要的分析方法。 Date12-1 红外光谱 一、 基本原理 二、 红外光谱仪三、 红外光谱的应用Infrared absorption spectroscopy， IR*一、基本原理分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振 -转光谱。辐射 分子振动能级跃迁（含转动能级） 红外光谱 官能团 分子结构近红外区中红外区远红外区Date1两类基本振动形式分子内以化学键相连
3、接的各个原子，在各自的平衡位置作微小振动。 伸缩振动亚甲基：变形振动 亚甲基 :Date二氧化碳的振动类型及振动频率图图 10-6CO2分子：四种振动类型，两个吸收峰。（对称振动无红外活性 偶极矩没有变化 ， 两变形振动吸收峰简并）Date不同的基团有不同的振动频率。由经典力学可导出双不同的基团有不同的振动频率。由经典力学可导出双原子分子的分子振动方程式：原子分子的分子振动方程式：k为化学键的力常数（为化学键的力常数（ N/cm = mdyn/）为基团中原子的折合质量为基团中原子的折合质量因此，随着化学键强度增加，基团频率将增大；随着因此，随着化学键强度增加，基团频率将增大；随着基团原子折合质
4、量增大，振动频率减少。基团原子折合质量增大，振动频率减少。Datea)影响基本振动跃迁的波数（或频率）的直接因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素为化学键力常数 k 和双原子折合质量和双原子折合质量 。k大，化学键的振动波数高，如大，化学键的振动波数高，如kCC(2222cm-1)kC=C(1667cm-1)kC-C(1429cm-1)（ 质质量相近）量相近）质量质量 大，化学键的振动波数低，如大，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）力常数相近）Dateb)、 经典力学导出的波数计算式为近似式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，同时分。因为振动能量变化是量子化的，同时分子中各基团之间、化学键之间会相互影响子中各基团之间、化学键之间会相互影响，因此，分子振动的波数还与分子结构（，因此，分子振动的波数还与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因）有关。内因）和所处的化学环境（外因）有关。例如：例如： C-H键基频振动的计算值为键基频振动的计算值为 2920 cm-1， 而实测值为而实测值为 2915 cm-1Date
