特征吸收峰课件

问题：问题：解释二氧化碳分子的振动形式与红解释二氧化碳分子的振动形式与红外吸收光谱的关系外吸收光谱的关系 问题：解释二氧化碳分子的振动形式与红外吸收光1解解答答：实实际际观观察察到到的的红红外外吸吸收收峰峰数数目目小小于于理理论论上上计计算算的振动数的振动数，这是由如下原因引起的：这是由如下原因引起的：(1)没有偶极矩变化的振动没有偶极矩变化的振动,不产生红外吸收；不产生红外吸收；(2)相同频率的振动吸收重叠相同频率的振动吸收重叠,即简并；即简并；(3)仪器不能区别那些频率十分接近的振动或因吸仪器不能区别那些频率十分接近的振动或因吸收带很弱仪器检测不出；收带很弱仪器检测不出；(4)有些吸收带落在仪器检测范围之外。有些吸收带落在仪器检测范围之外。解答：实际观察到的红外吸收峰数目小于理论上计算的振动数，这是2v瞬间偶极距瞬间偶极距变化大，吸收峰强；变化大，吸收峰强；v键两端原子键两端原子电负性电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；相差越大（极性越大），吸收峰越强；v由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；v由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，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；倍频峰；3 3、峰的强度（峰强）、峰的强度（峰强）二、分子振动与红外吸收光谱的关系二、分子振动与红外吸收光谱的关系瞬间偶极距变化大，吸收峰强；3、峰的强度（峰强）二、分子振动3三三 基团频率与红外光谱区基团频率与红外光谱区基基团团频频率率：能能代代表表基基团团存存在在，并并有有较较高高强强度的吸收谱带。度的吸收谱带。特征吸收峰：基团频率所在位置。特征吸收峰：基团频率所在位置。官能团官能团特征吸收频率特征吸收频率三 基团频率与红外光谱区 基团频率：能代表基团存在，并有较高4 2.指纹区：指纹区：1300600cm-1区域，除单键的伸缩振动外，区域，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的复杂光谱。还有因变形振动产生的复杂光谱。当分子结构稍有不同时当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。该区的吸收就有细微的差异。这种情况就象每个人都有不同的指纹一样。这种情况就象每个人都有不同的指纹一样。1.官能团区：官能团区：40001300cm-1区域的峰，由伸缩振动区域的峰，由伸缩振动产生的吸收带，基团鉴定工作最有价值的区域。产生的吸收带，基团鉴定工作最有价值的区域。基因的特征吸收峰一般位于此高频范围，在该区域内，基因的特征吸收峰一般位于此高频范围，在该区域内，吸收峰比较稀疏。吸收峰比较稀疏。（一）官能团区和指纹区（一）官能团区和指纹区 2.指纹区：1300600cm-1区域，除单键的伸缩振动5（l）40002500cm-1区区xH伸缩振动区伸缩振动区(x为为O、N、C等原子等原子)。这个区域的吸收峰说明有含氢原子。这个区域的吸收峰说明有含氢原子的官能团存在。的官能团存在。OH（37003200cm-1）COOH（36002500cm-1）NH（35003300cm-1）炔氢出现在炔氢出现在3300cm-1附近附近判断规则：判断规则：在在3000cm-1以上有以上有CH吸收峰，可预料吸收峰，可预料化合物是不饱和的化合物是不饱和的=CH；若在小于若在小于3000cm-1有吸有吸收，可预料化合物是饱和的。收，可预料化合物是饱和的。（二）官能团区波段分区（二）官能团区波段分区（l）40002500cm-1区 xH伸缩振动区6（2）25002000cm-1区区三三键键和和累累积积双双键键区区。这这一一区区域域出出现现的的吸吸收收,主主要要包包括括C C、C N等等三三键键的的不不对对称称伸伸缩缩振振动动,以以及及累累积积双双键键的的不不对对称称伸伸缩缩振振动动。SH、SiH、PH、BH的伸缩振动也出现在这个区域。的伸缩振动也出现在这个区域。（3）20001500cm-1区区双键伸缩振动区双键伸缩振动区。表示含。表示含双键的化合物存在，如双键的化合物存在，如CO(酰卤、酸、酯、醛、酮、酰卤、酸、酯、醛、酮、酰胺等酰胺等)出现在出现在18701600cm-1,强峰。此外强峰。此外,CC、CN、N=O的伸缩振动出现在的伸缩振动出现在16751500cm-1。分子比较对称时，分子比较对称时，C=C的吸收峰很弱。的吸收峰很弱。（二）官能团区波段分区（二）官能团区波段分区（2）25002000 cm-1区 三键和累积双键7（l）1300900cm-1这这一一区区域域包包括括CO、CN、CF、CP、CS、PO、SiO等等键键的的伸伸缩缩振振动动和和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。等双键的伸缩振动吸收。（2）900600cm-1这一区域的吸收峰是很有用的。这一区域的吸收峰是很有用的。例如例如,可以指示可以指示（CH2）n的存在的存在。实验证明。实验证明,当当n4时时,CH2的平面摇摆振动吸收出现在的平面摇摆振动吸收出现在722cm-1,随着随着n的减小的减小,逐渐移向高波数。此区域的吸收逐渐移向高波数。此区域的吸收峰峰,还可以为鉴别烯烃的取代程度和构型提供信息。还可以为鉴别烯烃的取代程度和构型提供信息。（三）指纹区波段分区（三）指纹区波段分区（l）1300900 cm-1 这一区域包括C8四、定性分析四、定性分析应用简介应用简介1.1.已知物的鉴定已知物的鉴定 将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献上的谱图对照。上的谱图对照。2 2决择性鉴定决择性鉴定 被测物可能是某几个已知化被测物可能是某几个已知化合物，仅需用红外光谱法予以肯定。若无标准合物，仅需用红外光谱法予以肯定。若无标准图谱，必须先对红外谱图进行官能团定性分析，图谱，必须先对红外谱图进行官能团定性分析，根据分析结果，推断最可能的化合物。根据分析结果，推断最可能的化合物。四、定性分析应用简介1.已知物的鉴定93.3.未知物结构分析未知物结构分析 如如果果化化合合物物不不是是新新物物质质,可可将将其其红红外外谱谱图图与与标标准准谱谱图图对对照照（查查对对）；如如果果化化合合物物为为新新物物质质,则则须须进行光谱解析。进行光谱解析。101 1）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等；折光率、旋光率等；2 2）不饱和度的计算：通过元素分析得到该化合物）不饱和度的计算：通过元素分析得到该化合物的分子式的分子式,并求出其不饱和度并求出其不饱和度。3 3）查找基团频率）查找基团频率,推测分子可能的基团；推测分子可能的基团；4 4）查找红外指纹区）查找红外指纹区,进一步验证基团的相关峰；进一步验证基团的相关峰；5 5）能过其它定性方法进一步确证：）能过其它定性方法进一步确证：UV-V isUV-V is、MSMS、NMRNMR、RamanRaman等。等。4.4.光谱解析步骤光谱解析步骤1）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率11=0=0时时，分分子子是是饱饱和和的的，分分子子为为链链状状烷烷烃烃或或其其不不含双键的衍生物；含双键的衍生物；=1=1时，分子可能有一个双键或脂环；时，分子可能有一个双键或脂环；=2时，分子可能有三键；时，分子可能有三键；=3=3时，分子可能有两个双键或脂环；时，分子可能有两个双键或脂环；=4=4时，分子可能有一个苯环。时，分子可能有一个苯环。一些杂原子如一些杂原子如S S、O O不参加计算。不参加计算。=0时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其12进进行行定定性性分分析析时时,对对于于能能获获得得相相应应纯纯品品的的化化合合物物,一一般般通通过过图图谱谱对对照照即即可可。对对于于没没有有已已知知纯纯品品的的化化合合物物,则则需需要要与与标标准准图图谱谱进进行行对对照照。最最常常见见的的标标准图谱有三种：准图谱有三种：（1）萨萨特特勒勒（Sadtler）标标准准红红外外光光谱谱集集：由由美美国国Sadtlerresearchlaborationies编编集集出出版版的的。“萨萨特特勒勒”收收集集的的图图谱谱最最多多，至至1974年年为为止止，已已收收集集47000张张（棱棱镜镜）图图谱谱。另另外外，它它有有各各种种索索引引，使用甚为方便。使用甚为方便。5.几种标准图谱集几种标准图谱集 进行定性分析时,对于能获得相应纯品的化合物,一般通13（2）分子光谱文献）分子光谱文献“DMS”(documentationofmolecularspectroscopy)穿孔卡片：穿孔卡片：由英国和西德联合编制。卡片有三种类型：桃红由英国和西德联合编制。卡片有三种类型：桃红色卡片为有机化合物色卡片为有机化合物,淡蓝色卡片为无机化合物淡蓝色卡片为无机化合物,淡黄色卡片为文摘卡片。卡片正面是化合物的许淡黄色卡片为文摘卡片。卡片正面是化合物的许多重要数据多重要数据,反面则是红外光谱图。反面则是红外光谱图。4.几种标准图谱集几种标准图谱集（2）分子光谱文献“DMS”(documentation 14（3）“API”红红外外光光谱谱资资料料：由由美美国国石石油油研研究究所所（API）编编制制。该该图图谱谱集集主主要要是是烃烃类类化化合合物物的的光光谱谱。由由于于它它收收集集的的图图谱谱较较单单一一,数数目目不不多多（至至1971年年共共收收集集图图谱谱3064张张）,又又配配有有专专门门的索引的索引,故查阅也很方便。故查阅也很方便。4.几种标准图谱集几种标准图谱集（3）“API”红外光谱资料：由美国石油研究所（API）编制15特征吸收峰课件16特征吸收峰课件17PressAssemblyControlKnobZnSeCrystalinCenterofStageSamplingStageBaseAssemblywithOpticalComponentsHATR componentsPress AssemblyControl KnobZnSe18特征吸收峰课件19Finely grind crystalline samples for better contactFinely grind crystalline samples for better contactwith the ZnSe crystal.with the ZnSe crystal.Finely grind crystalline sampl20Sample should completely cover the ZnSe Crystalindicated with the arrow below.Sample should completely cover21Be surethat the press isrotatedcompletelyto the lowest level.Be sure22Slide 18Remove sample with KimWipe moistened with an appropriate solvent.Discard sample and KimWipe in the appropriate containers.Slide 18Remove sample with Kim23特征吸收峰课件24