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第十四章红外分光光度法,第一节概述,红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，又称红外吸收光谱法,一、红外光的区划二、红外吸收过程三、红外光谱的作用四、红外光谱的表示方法五、IR与UV的区别,一、红外光的区划,红外线：波长在0.76500m(1000m)范围内的电磁波,二、红外吸收过程,UV分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）IR分子振动和转动能级的跃迁（振转光谱）,三、红外光谱的作用,1可以确定化合物的类别（芳香类）2确定官能团：例：CO，CC，CC3推测分子结构（简单化合物）4定量分析,四、红外光谱的表示方法,T曲线前疏后密,T曲线前密后疏,五、IR与UV的区别,IRUV起源分子振动能级伴随转动能级跃迁分子外层价电子能级跃迁适用所有红外吸收的有机化合物具n-*跃迁有机化合物具-*跃迁有机化合物特征性特征性强简单、特征性不强用途鉴定化合物类别定量鉴定官能团推测有机化合物共轭骨架推测结构,第二节红外分光光度法基本原理,红外分光光度法研究物质结构与红外光谱之间关系红外光谱由吸收峰位置和吸收峰强度共同描述,一、红外吸收光谱的产生二、振动形式三、振动的自由度四、特征峰与相关峰五、吸收峰位置六、吸收峰强度,一、红外吸收光谱的产生,红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生分子的振动能级差远大于转动能级差分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁,1振动能级,续前,2振动光谱,双原子分子A-B近似看作谐振子两原子间的伸缩振动近似看作简谐振动,续前,续前,续前,3基频峰与泛频峰,1）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰（即V=01产生的峰）,基频峰的峰位等于分子的振动频率基频峰强度大红外主要吸收峰,续前,2）泛频峰,倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰（即V=1V=2，3-产生的峰）,注：泛频峰强度较弱，难辨认却增加了光谱特征性,4红外光谱产生条件：,红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质红外非活性振动：分子振动不产生偶极矩的变化，不产生红外吸收的性质,分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0，即分子产生红外活性振动,二、振动形式（多原子分子）,（一）伸缩振动指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动,1对称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动同时发生2反称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动交替发生,续前,（二）弯曲振动（变形振动，变角振动）：指键角发生周期性变化、而键长不变的振动,1面内弯曲振动：弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内1）剪式振动：振动中键角的变化类似剪刀的开闭2）面内摇摆：基团作为一个整体在平面内摇动,续前,2面外弯曲：弯曲振动垂直几个原子构成的平面1）面外摇摆：两个X原子同时向面下或面上的振动2）蜷曲：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动,续前,3变形振动：1）对称的变形振动s：三个AX键与轴线的夹角同时变大2）不对称的变形振动as：三个AX键与轴线的夹角不同时变大或减小,图示,注：振动自由度反映吸收峰数量并非每个振动都产生基频峰吸收峰数常少于振动自由度数,三、振动的自由度,指分子独立的振动数目，或基本的振动数目,N个原子组成分子，每个原子在空间具三个自由度,示例,水分子非线性分子,示例,CO2分子线性分子,吸收峰数少于振动自由度的原因：发生了简并即振动频率相同的峰重叠红外非活性振动,五、特征峰与相关峰,（一）特征峰：next可用于鉴别官能团存在的吸收峰，称,（二）相关峰：next由一个官能团引起的一组具有相互依存关系的特征峰，称,注：相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关用一组相关峰才可以确定确定一个官能团的存在,图示,back,续前,
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