有机化学第八章有机化合物的波谱分析.ppt

Organic anic Chemistry 有机化学有机化学第八章有机化合物的波谱分析第八章第八章有机化合物的波谱分析有机化合物的波谱分析 分子吸收光谱和分子结构 红外吸收光谱 核磁共振谱 分子吸收光谱和分子结构分子吸收光谱和分子结构核磁共振波谱 NMR IR 主要的官能团(I nfra r ed Spectroscopy )紫外可见光谱 UV 分子中π电子体系质谱 MS (N uclear M ic R esonance Spectroscopy )(U ltraviolet- v isible Spectroscopy) (M ass S pectrometry) 电磁波谱与波谱分析方法电磁波谱与波谱分析方法γγ射线射线 nm nm X X射线射线 10 nm 10 nm 远紫外线远紫外线 200 nm 200 nm 紫外线紫外线 400 nm 400 nm 可见光可见光 800 nm 800 nm 近红外线近红外线 μμ m m 中红外线中红外线 25 25μμ m m 远红外线远红外线 500 500 μμm m 微波微波 100cm 100cm 无线电磁波无线电磁波 1m 1m 分子结构与吸收光谱ΔΔE EE 1E 2h-普朗克(Planck) 常量: ×10 -34J? s ν-频率( Hz), ν= c·σλ-波长(nm) c―光速: 3 × 108 (m · s-1) σ-波数(cm-1) 分子吸收光谱: 分子吸收光谱示意图电子能级: UV 振动能级: 振动能级: IR 原子核自旋能级原子核自旋能级 NMR ΔΔE Eh?光= △E而: v 光= c/? = c??则有: h?光= hc? 红外吸收光谱红外吸收光谱红外光谱的功能: 鉴别分子中的某些官能团。波长: λ: ~25 μm 波数: σ: 4000~400 cm -1 5% ,透过少,吸收多。 1–己烯红外光谱图化合物吸收了红外光的能量,使得分子振动能级发生跃迁,由此产生红外光谱。分子发生振动能级跃迁时,也伴随着转动能级的跃迁。 分子的振动和红外光谱产生分子的振动和红外光谱产生 v:与键的力常数 k 正比,与成键原子质量 m 反比。 Hooke 定律: m 1,m 2 : 成键原子质量(g) ;k:化学键的力常数(N · cm -1) 则有: ?振= ?红外光振动能级跃迁时: h?红外光= △E = h?振?振= 2π 1k ( ) m 11+m 21√?红外光= 2π 1k ( ) m 11+m 21√?同一类型化学键,由于环境不同, 力常数并不完全相同,因此,吸收峰的位置不同。?化学键极性越强,振动时偶极矩变化越大,吸收峰越强。 C R R R C C R H R H红外吸收光谱是分子中成键原子振动能级跃迁而产生的吸收光谱。只有引起分子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。红外吸收峰弱化学键的振动方式化学键的振动方式亚***的振动模式: H C H H C H H C H H C H H C H H C H对称伸缩振动(2853 cm -1) 不对称伸缩振动(2926 cm -1) 剪式振动(1456 ± 20 cm -1) 面内摇摆振动(720 cm -1) 面外摇摆振动(~1300 cm -1) 卷曲振动(~1250 cm -1) 亚***的振动动画亚***的振动动画对称伸缩振动(ν s) 反对称伸缩振动(ν as) 摇摆振动(ω)卷曲振动(τ) 面外弯曲振动伸缩振动剪切振动(δ s) 摇摆振动(ρ) 面内弯曲振动