红外光谱与分子结构新.pptx

目录分子结构与红外光谱分子官能团与红外光谱吸收峰分子的一个简振模式是其所有原子特定运动分量的叠加,也就是说,在一个简振模式下,所有原子都在进行(相同频率的)运动。但是一般只有某一个(或几个)基团的运动起着主要作用,而其它原子的运动相对弱的多。所以,分子的一个简振模式可以看作只是个别基团(官能团)的运动,因此可以将分子的红外光谱吸收峰与其官能团相对应。分子的整体振动图像可分解为若干简振模式的叠加,每个简振模式(振动能级跃迁)对应于一定频率的光吸收峰,全部具有红外活性的简振模式的光吸收峰就构成了该分子的振动吸收光谱,即红外光谱。分子的简振模式(振动能级)决定于分子的结构,因此可以将分子结构与其红外光谱联系在一起。官能团的主要振动方式化学键长度改变化学键键角/二面角改变H2O与CH4的简正振动模式伸缩振动弯曲振动红外光谱解析三要素红外光谱吸收峰——线形与线宽自然宽度多普勒增宽碰撞增宽(压力增宽)饱和增宽高斯峰形洛仑兹峰形光强度较高时产生高阶响应不确定性原理常温常压下中红外光谱分辨率一般在4cm-1即可;近红外光谱中倍频与合频峰的半高宽会更大,分辨率一般在4或8cm-1即可;测量气体分子的振动光谱的转动精细结构需要低温低压条件与更高的分辨率。红外光谱吸收峰——位置官能团振动频率的改变,反映了化合物结构或所处环境的不同。影响官能团吸收频率的因素可以分成内部因素和外部因素两大类。内部因素本质上就是指官能团所处的分子结构对其吸收频率的影响,如振动耦合、费米共振、电子效应、空间效应、氢键和质量效应等。外因一般包括温度、浓度、溶剂、样品状态、制样方法等。力常数:电子结构折合质量:原子种类影响红外光谱吸收峰的内部因素(1)振动耦合两个基团相邻且振动基频相差又不大时,振动的耦合引起吸收频率偏离基频,一个移向高频方向(反对称),一个移向低频方向(对称),这种现象称为振动耦合。(2)费米共振当一种振动模式的倍频或合频与另一振动基频相近时,由于其相互作用而产生的强吸收带或发生的峰裂分称为费米共振。费米共振作用也是一种振动耦合作用,只不过是发生在基频与倍频或合频之间。影响红外光谱吸收峰的内部因素(3)1869cm-11812cm-1羰基的双键性质减弱,吸收频率减小1715cm-11685cm-11650cm-11220cm-11265cm-11280cm-1亲电诱导vs供电共轭