红外谱图基础知识.doc

红外谱图基础知识.DOC第一节:概述1、 红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。红外光的能量(AE=-)较紫外光(△E=l・20ev)低,当红外光照射分子吋不足以引起分子中价电子能级的跃迁,而能引起分子振动能级和转动能级的跃迁,故红外吸收光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。2、 红外光谱的待点:待征性强、适用范围广。红外光谱对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性,构成化合物的原子质量不同、化学键的性质不同、原子的连接次序和空间位置不同都会造成红外光谱的差别。红外光谱对样品的适用性相当广泛,无论固态、液态或气态都可进行测定。3、 红外光谱波长覆盖区域:~。近红外:・(波数12820-4000cm-l)中红外:-25mm(在4000-400cm-1)通常所用的红外光谱是在这一段的(-15mm,即4000-660cmJ)光谱范围,本章内容仅限于中红外光谱。远红外:波长在25~1000mm(在400-10cm-1)转动光谱出现在远红外区。4、 红外光谱图:当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时,分子就要吸收能量,从原来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级,将分子吸收红外光的情况用仪器记录,就得到红外光谱图。5、 红外光谱表示方法:红外光谱图红外光谱图以透光率T%为纵坐标,表示吸收强度,以波长1(mm)或波数s(cm-1)为横坐标,表示吸收峰的位置,现主要以波数作横坐标。波数是频率的一种表示方法(表示每厘米长的光波中波的数目)。通过吸收峰的位置、相对强度及峰的形状提供化合物结构信息,其中以吸收峰的位置最为重要。将吸收峰以文字形式表示:如下图可表示为,3525cm-l(m),3097cm-l(m),1637cm-l(s)o这种方法指出了吸收峰的归属,带有图谱解析的作用。第二节各类化合物的红外光谱特征有机化合物的数目非常大,但组成有机化合物的常见元素只有10种左右,组成有机化合物的结构单元即称为基团的原子组合数目约有几十种。根据上述讨论,基团的振动频率主要取决于组成基团原子质量(即原子种类)和化学键力常数(即化学键的种类)。一般来说,组成分子的各种基团如C・H、C-N、C二C、C=O、C・X等都有特定的红外吸收区域(特征吸收峰),根据特征吸收峰可以推断物质的结构。所以,有必要对各类有机化合物的光谱特征加以总结。~、烷绘烷坯中只有C-H键组成的C-H,CH2,CH3基团,纯烷坯的吸收峰只有C-H的伸缩、弯曲振动和C・C骨架振动。1、vC-H烷炷的C-H伸缩振动频率般不超过3000cm-l,***和业***的C-H伸缩分别有对称和不对称振动相应出现四个吸收峰,***的C-H伸缩振动,对称的出现在2872cm-l,不对称的出现在2962cm-l;亚***的对称出现在2853cm-l,不对称的岀现在2926cm-lo一般不对称的吸收强度稍强,在高分辨的红外仪(光栅型),可以在2853-2962cm-1处,清楚地观察到这四个峰,而在低分辨的仪器中,两两重叠只能看到两个峰。如下图:注意:环丙烷的VC-H移向高频,出现在3080-3040cm-l(S)叔C-H的伸缩吸收很弱,(2890cm-l左右)通常消失在其它脂肪族的C-H吸收屮,对于鉴定分析用途不大。2、 6C-H:C・H弯曲振动在1460cm-l和1380cm-l处有特征吸收,前者归于***及次***的不对称6C-H,后者归于***的6S1380cm-l峰对结构非常敏感,对于识别***很有用。(1) 孤立***在1380cm-l附近出现单峰,其强度对分子屮***数目的增多而增强,(2) 偕二***-CH(CH3)2此峰变为双峰(1391-1380cm-l(S)和1372-1365cm-1(S)),而且两个峰的强度大约相等。1380cm・l附近出现双峰是验证分子中有偕二***的根据,(必须注意:环己烷醇、笛体和二菇类含有的乙酰氧基-00C-CH3,其中***在13804365cm-1出现双峰,不要误认为分子中有异丙基)。(3) 叔丁基1380cm-1的峰也分裂为双峰,但这两个峰一强一弱(1380cm-2为弱峰,1365峰为强峰),足以与偕二***区分。(4) 当化合物具有四个以上邻接的CH2基团吋,几乎总是在(715-725,通常在720cm-l处)有谱带(CH2面内摇摆),它在鉴别上是有用的。3、 C-C骨架振动在1250-800cm-1范围,因特征性不强用途不大。总结:dC-H1460,1380cm-l孤立的***一CH3 1380单峰C(CH3)2 1380双峰,强度1:1 (1391-1380cm-l,1372-1365cm-1)-C(CH3)31380双峰,强度1:2(低频率为高频率峰强度