第十章红外吸收光谱分析法一、概述introduction二、红外吸收光谱产生的条件conditionofinfraredabsorptionspectroscopy三、分子中基团的基本振动形式basicvibrationofthegroupinmolecular四、红外吸收峰强度intensityofinfraredabsor-ptionbend第一节红外光谱分析基本原理infraredabsorptionspectroscopy,IRprincipleofIR2020/7/9分子中基团的振动和转动能级跃迁产生:振-转光谱光辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构一、概述introduction近红外区:~m中红外区:~25m远红外区:25~1000m2020/7/92020/7/9红外光谱图:应用:有机化合物的结构解析。定性:基团的特征吸收频率;定量:特征峰的强度;红外光谱与有机化合物结构纵坐标为透光率T%,横坐标为波长λ(m)或波数1/λ(cm-1)可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述。2020/7/9二、红外吸收光谱产生的条件conditionofinfraredabsorptionspectroscopy满足两个条件:(1)辐射光子的频率应与分子某种振动方式的频率相同。(2)辐射与物质间有相互偶合作用(偶极距有变化)。对称分子:没有偶极矩,辐射不能引起共振,无红外活性。如:N2、O2、Cl2等。非对称分子:有偶极矩,有红外活性。动画演示2020/7/9三、分子中基团的基本振动形式basicvibrationofthegroupinmolecular一、双原子分子的振动双原子分子的化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧,其振动类似于简谐振动。(动画演示)2020/7/9k单位:dyn·cm-1;k’单位:N·cm-1,与键能和键长有关,为双原子的原子质量折合质量:=m1·m2/(m1+m2),Ar为双原子的原子量的折合质量:M=M1·M2/M1+M2发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数,即取决于分子的结构特征。2020/7/9键类型-C≡C->-C=C->-C-C-力常数15m 化学键键强越强(即键的力常数K越大)原子折合质量越小,化学键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。2020/7/9二、多原子分子的振动多原子分子的振动较为复杂(原子多、化学键多、空间结构复杂),但可将其分解为多个简谐振动来研究。伸缩振动:原子沿键轴方向伸缩,键长变化但键角不变的振动。变形振动:键角发生周期性变化,但键长不变的振动,又称弯曲振动或变角振动。(亚***)变形振动(亚***)(动画)2020/7/9
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