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仪器分析红外光谱法

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合频峰

2、特征峰与相关峰:反用于鉴定原子几团存在并有较高强度的峰,称为特征峰把另一些相互依存而又可以相互佐证的峰称为相关峰。

§8-3基团频率和特征吸收峰

物质的红外光谱,是其分子结构的反映。红外光谱实质上就是根据各种基团的特征来推测其结构。

特征吸收:指基团在特定的红外区域有吸收,且其它部分对次吸收位置影响较小,并有较强的吸收谱带的吸收称为特征吸收。(官能团吸收) 其他的吸收称为相关吸收。 一、官能团区

范围4000-1300cm-1 ,由伸缩振动产生,基团的特征吸收峰,一般在此范围,吸收峰较稀,基团鉴定最有价值的区域。 官能团区可分为三个波段

1. 4000——2500cm-1区X-H伸缩振动区(X=C、O、N等)有H 原子存在,如

O-H(3700——3200cm-1)COO-H(3600——3500cm-1)N-H(3500——3300cm-1)

?C-H(3300cm-1)

通常?3000 cm-1有吸收的C-H, 化合物为不饱和的=C-H ,<3000 cm-1有吸收,为饱和的?C-H

2. 叁间和积累双键区 2500——2000 cm-1

主要有-C?C-, -C?N, -C=C=C, -C=C=O ; S-H, Si-H , P-H , B-H的伸缩振动。

1、 双键伸缩振动区2000——1500 cm-1

C=O(1870——1600 cm-1)强峰,C=C,C=N, N=O(1675——1500 cm-1)对称性好时C=C峰很弱。 苯的衍生物2000——1667 cm-1, C-H面外面型

(二)、指纹区(1300——600 cm-1)

C-O,C-N ,C-F,C-P,C-S,P-O,Si-O

(1)1300-900 cm-1

C=S,S=O,P=O 伸缩振动

(2)900—600 cm-1

这一区域吸收峰很有用,如判断碳链的长度;烯烃的取代,苯环的取代等。

二、各类有机化合物红外吸收光谱

1.链状烷烃 特征峰主要由C-H键的骨架振动引起的。

(1)?C?H 3000——2800 cm-1较有用

(2)?C?H:分子中有 —(CH2)n— 链节,n?4时在722 cm-1有

弱吸收,1且随着CH2个数的减少吸收峰向高波段方向移动。

2.烯烃

特征峰主要由C=C=H键所C=C引起。

(1)?C?H 3095——3000 cm-1强峰,末端双键强峰最易识别

?C?C 1695——1540 cm-1 随取代基而变 3、炔烃

(1)?CH 3300——3310 cm-1强峰 (2)?c?c 弱峰

4、芳烃 由苯环上C-H及C=C振动引起的。 (1) (2) (3)

?Ar?H 3040——3030 cm-1中强峰 ?c?c 1600——1430 cm-1高度特征

?c?H(变形振动),重要的是900——600 cm-1是识别苯环上取

代基位置和数目的即重要特征峰

900——600 cm-1 强峰 判断苯环的取代类型主要看两部分 2000——1660 cm-1弱峰

2000——1660 cm-1为倍频或组频峰,虽较弱,但特点是锯齿状(当有取代基时)。 5、酮

(1)?c?o 1750——1680 cm-1有强峰

6、醛 与醛相似,另在2700 cm-1、2800 cm-1处有吸收,而酮没有。 三、 影响基团频率因素

主要由原子质量及原子的力常数决定 基团频率

其次与分子结构和外部环境有关

(一)内部因素

即分子本身的结构有关,包括电子效应与氢键的影响。 (1)、诱导效应(I)

由于静电诱导效应的影响,改变了键的力常数,从而使基团的特征频率发生变化。

诱导效应随元素电负性的增强而增强,从而使吸收峰向高波段方向移动。 (2)中介效应(M效应)若取代基中存在孤对电子,则孤对电子可于?电子发生作用使

其电子密度平均化,这一效益称为中介效应 (3)共轭效应(C效应)

含共轭体系时,由于共轭效应可使其电子的密度平均化,使双键略有伸长,单键略有缩短,双键的吸收频率向低波数方向移动。 2、氢键的影响

当分子中的质子给予体和质子接受体形成氢键时,如羧酸

O ……HO— C— 气态 ?C?O 1760 cm-1 —C —OH……O 液态 ?C?O 1710 cm-1

分子间氢键 与溶液浓度与溶剂性质有关

与溶液浓度无关

氢键 分子内氢键

3、振动偶合

条件:两个化学键的震动频率相等或相近,并且有一个共用原子时会产生“微扰”,相互作用的结束,使振动频率一个高移,一个低移。 4、费米共振

只倍频(或组合频)与基频之间的振动偶合,使吸收峰强度发生变化或发生谱峰分裂。 (二)、外部因素

主要指测定时物质的状态以及溶剂的影响等 红外光谱中,应尽量采用非极性溶剂。 表1 红外光谱的八个重要区域 波长/μm 2.7—3.3 3.0—3.3 3.3—3.7 波数/ cm-1 3750——3000 3300——3000 3000——2700 键的振动类型 ?OH ?N-N ?C-H (-C?C-C,-C=CH-,Ar-H) ?C-H(-CH3,-CH2-,CH,CHO)

仪器分析红外光谱法

合频峰2、特征峰与相关峰:反用于鉴定原子几团存在并有较高强度的峰,称为特征峰把另一些相互依存而又可以相互佐证的峰称为相关峰。§8-3基团频率和特征吸收峰物质的红外光谱,是其分子结构的反映。红外光谱实质上就是根据各种基团的特征来推测其结构。特征吸收:指基团在特定的红外区域有吸
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