第9章红外吸收光谱分析
- 格式:ppt
- 大小:668.50 KB
- 文档页数:29


第56讲 认识有机化合物 复习目标 1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.了解常见有机化合物的结构;了解有机化合物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。
3.了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。
4.能够正确命名简单的有机化合物。
考点一 有机化合物的分类和命名
(一)有机化合物的分类
1.根据元素组成分类
有机化合物 烃:烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物等烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等
2.按碳骨架分类
3.按官能团分类
(1)官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团。
(2)有机化合物的主要类别、官能团和典型代表物:
类别
官能团 典型代表物名称、结构简式
烷烃 甲烷CH4
烯烃 (碳碳双键) 乙烯CH2==CH2
炔烃 —C≡C—(碳碳三键) 乙炔CH≡CH
芳香烃 苯
卤代烃 (碳卤键) 溴乙烷CH3CH2Br
醇
—OH(羟基) 乙醇CH3CH2OH
酚
苯酚
醚 (醚键) 乙醚CH3CH2OCH2CH3
醛 (醛基) 乙醛CH3CHO
酮 (酮羰基) 丙酮CH3COCH3
羧酸 (羧基) 乙酸CH3COOH
酯 (酯基) 乙酸乙酯CH3COOCH2CH3
胺 —NH2(氨基) 苯胺
酰胺 (酰胺基) 乙酰胺CH3CONH2
氨基酸 —NH2(氨基)、—COOH(羧基) 甘氨酸
(二)有机化合物的命名
1.有机化合物常用的表示方法
有机化合物名称 结构式 结构简式 键线式
2-甲基-1-丁烯
2-丙醇
或CH3CH(OH)CH3
2.有机化合物的命名
(1)烷烃
(2)含官能团的有机物,与烷烃命名类似。
注意 卤代烃中卤素原子作为取代基看待。酯是由对应的羧酸与醇(或酚)的名称组合,即某酸某酯。聚合物:在单体名称前面加“聚”。
(3)苯的同系物:苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物。
第十章 红外吸收光谱
Infrared Spectrometry
基本要点:
1. 红外光谱分析基本原理 ;
2. 红外光谱与有机化合物结构 ;
3. 各类化合物的特征基团频率;
4. 红外光谱的应用;
5. 红外光谱仪.
红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区,所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外吸收光谱法。
红外辐射是在 1800年由英国的威廉.赫谢(Willian Hersher) 尔发现的。一直到了1903年,才有人研究了纯物质的红外吸收光谱。 二次世界大战期间,由于对合成橡胶的迫切需求,红外光谱才引起了化学家的重视和研究,并因此而迅速发展。随着计算机的发展,以及红外光谱仪与其它大型仪器的联用,使得红外光谱在结构分析、化学反应机理研究以及生产实践中发挥着极其重要的作用,是“四大波谱”中应用最多、理论最为成熟的一种方法。
红外光谱法的特点:
1• 气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定;
2• 每种化合物均有红外吸收,并显示了丰富的结构信息;
3• 常规红外光谱仪价格低廉,易于购置;
4• 样品用量少:可减少到微克级;
5. 针对特殊样品的测试要求,发展了多种测量新技术,如:光声光谱( PAS)、衰减反射光谱(ATR),漫反射,红外显微镜等。
§10-1 红外光谱分析基本原理
Principle of Infrared Spectrometry
一. 红外吸收与振动 - 转动光谱
1. 光谱的产生:
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生振-转光谱,称红外光谱。 2. 所需能量:
3. 研究对象:
具有红外活性的化合物,即含有共价键、并在振动过程中伴随有偶极矩变化的化合物。
4. 用途:
第三章 红外吸收光谱分析
3.1概述
3.1.1红外吸收光谱的基本原理
红外吸收光谱法又称为分子振动转动光谱,属于分子光谱的范畴,是有机物结构分析的重要方法之一。当一定频率的红外光照射分子时,若分子中某个基团的振动频率和红外辐射的频率一致,两者产生共振,光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子,该基团就吸收了这个频率的红外光,产生振动能级跃迁;如果红外辐射的频率和分子中各基团的振动能级不一致,该频率的红外光将不被吸收。如果用频率连续变化的红外光照射某试样,分子将吸收某些频率的辐射,引起对应区域辐射强度的减弱,用仪器以吸收曲线的形式记录下来,就得到该试样的红外吸收光谱,稀溶液谱带的吸光度遵守Lambert-Beer定律。
图3-1为正辛烷的红外吸收光谱。红外谱图中的纵坐标为吸收强度,通常用透过率或吸光度表示,横坐标以波数或波长表示,两者互为倒数。图中的各个吸收谱带表示相应基团的振动频率。各种化合物分子结构不同,分子中各个基团的振动频率不同。其红外吸收光谱也不同,利用这一特性,可进行有机化合物的结构分析、定性鉴定和定量分析。
图3-1 正辛烷的红外光谱图
几乎所有的有机和无机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体,某些高分子量的高聚物以及一些同系物外,结构不同的两个化合物,它们的红外光谱一定不会相同。吸收谱带出现的频率位置是由分子振动能级决定,可以用经典力学(牛顿力学)的简正振动理论来说明。吸收谱带的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化和能级跃迁的概率。也就是说,红外光谱中,吸收谱带的位置、形状和强度反映了分子结构的特点,而吸收谱带的吸收强度和分子组成或官能团的含量有关。 因此,红外吸收光谱在化学领域中的应用,大体上可分为两个方面,即分子结构的基础研究和用于化学组成的分析。
首先,红外光谱可以研究分子的结构和化学键。利用红外光谱法测定分子的键长和键角,以此推断出分子的立体构型;利用红外光谱法测定分子的力常数和分子对称性等,根据所得的力常数就可以知道化学键的强弱;由简正频率来计算热力学函数等等。
第十章 红外吸收光谱分析
一.选择题
1.CO2的如下振动中,何种属于非红外活性振动 ? ( )
(1) ← → (2)→ ← → (3)↑ ↑ (4)↓ ↓
O=C=O O=C=O O=C=O O=C=O
2.下列化合物中, 在稀溶液里, C=O伸缩振动频率最低者为
( )
(1)OOOH(2)OOOHOOHOOH(3)OOHOHOOH(4)
3. 下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是
( )
(1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的 (2) 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的
(3) 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动
(4) 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是
4.某一化合物以水或乙醇作溶剂, 在UV光区204nm处有一弱吸收带, 在红外光谱的官能团区有如下吸收峰: 3300~2500cm-1(宽而强); 1710cm-1, 则该化合物可能是 ( )
(1) 醛 (2) 酮 (3) 羧酸 (4) 酯
5. 一个弹簧(K=4.0×10-5 N/cm)连着一个1.0g的球并处于振动状态, 其振动频率为( )
(1)(1/)Hz (2)(2/ )Hz
(3)(1/2 )Hz (4)(2/3 )Hz
6.某化合物的红外光谱在3500~3100cm-1处有吸收谱带, 该化合物可能是