有机波谱学 红外光谱总结
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红外光谱就是当红外光照射有机物时,用仪器记录下来的吸收情况(被吸收光的波长及强度等红外线可分为三个区域:λ/µm 0.8 2.550100012500400020010ν/cm -1可见光微波近中远分子跃迁类型分子振动和转动晶格振动和纯转动泛频、倍频适用范围有机官能团定量分析有机分子结构分析和样品成分分析无机矿物和金属有机物红外光谱法主要讨论有机物对中红区的吸收。
分子的近似机械模型——弹簧连接小球。
分子的振动可用Hooke ’s rule 来描述:红外光谱中,频率常用波数表示。
波数——每厘米中振动的次数。
波数与波长互为倒数。
11(2121m m k +=πν41011−×=−mcm µλσ (1cm=104μm(1(1 振动方程式若将频率采用波数表示,Hooke ’s rule 则可表示为: 11(2121m m k c +=πσ(2式中:k —化学键的力常数; m —成键原子的质量。
不同分子的结构不同,化学键的力常数不同,成键原子的质量不同,导致振动频率不同。
用红外光照射有机分子,样品将选择性地吸收那些与其振动频率相匹配的波段,从而产生红外光谱。
(2 分子振动模式分子的振动类型有两大类:伸缩振动(ν:只改变键长,不改变键角;波数较高。
弯曲振动(δ:只改变键角,不改变键长;波数较低。
分子振动伸缩振动弯曲振动剪动煽动波数高波数低((动扭ν(ννsas(s(w(t摇动(r面内面外(δ(3 红外吸收峰产生的条件必要条件:辐射光的频率与分子振动的频率相当。
充分条件:振动过程中能够改变分子偶极矩!O C O 无红外吸收H H O有红外吸收CH 3 C C CH 3CH 3-CH 2-C C-H-C C-ν有无ν-C C-例2:CS 2、CCl 4等对称分子的IR 谱图特别简单,可用作IR 溶剂。
例1:所以,分子对称性高者,其IR 谱图简单;分子对称性低者,其IR 谱图复杂;苯环上五氢相连(单取代:700、750 cm -1 例:苯酚的IR 四氢相连(邻二取代:750 cm -1 例:邻二甲苯的IR 三氢相连(间二取代:700、780cm -1 例:间二甲苯的IR 二氢相连(对二取代:830cm -1 例:对二甲苯的IR 孤立氢:880 cm -1-CH=CH 2990,910cm -1690970910820键上:双C=CH 2HH H H H-1cm -1cm -1cm -1cm C=CC=C C=C例: 1-辛烯、1-癸烯的IR 谱图(2 解析IR谱图的原则解析IR谱图时,不必对每个吸收峰都进行指认。
总结当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
所以,红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来,就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标,表示吸收峰的位置,用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标,表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时,如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等,该频率的电磁波就被该分子吸收,从而引起分子对应能级的跃迁,宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一,这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用,为了满足这个条件,分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子,这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收,只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收,这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收,称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动,振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式,例如,伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说,每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光,在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的;另外有一些振动的频率相同,发生简并;还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围,这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
有机波谱知识点总结波谱是化学分析中常用的一种手段,通过测定分子在电磁波中的吸收、散射或发射,可以了解分子的结构和性质。
有机波谱是指在有机化合物中应用的波谱分析方法,主要包括红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱等。
本文将针对有机波谱的各种知识点进行总结,包括波谱的基本原理、各种波谱的特点和应用、波谱分析中需要注意的问题等内容。
一、红外光谱1.基本原理红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收和散射的规律来研究物质结构和性质的一种分析方法。
红外光谱的基本原理是在物质中分子或原子的振动和转动会产生特定的频率的红外光吸收,这样可以用红外光谱来检验物质的结构和成分。
2.特点和应用红外光谱对于分析有机化合物的结构和功能团具有非常重要的作用。
红外光谱具有分辨率高、灵敏度强、操作简便等特点,广泛应用于聚合物材料、药物分析、食品检测等领域。
3.需要注意的问题在进行红外光谱分析时,需要注意样品的处理、仪器的校准和数据的解释等问题。
此外,还需要对不同功能团的吸收峰进行了解,进行光谱图谱的解读。
二、紫外-可见光谱1.基本原理紫外-可见光谱是利用物质对紫外光和可见光的吸收的规律来研究物质结构和特性的一种分析方法。
紫外-可见光谱的基本原理是分子在吸收紫外-可见光时,电子跃迁至较高的能级,产生吸收峰,可以由此推测分子的结构和键合的性质。
2.特点和应用紫外-可见光谱对于分析有机化合物的共轭结构和电子转移能力有很大的作用。
紫外-可见光谱具有快速、敏感、定量等特点,广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。
3.需要注意的问题在进行紫外-可见光谱分析时,需要注意样品的准备、仪器的校准和光谱图谱的解释。
此外,还需要了解分子在吸收紫外-可见光时的机理和特性,进行光谱图谱的解读。
三、质谱1.基本原理质谱是利用物质在电子轰击下的离子化和质子转移等规律来研究物质结构和成分的一种分析方法。
质谱的基本原理是将物质离子化后,通过质子转移和碎裂等反应产生一系列离子,再根据其质荷比来推测物质的结构和成分。
有机波谱分析要点例题和知识点总结一、有机波谱分析概述有机波谱分析是研究有机化合物结构的重要手段,它主要包括红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UVVis)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)等技术。
通过对这些波谱数据的解析,可以确定有机化合物的分子结构、官能团种类、化学键的性质等信息。
二、红外光谱(IR)(一)原理红外光谱是基于分子振动和转动能级的跃迁而产生的吸收光谱。
不同的官能团在特定的波数范围内会产生特征吸收峰。
(二)要点1、官能团的特征吸收峰例如,羰基(C=O)在 1700 1750 cm⁻¹有强吸收峰;羟基(OH)在 3200 3600 cm⁻¹有宽而强的吸收峰。
2、影响吸收峰位置的因素包括诱导效应、共轭效应、氢键等。
(三)例题例 1:某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹有强吸收峰,可能含有什么官能团?答案:羰基(C=O)。
例 2:一个化合物在 3400 cm⁻¹有宽而强的吸收峰,在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰,推测其结构。
答案:可能含有羟基(OH)和醚键(COC)。
三、紫外可见光谱(UVVis)(一)原理基于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱。
(二)要点1、生色团和助色团生色团如羰基、双键等能在紫外可见区域产生吸收;助色团如羟基、氨基等能增强生色团的吸收。
2、影响吸收波长的因素包括共轭体系的大小、取代基的性质等。
(三)例题例 1:某化合物在 250 nm 处有强吸收,可能的结构是什么?答案:可能含有共轭双键。
例 2:比较两个化合物的紫外吸收波长,一个有苯环,一个有苯环和一个羟基取代。
答案:含羟基取代的化合物吸收波长可能更长。
四、核磁共振(NMR)(一)原理利用原子核在磁场中的自旋能级跃迁产生的吸收信号。
(二)要点1、化学位移不同环境的氢原子或碳原子具有不同的化学位移值,可用于判断官能团的位置。
2、耦合常数相邻氢原子之间的相互作用导致峰的分裂,耦合常数可提供关于分子结构的信息。
有机波谱分析总结有机波谱分析是有机化学中一项重要的分析技术,通过对有机化合物的波谱进行分析,可以确定其结构和功能基团,对于有机合成、药物研发等领域有着广泛的应用。
本文将对有机波谱分析的原理、常见波谱技术和分析方法以及应用进行总结。
一、有机波谱分析原理有机波谱分析主要基于分子中所包含的原子核和电子的转动、振动和电子能级跃迁引起的辐射吸收或发射现象。
通过测量分子在不同频率范围内所吸收或发射的辐射能量,可以得到不同类型的波谱。
有机波谱分析常用的波谱包括红外光谱、质谱、核磁共振谱和紫外可见光谱。
二、常见的有机波谱技术1.红外光谱(IR):红外光谱是根据有机化合物中的官能团和化学键所具有的振动频率的不同来进行分析的。
通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团,如羧酸、醇、醛等。
红外光谱具有非破坏性、操作简便的特点,广泛应用于有机合成、药物研发等领域。
2.质谱(MS):质谱是通过对有机化合物中分子离子和碎片离子质量进行测量来分析有机化合物的分子结构。
质谱具有高灵敏度、高分辨率的特点,可以确定分子的组成和相对分子质量,对于有机化合物的鉴定具有重要意义。
3.核磁共振谱(NMR):核磁共振谱是根据核磁共振现象进行分析的。
通过测量有机化合物中原子核受到外加磁场影响的吸收或发射的辐射能量,可以得到有机化合物中原子核的位置、种类和环境。
核磁共振谱具有高分辨率、非破坏性和无辐射的特点,广泛应用于有机合成、物质鉴定和生物医学研究等领域。
4.紫外可见光谱(UV-Vis):紫外可见光谱是通过测量有机化合物在紫外可见光区域吸收或发射的辐射能量,以确定有机化合物的电子能级和共轭体系的存在与否。
紫外可见光谱具有高灵敏度和快速测量的特点,常用于有机合成、化学动力学和药物研发等领域。
三、有机波谱分析方法1.结构鉴定法:通过与已知化合物的波谱进行对比,确定未知化合物的结构。
结构鉴定法常用于核磁共振谱和质谱。
2.定量分析法:通过测定化合物在特定波长或波数处的吸光度或吸收峰面积,来确定有机化合物的含量。
红外波谱知识点总结一、波数波数是红外光谱中的重要指标,它用来描述吸收的红外辐射的频率。
通常以cm-1(厘米的倒数)为单位来表示。
波数与波长之间存在反比关系,即波数=1/波长。
在红外光谱中,不同的化学键和基团具有特定的吸收波数,因此波数可以用来识别物质中特定的功能基团。
二、吸收峰吸收峰是红外光谱中的一个重要概念,它表示物质吸收红外辐射的特征。
吸收峰的位置(波数)和强度(吸收率)可以反映物质的结构和组成。
不同的化学键和基团在红外光谱中有特定的吸收峰,因此可以通过分析吸收峰来确定物质的化学成分和结构。
三、强度红外光谱中的吸收峰强度反映了物质对红外辐射的吸收能力。
吸收峰的强度与物质的浓度和吸收截面有关。
强度的大小可以反映物质的含量,因此可以用来定量分析物质。
四、红外活性基团红外活性基团是指能够吸收红外辐射的化学基团。
不同的功能基团具有不同的吸收特征,因此可以通过分析红外光谱中的吸收峰来确定物质中的功能基团。
常见的红外活性基团包括羟基、羰基、羧基、氨基、硫醚基等。
五、光谱解释光谱解释是红外光谱学中的一个重要环节,它包括确定吸收峰的来源、分析化合物的结构和功能基团、判断化合物的同分异构体等。
光谱解释需要结合化学知识和实验经验,通过对红外光谱的吸收特征进行分析,来推断物质的结构和性质。
六、应用红外波谱学在化学、生物、医学、环境等领域有着广泛的应用。
在有机化学中,红外光谱可以用来判断化合物的结构和功能基团,鉴定有机物的同分异构体等。
在生物医学领域,红外光谱可以用来检测生物分子的结构和含量,研究生物分子的相互作用等。
在环境监测中,红外光谱可以用来分析空气中的污染物、土壤中的有机物等。
可以说,红外波谱学已经成为现代科学研究和生产中不可或缺的分析技术之一。
综上所述,红外波谱学是一门重要的分析技术,它通过对物质对红外辐射的吸收特征进行分析,来研究物质的结构和性质。
波数、吸收峰、强度、红外活性基团、光谱解释等是红外波谱学中的重要知识点,通过对这些知识点的理解,可以更好地应用红外波谱学进行科研和生产。
有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可见光谱的应用概述:有机化学是研究有机物的组成、结构、性质及其变化规律的学科。
在有机化学中,红外光谱和紫外可见光谱是常用的分析技术。
本文将整理红外光谱和紫外可见光谱的应用,并分析其在有机化学中的重要性。
一、红外光谱的应用红外光谱是以物质吸收或产生红外辐射(波长范围为780-2500nm)的方式来研究物质的技术方法。
它的应用非常广泛,包括但不限于以下几个方面:1. 结构鉴定:红外光谱可以用于有机物的结构鉴定。
有机物在特定的波数处吸收红外辐射,其谱图能够提供有关分子结构的信息,如有机物中存在的官能团、官能团之间的连接方式等。
通过与已知化合物的对比,可以确定有机物的结构。
2. 官能团的鉴定:红外光谱能够识别有机物中存在的官能团。
不同的官能团具有不同的吸收特点,通过观察红外光谱中的吸收峰,可以判断有机物中是否存在特定官能团,如羟基、羰基、胺基等。
3. 反应过程的监测:红外光谱可以用于反应过程的实时监测。
通过连续测量反应物和产物的红外吸收峰强度的变化,可以了解反应的进行情况,研究反应的速率、平衡等动力学参数。
4. 质谱联用:红外光谱与质谱的联用能够提供更丰富的化学信息。
红外光谱可以用于初步分析,质谱可以提供分子离子的详细信息,两者联用可以更准确地确定分子的结构。
二、紫外可见光谱的应用紫外可见光谱是研究物质吸收或产生紫外可见辐射(波长范围为200-800nm)的方法。
它可以用于以下几个方面:1. 定量分析:紫外可见光谱可以用于物质的定量分析。
物质在特定波长处吸光度与其浓度呈线性关系,通过测量样品的吸光度,可以计算出样品的浓度。
这种方法被广泛应用于药物分析、环境监测等领域。
2. 官能团的鉴定:紫外可见光谱可以识别有机物中存在的某些官能团。
不同的官能团在紫外可见光谱中有特定的吸收峰,通过观察吸收峰的位置和强度,可以判断有机物中是否存在特定官能团。
3. 反应过程的监测:紫外可见光谱可以用于反应过程的实时监测。
总结当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
所以,红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来,就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标,表示吸收峰的位置,用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标,表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时,如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等,该频率的电磁波就被该分子吸收,从而引起分子对应能级的跃迁,宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一,这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用,为了满足这个条件,分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子,这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收,只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收,这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收,称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动,振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式,例如,伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说,每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光,在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的;另外有一些振动的频率相同,发生简并;还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围,这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰。
不同化合物中,同一种官能团的吸收振动总是出现在一个窄的波数范围内,但它不是出现在一个固定波数上,具体出现在哪一波数,与基团在分子中所处的环境有关。
引起基团频率位移的因素是多方面的,其中外部因素主要是分子所处的物理状态和化学环境,如温度效应和溶剂效应等。
对于导致基团频率位移的内部因素,迄今已知的有分子中取代基的电性效应:如诱导效应、共轭效应、中介效应、偶极场效应等;机械效应:如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。
这些问题虽然已有不少研究报道,并有较为系统的论述,但是,若想按照某种效应的结果来定量地预测有关基团频率位移的方向和大小,却往往难以做到,因为这些效应大都不是单一出现的。
这样,在进行不同分子间的比较时就很困难。
另外氢键效应和配位效应也会导致基团频率位移,如果发生在分子间,则属于外部因素,若发生在分子内,则属于分子内部因素。
红外谱带的强度是一个振动跃迁概率的量度,而跃迁概率与分子振动时偶极矩的变化大小有关,偶极矩变化愈大,谱带强度愈大。
偶极矩的变化与基团本身固有的偶极矩有关,故基团极性越强,振动时偶极矩变化越大,吸收谱带越强;分子的对称性越高,振动时偶极矩变化越小,吸收谱带越弱。
②量子力学:量子力学研究表明,分子振动和转动的能量不是连续的,而是量子化的,红外光谱即限定在一些分立的、特定的能量状态或能级上。
以最简单的双原子为例,如果认为原子间振动符合简谐振动规律,则其振动能量E v可近似地表示为:式中h为普朗克常数;v为振动量子数(取正整数);v0为简谐振动频率。
当v=0时,分子的能量最低,称为基态。
处于基态的分子受到频率为v0的红外射线照射时,分子吸收了能量为hv0的光量子,跃迁到第一激发态,得到了频率为v0的红外吸收带。
反之,处于该激发态的分子也可发射频率为v0的红外射线而恢复到基态。
v0的数值决定于分子的约化质量μ和力常数k。
k决定于原子的核间距离、原子在周期表中的位置和化学键的键级等。
分子越大,红外谱带也越多,例如含12个原子的分子,它的简正振动应有30种,它的基频也应有30条谱带,还可能有强度较弱的倍频、合频、差频谱带以及振动能级间的微扰作用,使相应的红外光谱更为复杂。
③红外光谱分类:红外光谱可分为发射光谱和吸收光谱两类。
物体的红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成,由于测试比较困难,红外发射光谱只是一种正在发展的新的实验技术,如激光诱导荧光。
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由红外光谱其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,它是一种分子光谱。
例如水分子有较宽的吸收峰,所以分子的红外吸收光谱属于带状光谱。
原子也有红外发射和吸收光谱,但都是线状光谱。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时,这种振动方式称简正振动。
含n个原子的分子应有3n-6个简正振动方式;如果是线性分子,只有3n-5个简正振动方式。
以非线性三原子分子为例,它的简正振动方式只有三种。
在v1和v3振动中,只是化学键的伸长和缩短,称为伸缩振动,而v2的振动方式改变了分子中化学键间的夹角称为变角振动,它们是分子振动的主要方式。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此,当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子的振动,而产生红外吸收光谱。
原子发射光谱比较杰出的代表是德国斯派克光谱仪和德国布鲁克光谱仪,美国热电光谱分析仪,日本岛津直读光谱仪等厂家。
国内有北京纳克直读光谱仪,烟台东方光谱分析仪2.红外光谱和红外谱图分区①红外光谱的分区通常将红外光谱分为三个区域:近红外区(13330~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)和远红外区(400~10cm-1)。
一般说来,近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的;中红外光谱属于分子的基频振动光谱;远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。
由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区,因此中红外区是研究和应用最多的区域,积累的资料也最多,仪器技术最为成熟。
通常所说的红外光谱即指中红外光谱。
②红外谱图的分区按吸收峰的来源,可以将4000~400cm-1的红外光谱图大体上分为特征频率区(4000~1300cm-1)以及指纹区(1300~400cm-1)两个区域。
其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生,数目不是很多,但具有很强的特征性,因此在基团鉴定工作上很有价值,主要用于鉴定官能团。
如羰基,不论是在酮、酸、酯或酰胺等类化合物中,其伸缩振动总是在1700cm-1左右出现一个强吸收峰,如谱图中1700cm-1左右有一个强吸收峰,则大致可以断定分子中有羰基。
指纹区的情况不同,该区峰多而复杂,没有强的特征性,主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个人都有不同的指纹一样,因而称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
3.红外光谱吸收频率影响因素①外部因素:测定时的试样的状态、溶剂效应等因素。
溶剂效应:溶剂种类不同对谱图也会有影响。
溶剂分子能引起溶剂溶质的缔合,改变吸收带的位置及强度。
通常,在极性溶剂中,溶质分子的极性基团的伸缩振动频率向低波数方向移动。
最高,非极性溶剂的稀溶液次之,而液态或固态的频率例如:气态时νC = O最低。
在红外光谱法中,应尽量选用非极性溶剂。
②内部因素:诱导效应、共轭效应、偶极场效应、振动的偶合、氢键、空间效应⑴诱导效应(I效应)吸电子基团使电子云由氧原子转向双键,使羰基双键性增强,从而使吸收峰向高波数方向移动。
⑵共轭效应(M效应)⑶偶极场效应(F效应)共轭效应和诱导效应是通过化学键起作用的。
偶极场效应是邻近基团通过空间起作用的。
⑷氢键羰基和羟基之间容易形成氢键,使羰基的频率降低。
⑸振动的偶合二个频率相同或相近的基团联结在一起时,会发生相互作用而使谱峰分成二个。
如酸酐的二个羰基,振动偶合而裂分成二个谱峰。
二元酸的二个羰基之间只有1~2个碳原子时,会出现二个C=O基吸收峰,是相互偶合的结果。
费米共振当倍频峰位于某强的基频峰附近时,弱的倍频峰常被大大强化。
基频峰常发生分裂。
这种泛频峰和基频峰之间的偶合,称为费米共振。
-CHO 的C-H伸缩振动(2835-2965 cm-1)和C-H弯曲振动(1390 cm-1)的倍频峰偶合,裂分成二个峰:2840 cm-1、2760 cm-1,是醛基的特征峰。
⑹空间效应包括环状化合物的张力效应和位阻效应张力效应:与环直接联结的双键的伸缩振动频率,环越小张力越大,其频率越高。
环内双键,张力越大,伸缩振动频率越低。
空间位阻效应:若分子结构中存在空间阻碍,使共轭受到限制,振动频率增高。
4.红外谱图解析特征吸收:指基团在特定的区域有吸收,且其它部分对此吸收位置的影响较小,并有较强的吸收谱带。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1~1300 cm-1之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。
在1300 cm-1~600 cm-1区域内,除单键的伸缩振动外,还有多数基团因变形振动产生的谱带。
这种振动与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征,称为指纹区。
1.红外光谱的区域划分:常见的化学基团在4000-670 cm-1范围内有特征吸收。
常将该波数范围分成四个区域:X-H伸缩振动区4000-2500 cm-1叁键和积累双键区2500-1900 cm-1双键伸缩振动区1900-1200 cm-1X-Y伸缩振动及X-H变形振动区<1650 cm-1(1)C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种:①饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下,约3000~2800 cm-1,取代基对它们影响很小。
-CH3(2960、2870cm-1)、-CH2-(2930、2850cm-1)、-CH-(2890cm-1)几乎观察不到②不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上=C-H伸缩振动:3100-3000cm-1≡C-H伸缩振动: 3300cm-1=CH2的吸收在3085cm-1附近③苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近,它的特征是强度比饱和的C-H键稍弱,但谱带比较尖锐。