文档介绍：第十八章第十八章第十八章一、概述
introduction
红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱二、红外吸收光谱产生的
分析法分析法分析法条件
condition of Infrared
infrared absorption spec- absorption spectroscopy
troscopy,IR 三、分子中基团的基本振
第一节第一节第一节动形式
basic vibration of the group
红外光谱分析基本原理红外光谱分析基本原理红外光谱分析基本原理 in molecular
principle of IR 四、红外吸收峰强度
intensity of infrared
absorption bend
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一、概述一、概述一、概述
introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生:振-转光谱
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
近红外区
中红外区
远红外区
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红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图:
纵坐标为吸收强度,
横坐标为波长λ
( μm )
和波数1/λ
单位:cm-1
可以用峰数,峰位,
峰形,峰强来描述。
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;
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二、红外吸收光谱产生的条件二、红外吸收光谱产生的条件二、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件:
(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;
(2)辐射与物质间有相互偶合作用。
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,红
外活性。
偶极子在交变电场中的作用示
(动画)
意图
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分子振动方程式
双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级(量子化):
E振=(V+1/2)hν
V :化学键的振动频率;
ν:振动量子数。
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任意两个相邻的能级间的能量差为:ν
νμπkh
hE ==Δ
2
11 μπλk k
=== 1307
2 c μ
K化学键的力常数,与键能和键长有关,
μ为双原子的折合质量μ=m1m2/(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。
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表某些键的伸缩力常数(毫达因/埃)
键类型—C≡C —> —C =C —> —C — C —
力常数 15 ∼ 17 ∼ ∼
峰位 μm μm
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。
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例题: 由表中查知C=C键的K= ∼ ,令其为
, 计算波数值。
11 μπλk k .69
v === 1307 =1307 =1650cm−1
2 c μ/ 212
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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三、分子中基团的基本振动形式三、分子中基团的基本振动形式三、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
伸缩振动
亚甲基:
(动画)
变形振动
亚甲基
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