第十三章紅外吸收光譜法infraredspetrophotometry1

UVVISINFRARED200nm400nm760nm500m近紅外中紅外遠紅外m0.76------2.5------50------500cm-113158400020020光譜區劃振轉光譜23用途定性鑒別—應用廣泛的有效手段結構分析—重要的工具定量分析—用得不多5第一節基本原理一、分子振動能級與振動形式（一）振動能級和振動頻率

61.振動能級re

U=K(r-re)212化學鍵力常數（N/cm）諧振子模型7振動過程中分子的總能量：Ev=U+T（動能）

r=re時U=0Ev=T兩原子距平衡距離最遠時

T=0U=Ev=(V+1/2)hV—振動量子數，V=0、1、2、3—分子振動頻率分子處于基態時：V=0Ev=1/2h

分子處于第一振動激發態時：

V=1Ev=（1+1/2）h9非諧振子Ev=(V+1/2)h-（V+1/2）2xh+…非諧性常數，其值遠小于010（s-1）（cm-1）K—化學鍵力常數’—折合原子量’=mA.mBmA+mB2.振動頻率11（二）振動形式modesofvibration伸縮振動彎曲振動--雙原子分子--多原子分子13伸縮振動伸縮振動stretchingvibration對稱伸縮s

symmetrical

不對稱伸asasymmetricalCHHCHH14彎曲振動bandingvibration面內彎曲面內搖擺面外彎曲卷曲面外彎曲對稱與不對稱變形振動對稱s不對稱as剪式CHHCHHCHH+-CHH++15振動自由度f非線型分子3N-6線型分子3N-5例：非線型分子H2OOHHOHsOH3652cm-1OHHasOH3756cm-1OHHOH1595cm-117例：線型分子CO2O=C=O

+-+O=C=OO=C=OO=C=O

667cm-1s1340cm-1667cm-1as2350cm-1xyzO=C=O18簡并和紅外非活性振動簡并—雖然分子的振動形式不同，但振動頻率相等，從而使它們的基頻峰在圖譜上的同一位置出現。紅外非活性振動—在振動過程中偶極矩為0，在紅外光譜上沒有吸收。19（二）吸收峰的強度振動過程的

I與躍遷幾率（振動過程偶極矩變化）有關。21三、吸收峰的位置（一）基頻峰與泛頻峰當E振=hL時產生紅外吸收（發生振動能級的躍遷）E振=[(V+1/2)h]-[1/2h]=Vh

L=V

V=0V=1V=1L=

V=0V=2V=2L=2

二倍頻峰

V=0V=3V=3L=3

三倍頻峰1+2、21+2、合頻峰1-2、21-2、差頻峰

基頻峰泛頻峰22(二)基頻峰的分布規律P249圖13-5折合原子質量越小，基團的伸縮振動頻率越高折合原子量相同的基團，K越大，基團的伸縮振動頻率越高折合原子量相同的基團，一般>>23誘導效應吸電子基團的誘導效應使CH3ClC=O..ClClC=O..FFC=O..c=o1802cm-11928cm-11828cm-125共軛效應共扼效應使—C=C——C=C—C=C—1650cm-11630cm-1R—CORR—COCH=CCH3CH31715cm-1c=c1690cm-1波數降低26氫鍵氫鍵使伸縮振動波數OCH3OHO=C...CH3c=oOH1623cm-12835cm-1通常為1700cm-1通常為3705cm-1分子內氫鍵分子間氫鍵乙醇溶液C：<0.005mol/LOH3640cm-13515cm-13350cm-10.010.129Fermiresonance兩個基團相鄰且振動基頻相差不大時會產生振動偶合，振動偶合引起的吸收頻率稱為偶合頻率。偶合頻率偏離基頻，一個移向高頻，一個移向低頻。費米共振倍頻與基頻振動的偶合作用，由于其相互作用使吸收峰的峰位和峰強均發生變化。30外部因素物態效應極性溶劑使波數如丙酮c=c溶劑正己烷CCl4CHCl31727cm-11720cm-11705cm-131（四）特征區和指紋區特征區指紋區4000~1300cm-11300~400cm