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1、第七章第七章 红外光谱红外光谱7.1 红外谱图基本知识红外谱图基本知识红外吸收强度一般用强弱表示：红外吸收强度一般用强弱表示：很强（很强（very strong,vs;200）强（强（strong,s;=75 200）中（中（medium,m;=25 75）弱（弱（weak,w;=5 25）很弱（很弱（very weak,vw;5）变化（变化（variable,v）（：摩尔吸光系数）：摩尔吸光系数）7.2 红外光谱原理红外光谱原理7.2.1 双原子分子的红外吸收频率双原子分子的红外吸收频率经典力学处理：经典力学处理：k：化学键的力常数：化学键的力常数：折合质量：折合质量量子力学处理：量子力学处
2、理：为基频为基频7.2.2 多原子分子的红外吸收频率多原子分子的红外吸收频率多原子分子有多种振动模式：多原子分子有多种振动模式：非线性分子的振动：非线性分子的振动：3n-6个自由度（基本振动）个自由度（基本振动）线性分子的振动：线性分子的振动：3n-5个自由度（基本振动）个自由度（基本振动）伸缩振动伸缩振动(stretching)：沿键轴方向伸、缩的：沿键轴方向伸、缩的振动，振动，其吸收频率相对在高波数区。其吸收频率相对在高波数区。弯曲振动弯曲振动(bending)：除伸缩振动以外的其它振动，除伸缩振动以外的其它振动，其吸收频率相对在低波数区。其吸收频率相对在低波数区。对称伸缩振动对称伸缩振动
3、 ssymmetric stretching反（非）对称伸缩振动反（非）对称伸缩振动 asasymmetric stretching面内弯曲振动或剪切振动面内弯曲振动或剪切振动 s scissoring面内弯曲振动或面内摇动面内弯曲振动或面内摇动 rocking面外弯曲振动或面外摇动面外弯曲振动或面外摇动 wagging面外弯曲振动或扭曲面外弯曲振动或扭曲 twisting倍频倍频(overstone)：n (n=2,3,;为基频为基频)组合频组合频(combination tone)：两个或两个以上基频之差或和。：两个或两个以上基频之差或和。耦合频率耦合频率(coupling tone)：两
4、个基团相邻且它们的振动基：两个基团相邻且它们的振动基频相差又不大时，振动的耦合引起吸收频率偏离基频，一频相差又不大时，振动的耦合引起吸收频率偏离基频，一个移向高频方向，一个移向低频方向。个移向高频方向，一个移向低频方向。费米共振费米共振(Fermi resonance)：当倍频或组合频与某基频相：当倍频或组合频与某基频相近时，由于其相互作用而产生的强吸收带或发生的峰的分近时，由于其相互作用而产生的强吸收带或发生的峰的分裂。裂。7.2.3 红外吸收强度红外吸收强度红外吸收强度由振动时偶极矩变化的大小决定。红外吸收强度由振动时偶极矩变化的大小决定。分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。分子中含
5、有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。7.3 官能团的特征频率官能团的特征频率影响官能团吸收频率的因素：影响官能团吸收频率的因素：1）电子效应）电子效应（1）诱导效应）诱导效应频率降低频率降低1869cm-11785 1815cm-11812cm-11735 1750cm-11760cm-1频率升高频率升高（2）中介效应（共振效应）中介效应（共振效应）伯、仲、叔酰胺羰基伯、仲、叔酰胺羰基 1690cm-1（3）共轭效应）共轭效应、-不饱和酮羰基：不饱和酮羰基：1675cm-1芳酮羰基：芳酮羰基：1690cm-1亲电诱导效应（亲电诱导效应（-I）与供电共轭效应（）与供电共轭效应（+C）1735cm-
6、1 (-I +C)(a)1690cm-1 (-I +C)1725cm-1 (-I +C)1665cm-1 (-I C=O 1715C=C 1630苯环苯环1600158015001460-NO21550 1370 1460 1380-CH31470-CH2-C-O-C13001020C-OH伯伯仲仲叔叔酚酚苯苯指指纹纹区区COOH3000苯环的组合频和苯环的组合频和面外弯曲振动谱带面外弯曲振动谱带酰胺的特征峰：酰胺的特征峰：1）N-H伸缩振动：伸缩振动：3500-3050cm-12）C=O伸缩振动（酰胺伸缩振动（酰胺 I 带）：带）：伯酰胺伯酰胺 仲酰胺仲酰胺 叔酰胺叔酰胺1690(1650)
7、cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-13）N-H剪切振动与剪切振动与C-N伸缩振动（酰胺伸缩振动（酰胺 II 带）：带）：伯酰胺伯酰胺 仲酰胺仲酰胺1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-14）C-N伸缩振动：伸缩振动：伯酰胺：伯酰胺：1400-1430cm-1（m）7.4.2 红外谱图解析要点及注意事项红外谱图解析要点及注意事项1）红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）2）同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的）同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的3）红外谱图解析顺序）红外谱图解析顺序 （1）由官能团区找出官能团）由官能团区找出官能团 （2）判断苯环取代位置、烯的取代等）判断苯环取代位置、烯的取代等 （3）与标准红外谱图对比）与标准红外谱图对比4）标准红外谱图的应用）标准红外谱图的应用 Sadtler红外谱图集红外谱图集