第五章红外光谱和拉曼光谱1.pptxVIP

第五章红外光谱及拉曼光谱;第一节

红外光谱;产生红外光谱的原因

分子的化学键发生(弯曲或者伸缩)振动的能量在8~50KJ/mol，正好处在红外光波的能量范围内。常用红外光谱仪的波长为2500nm~15000nm。;图1红外光谱;红外光谱图中的横纵坐标;红外光谱图的横坐标，波长（λ）多用微米(?m)表示。微米和埃(?)、毫微米(m?或纳米nm)、厘米(cm)的关系是

1?＝10-8cm

1?m＝10-4cm

lnm＝10-7cm

但在中红外区横坐标更常用的一种单位是波数，波数用cm-1表示，波数与波长的关系是;红外区的分类;简正振动

分子真实的振动是复杂的，但在一定条件下作为很好的近似，分子一切可能的任意复杂的振动方式都可以看成是有限数量的相互独立的和比较简单的振动方式的迭加，这些比较简单的振动称为简正振动。;简正振动模式（形式）一般分为两类：

伸缩振动ν-----对称伸缩振动?s

----不对称伸缩振动?as

弯曲振动δ----面内弯曲振动----剪式振动?s

-----面内摇摆ρ

-----面外弯曲振动-----面外摇摆?

-----扭曲振动?;分子的简正振动数目称为振动自由度

不同振动形式按能量高低为：

?as>?s>?s

高频区??低频区;含n个原子的分子，自由度为：

线性分子有3n-5个

非线性分子有3n-6个

根据它们的振动方向不同，振幅不等，可以吸收各种波长不同的光，形成复杂的红外光谱。

其中某些振动模式不伴随偶极变化，根据选律没有红外光谱，而分子的对称性又致使相同频率的振动吸收重叠(简并)，所以在复杂分子的红外光谱中，基频的吸收数目又总小于简正振动形式个数。;理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰，实际上IR光谱中的峰数少于基本振动自由度，原因是：

1振动过程中，伴随有偶极矩的振动才能产生吸收峰

2频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（峰重叠）

3强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰

4有些峰落在中红外区之外

5吸收峰太弱，检测不出来;例如

线型对称的CO2分子，其简正振动模式有

3N-5＝3×3-5＝4;红外活性与非活性振动;1、已知CO2的结构式为O=C=O，其红外光谱中，振动自由度为（）

A．4B．3C．2

2、下列振动中，何种属于红外非活性振动

;简并;倍频、组频等概念;掌握红外吸收光谱的产生及条件。

辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等

辐射与物质之间有耦合作用

为满足这个条件，分子振动必须伴随偶极矩的变化。

;

多原子分子的振动;;基团频率：同一类的基团（化学键）都有其特定的红外吸收，它产生吸收峰的位置就称为基团频率。也称为特征吸收频率。对应的吸收峰叫特征吸收峰。;偶而在红外光谱中也出现下列现象：

振动耦合：当相同的两个基团在分子中靠得很近时，其相应的特征吸收峰常发生分裂，形成两个峰，这种现象称振动耦合。

费米共振：当倍频峰或组频峰位于某强的基频吸收峰附近时，弱的倍频峰或组频蜂的吸收强度常常被大大强化，这种倍频峰或组频峰与基频峰之间的耦合，称费米共振。;4000-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。

2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区

2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区

1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息;指纹区

1500~400cm-1

吸收带多，整个分子振动转动引起的，反映整个

分子的特征。可用于鉴定两个化合物是否同一化合物。;化学键的强度

化学键越强,力常数k越大，红外吸收频率υ越大。

伸缩2150cm-11650cm-11200cm-1

;诱导效应

如羰基连有吸电