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1、分子振动光谱分子振动光谱红外光谱与拉曼光谱、红外光谱1.1红外光谱概述1.2红外光谱仪及实验方法1.3影响振动频率的因素1.4有机化合物基团的特征吸收1.定义：红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光 谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收 其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净 变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区 域的透射光强减弱，记录百分透过率丁跖对波数或波长 的曲线，即为红外光谱。连续hv(I0) + M 分巒曹AjU>M*>It主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定 量分析。频率V能量原干内电子跃迁 分子内电子跌迁振动跃辻转动臥迁
2、原子核自转書黒远 外 红中近线波无电射频区 | H200nm400800nm 2.5 JJl 15 |1 lm5m波长人长光波音区及能量跃迁相关v*= o643纯捱动 跃:迁纯电子2 斎壬4纯转动5斎辻双:原子分子 的三种能级跃迁示意图纵F度，“(.)唤1/A ,单位:cm1。可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述。纵坐标是：吸光度A化合物的结的特征吸收频率；4(M0 m 25(X12(般1細I：曲川但财W 溜 700郦-5_；1aiA II&I_2J 845 g 7 S fi l(f n 1? 13 H 15 1S特征 峰的强度；7n13841466（表示方法二）30663018是百分透
3、过率的定义是辅射光透过样品物质的百分率，即40003000200015001000o / cm-11606f 2878” 2860 03 2971 r2940sch3100t%= inoxioo%,i是透过强度，io为入射强度。横坐标：上方的横坐标是波长入，单位ym;下方的横坐 标是波数（用 谦示，波数大，频率也矢），律检基O波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所含光波的 数目。波长或波数可以按下式互换：y (cm4)=l/Z(cm)=104/Z(gm)在2.5pm处，对应的波数值为：V = 104/2.5 (cm i)=4000cmi一般扫描范围在4000400cmi。E c = Av
4、2 = U /入=UAh : Flank常"娄攵 c :王 A £ pt in )p ( cnnL 丄3.红外光谱特点1）红外吸收只有振转跃迁，能量低；2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收;3）分子结构更为精细的表征:通过丹谱的波数位置、波峰#数目及强度确定分子基团、分子结构;4）定量分析;5)#6）分析速度快;7）与色谱等联用(GC-FTIR )具有强大的定性功能。4 红外吸收光谱产生的条件(1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量(2) 辐射与物质间有相直偶合作用。对称分子：没有偶极矩,辐射不能引起共振, 无红外活性。如：N&qu
5、ot; O" Cl2等。非对称分子：有偶极矩,红外活性。13分子的振动分为伸缩振动和变形振动两类。伸缩振动是沿原子核之间的轴线作振动，键长有变化 而键角不变，用字母1）来表示。伸缩振动分为不对称伸缩振动1）貉和对称伸缩振动l）s。雯形振动是键长不变而键角改变的振动方式，用字母6 表不。IIr亚甲基的振动AV变形振动6l不对称伸编振动面内变 形振动（§面内）面外变 形振动（§面外）l)as面内摇摆剪式振动ID面外摇摆 3扭曲振动 T© ©175 峰位.峰数与峰强(1)峰位 化学键的力常数雄大,原子折合质量 越小,键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数 区(短波长区);反之，出现在低波数区(高波长区)(2)峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时,无红外吸收。(3) 瞬间偶极矩大,吸收峰强；键两端原子电 负性相差越大(极性越大),吸收峰越强；(4) 由基态跃迁到第_激发态,产生_个强的 吸收峰,基频峰；(5) 由基态直接跃迁到第二激发态,产生一个弱的吸收峰倍频峰.