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1、第七章 红外光谱,7.1 红外谱图基本知识 红外吸收强度一般用强弱表示： 很强（very strong, vs; 200） 强（strong, s; = 75 200） 中（medium, m; = 25 75） 弱（weak, w; = 5 25） 很弱（very weak, vw; 5） 变化（variable, v） （：摩尔吸光系数）,7.2 红外光谱原理 7.2.1 双原子分子的红外吸收频率 经典力学处理：,k：化学键的力常数 ：折合质量,量子力学处理：,为基频,7.2.2 多原子分子的红外吸收频率 多原子分子有多种振动模式： 非线性分子的振动：3n-6个自由度（基本振动） 线性分子
2、的振动： 3n-5个自由度（基本振动）,伸缩振动(stretching)：沿键轴方向伸、缩的振动， 其吸收频率相对在高波数区。 弯曲振动(bending)： 除伸缩振动以外的其它振动， 其吸收频率相对在低波数区。,倍频(overstone)：n ( n=2, 3, ; 为基频) 组合频(combination tone)：两个或两个以上基频之差或和。 耦合频率(coupling tone)：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，一个移向高频方向，一个移向低频方向。 费米共振(Fermi resonance)：当倍频或组合频与某基频相近时，由于其相互作用而产生
3、的强吸收带或发生的峰的分裂。,7.2.3 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。 分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。,7.3 官能团的特征频率 影响官能团吸收频率的因素： 1）电子效应,（1）诱导效应,频率降低,频率升高,（2）中介效应（共振效应）,伯、仲、叔酰胺羰基 1690cm-1,（3）共轭效应,、-不饱和酮羰基： 1675cm-1 芳酮羰基： 1690cm-1,亲电诱导效应（-I）与供电共轭效应（+C）,2）空间效应 （1）环的张力 环的张力加大时，环上有关官能团的吸收频率逐渐上升。 脂环酮羰基： 六员环 五员环 四员环 三员环 1715cm-1 1745cm
4、-1 1780cm-1 1850cm-1,环烯烃中双键则反之： 六员环 五员环 四员环 1639cm-1 1623cm-1 1566cm-1,3）氢键的影响 氢键的形成降低了化学键的力常数，吸收频率移向低波数方向；同时振动时的偶极矩变化加大，吸收强度增加。 醇的羟基： 游离态 二聚体 多聚体 36003610cm-1 35003600cm-1 32003400cm-1 胺基发生分子缔合，其吸收频率多则可降低100cm-1或更多。羧基形成强烈氢键，其羟基的吸收频率移至25003000cm-1 。,4）质量效应（氘代的影响）,用于含氢基团的红外吸收峰的指认。,7.4 红外谱图解析 7.4.1 红外
5、吸收波段 1）4000-2500cm-1 X-H（X=C、N、O、S）伸缩振动区 2）2500-2000cm-1 三键和累积双键伸缩振动区 3）2000-1500cm-1 双键伸缩振动区 4）1500-1300cm-1 部分伸缩振动，C-H弯曲振动 5）1300-910cm-1 分子骨架伸缩、弯曲振动 6）910cm-1以下 苯指纹区（C-H弯曲振动），烯的C-H弯曲振动,游离OH 3600,缔合OH 3300,-NH2 3300 3500,-NHR,-CC-H 3300,-COH 2820,2720,-SH 26002550,-CN 2240 -CC- 2220,-CC-H 2120,C=O
6、 1715,C=C 1630,C-O-C 13001020,C-OH,苯指纹区,COOH 3000,苯环的组合频和 面外弯曲振动谱带,酰胺的特征峰： 1）N-H伸缩振动：3500-3050cm-1 2）C=O伸缩振动（酰胺 I 带）： 伯酰胺 仲酰胺 叔酰胺 1690(1650)cm-1 1680(1665)cm-1 1650(1650)cm-1 3）N-H剪切振动与C-N伸缩振动（酰胺 II 带）： 伯酰胺 仲酰胺 1600(1640)cm-1 1530(1550)cm-1 4） C-N伸缩振动： 伯酰胺：1400-1430cm-1（m）,7.4.2 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） 2）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 （1）由官能团区找出官能团 （2）判断苯环取代位置、烯的取代等 （3）与标准红外谱图对比 4）标准红外谱图的应用 Sadtler红外谱图集,