高分子材料测试技术系统介绍第三讲下.ppt

3 特征区与指纹区 习惯上把波数4000～1333 cm-1区间称为特征频率区，简称特征区。 波数在1333～667 cm-1的区域称为指纹区。在此区域中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特性，出现的主要是C－X（X＝C，N，O）单键的伸缩振动及各种弯曲振动。由于这些单键的键强差别不大；原子质量又相似，所以峰带特别密集，犹如人的指纹，故城指纹区。 3.3 红外吸收光谱解析 一 红外光谱的重要区段 常见的化学基团在波数4000～667 cm-1范围内都有各自的特征吸收。 （一） O－H，N－H伸缩振动区（3750～3000 cm-1 ） （二、三） C－H伸缩振动区（3300～2700cm-1） （四） 三键及累积双键区（2400～2100cm-1 ） （五） 羰基伸缩振动区（1900～1650cm-1 ） （六） 双键伸缩振动区（1675～1500cm-1 ） （七） C－H键面内弯曲振动区（1475～1300cm-1 ） （八） 不饱和C－H弯曲振动区（1000～650 cm-1 ） 二 各类有机化合物的基团特征频率 ㈠烷烃类 （1）C－H键不对称和对称伸缩振动频率分别在2960 cm-1和2870 cm-1附近。一般来说，不对称伸缩振动吸收带的强度大于对称伸缩振动。当分子中同时存在CH3、CH2基时，那么在高分辨率仪器中， C－H伸缩振动在3000～2800 cm-1间应有四个吸收峰。 （2）C－H键面外和面内弯曲振动频率分别在1470 cm-1和1380 cm-1附近。1380 cm-1峰对结构敏感，对于识别甲基很有用。 ㈡烯烃类 （1）C＝C伸缩振动。吸收峰的位置在1670~1620 cm-1。随着取代基的不同，C＝C伸缩振动吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。 （2）C－H伸缩振动。烯烃中的＝C－H键伸缩振动与饱和烷烃有显著的区别，后者小于3000 cm-1，前者比饱和烷烃的要高。这是烯烃中C－H键存在的重要特征。 ㈢炔烃类 在红外光谱中，炔烃基因很容易识别．它分为单取代和二取代乙炔两种类型。C－H伸缩振动吸收非常特征，吸收峰位置在3310～3300 cm-1，中等强度。在这个区域产生吸收峰的基团还有NH，OH，但这些基团由于易形成氢健，常出现宽谱带．因而易与≡C－H键的吸收峰相区别。 一般C≡C键的伸缩振动吸收都较弱。当炔烃发生一元取代时，出现在2140～2100 cm-1处。二元取代时出现在2260～2190 cm-1区域。 炔烃中C－H变形振动吸收常发生在680～610 cm-1。 ㈣芳烃类 （1）C－H伸缩振动。吸收峰位置出现在3100～3000 cm-1区域。 （2）C－H变形振动。芳烃的C－H变形振动吸收出现在两处。1275～960 cm-1为面内变形振动．由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。另一处是900～650 cm-1 的面外变形振动，吸收较强，对确定苯环取代情况十分有用。芳环C－H面外变形振动吸收与取代位置的关系如下表所示。 （3）芳烃C＝C骨架振动。单核芳烃的C＝C伸缩振动吸收出现在1500～1450 cm-1和1600～1580 cm-1，这是鉴定有无芳环的重要标志之一。 ㈤醇类和酚类 醇和酚类化合物有共同的羟基，其特征吸收有如下几种： （1）O－H伸缩振动。自由羟基吸收峰出现在3640～3610 cm-1，峰形尖锐，无干扰．极易于识别。由于OH基易形成氢键，因此，经常规察到的是位于3550～3200 cm-1区域的缔合带，其峰强度大且宽。 （3）O－H变形振动。当脂肪族醇形成氢键时，O－H面外变形振动吸收位于750～650 cm-1，而O－H面内变形振动吸收在1500～1300 cm-1区域。 ㈥醚类 除了其他基团外、醚的特征基团是C－O－C，其伸缩振动吸收出现在1300～1000 cm-1 。 醇、酸、酯等化合物中的C－O伸缩振动吸收，因在此区域，强度大，故有严重干扰。另外，环氧化物中的环上C－O伸缩振动吸收出现在1250～1150 cm-1。过氧化物的C－O－O－C伸缩振动吸收位于1250 cm-1，四氢呋喃在1098～1075 cm-1处。因此，醚的红外光谱鉴定存在一定的困难。 二 红外吸收光谱的解析 ㈠谱图解析方法 定性分析： ①官能团定性分析：利用IR特征峰，判定基团 ②结构分析：利用IR光谱，结合其它性质测定结构 ㈡谱图解析的步骤 经验：“四先、四后、一抓法” 即先特征，后指纹；