[医药卫生]红外光的基本性质ppt.ppt

一、红外光的基本性质 波长?与波数之间的关系为： 波数/ cm-1 =104 /（ ? / μm ） （2）简正振动 （4）红外光谱产生条件： 必要条件：红外辐射应具有恰好能满足能级跃迁所需的能量，即物质的分子中某个基团的振动频率应正好待于该红外光的频率。 充分条件：物质分子在振动过程中应偶极矩的变化。 注意：对称分子没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。 二、红外吸收光谱的几个概念 （1）基频峰：分子吸收一定频率的红外光，若振动能级由基态(n=0)跃迁到第一振动激发态(n=1)时，所产生的吸收峰称为基频峰。基频峰是最强峰。 （2）泛频峰：分子吸收一定频率的红外光，若振动能级由基态(n=0)跃迁到第二 (n=2)，第三(n=3)，…，第n振动激发态时，所产生的吸收峰称为倍频峰。其它合频峰、差频峰 等弱峰。 （3）特征峰：官能团所具有的特定吸收峰，能够用于鉴定官能团的存在。 三、红外吸收光谱的分区 特征谱带 区：波数4000-1330 cm-1处，主要分子基团（官能团）特征峰出现的地带，也称为基团频率区。 指纹区：波数为1333-667 cm-1处，出现的谱带特别密集，能反映分子结构的细微变化。每种化合在该区的谱带位置、强度及形状都不一样，形同人的指纹，故称为指纹区。 基团频率区可分为三个区域： （1）4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区，X可以是O、H、C或S等原子。 O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。 胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 。 C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种： 饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下，约3000 ~2800 cm-1 ；不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上。 苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆稍弱，但谱带比较尖锐。 不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm-1范围内，末端= CH2的吸收出现在3085 cm-1附近。 叁键?CH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm-1 ）附近。 （2）2500~1900 为叁键和累积双键区 R-C?CH的伸缩振动出现在2100~2140 cm-1附近， R?-C ?C-R出现在2190~2260 cm-1附近。 -C ?N基的 伸缩振动在非共轭的情况下出现在2240~2260 cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。若分子中含有C、H、N原子， -C ?N基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-C ?N基越近， -C ?N基的吸收越弱，甚至观察不到。 （3）1900~1200 cm-1为双键伸缩振动区 C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm-1 。 C=C伸缩振动。烯烃 的C=C伸缩振动出现在1680~1620 cm-1 ，一般很弱。单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm-1和1500 cm-1附近，有两个峰，这是芳环的骨架结构，用于确认有无芳核的存在。 苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650 cm-1范围。 指纹区可分为两个区 （1） 1800（1300）~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。 其中?1375 cm-1的谱带为甲基的?C-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在1300~1000 cm-1 ，是该区域最强的峰，也较易识别。 （2）900~650 cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。 对于RCH=CH2结构，在990 cm-1和910 cm-1出现两个强峰；为RC=CRH结构是，其顺、反构型分别在690 cm-1和970 cm-1出现吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。 影响基团位移的因素 外部效应：试样状态，测定条件的不同及溶剂的极性的影响等外部因素都会引起基团频率的位移。 内部效应（见后） 内部效应 1、电效应：包括诱导效应、共轭效应和中介效应，它们都是由于化学键的电子分布不均匀引起的。 （1）诱导效应：由于取代基具有不同的电负性，通过静电诱导作用，引起分子中电子分布的变化。从而改变了键力常数，使基团的特征频率发生了位移。一般来说，随着取代基团数目的增加或取代基电负性的增大，诱导效应增大，从而导致基围拢振动频率向高频移动。 （2）中介效应：当含有孤对电子的原子（O、S、N等）与具有多重键的原子相连