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仪器分析
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第四章 红外光谱法与激光拉曼光谱法
第四章 红外光谱法与激光拉曼光谱法
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
1. 红外光谱法产生的两个条件
2. 吸收谱带的强度
3. 基团频率区和指纹区
4. 影响基团频率的因素
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
1. 红外光谱法产生的两个条件
a. 辐射应具有刚好满足振动跃迁所需要的能量;
b. 只有能使分子偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射。
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
2. 吸收谱带的强度
红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化,而
偶极矩与分子结构的对称性有关。
100 非常强峰(vs )
20 100 强峰(s )
10 20 中强峰(m )
1 10 弱峰(w )
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
3. 基团频率区和指纹区
基团频率:
组成分子的各种基团都有自己特征的红外吸收区域,分子其
它部分对其吸收位置较小。通常把这种能代表基团存在,并有较
高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征
吸收峰。
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
• 官能团区: 区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。 由于基团的特征
吸收峰一般位于此高频范围 ,并且在该区域内吸收峰比较稀疏,因此,
它是基团鉴定工作最有价值的区域,称为官能团区。
• 指纹区: 区域中,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的复杂
光谱 。当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,称为指
纹区。
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
4. 影响基团频率的因素
内部因素: 电子效应
氢键作用
振动耦合
费米共振
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
(1)电子效应
• 由于化学键的电子分布不均匀引起的
a.诱导效应
取代基电负性——静电诱导——电子分布变化——键力常数增加——特
征频率位移 (向高波数移动 )
O O O
R C R R C OR R C Cl
νC=O 1715cm-1 1735cm-1 1800cm-1
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
b.共轭效应
电子云密度平均化——双键略有伸长——力常数减小——特征频率
位移 (向低波数位移 )。
O
O
C
R C R
νC=O 1715cm-1 1665cm-1
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
c.中介效应
孤对电子与多重键相连产生p-π共轭,结果类似于共轭中介效应
(使振动频率移向低波数区 )。
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
(2)氢键效应
氢键的形成使电子云密度平均化,从而使伸缩振动频率降低。
分子内氢键: 不受浓度影响
分子间氢键:受浓度影响较大。浓度稀释 ,吸收峰位发生变化
羧酸的羰基 :
游离态 二聚体
1760cm-1 1700cm-1
4.2 红外吸收光谱法原理与条件
(3)振动偶合
如果两个振子属同一分子的一部分,而且相距很近,两个振动
相互作用产生共振
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