红外光谱分析第2节红外光谱与分子结构.doc

21:03:42molecular structure and absorption peaks一、红外光谱的基团頻率 group frequency in IR第七章 红外驭收光谱分析法infrared absorption spectroscopy ,IR第二节 红外光谱与分子结构 infrared spectroscopy land molecular structurefactors influenced peak shift四、不饱和度degree of unsaturation红外吸收光谱的特:group frequency in IR与一定结构单元相联系的■在一定范围内出现的化学键 振动频率—基团特征频率（特征峰）； 例：2800 - 3000 cm-' —CH3 特征峰；1600 ~ 1850 cm1 —c=o特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化:—CH2—CO—CH2— 1715 enr1 爾—CH2—CO—O— 1735 cm 1 酯—CH2—CO—NH— 1680 cm 1 酰胺2l:0W红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 ~ 670 cm ' 依据基团的振动形式，分为四个区：(1) 4000 ~ 2500cm*1 X—H伸缩振动区(X=O, N, C, S)(2) 2500 ~ 1900 cm"三键，累积双键伸缩振动区(3) 190() ~ 12()0 cnr' 双键伸缩振动区(4) 1200 ~ 670 cm*1 X—Y伸缩，X—H变形振动区2I：OV423型/工卽£匸二.分子结构与吸收峰molecular structure and absorption peaksI ・ X—H伸缩振动区(4UUU ~ 2500 cm*1 )(1) —O—H 3650 ~ 3200 cnB 确定 醇.酚、酸注意区分—NH伸缩振动：3500-3100 cm1在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,强 吸收：当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。

2)饱和碳原子上的—C—H—CHj2960 cm-'反对称伸缩振动)2870 cm-1对称伸缩振动—CH,—石2930 cnr*反对称伸缩振动> 3000 cm1 以 F2850 cm-1对称伸缩振动C H2890 cnr1弱吸收 丿(3)不饱和碳原子上的二C—H GC—H )苯环上的C H 3030 cm」=C—H 3010-2260 cm' 3000 cm1 以上sC—H 3300 cm 121:01:42M蚁啰£ I 72.巻键(C三C)伸缩振动区(2500 ~ 1900 cm1)在该区域出现的峰较少；(1) RCsCH (2100 ~ 214() cm1)RC h CW (219()- 2260 cm1 )R=R'时，无红外活性(2) RC »N (2100 ~ 2140 cm1) 非共純 2240-2260 cmd共純 2220 ~ 2230 cm*' 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C・N,峰越弱；2I:OJ:423.双键伸缩振动区(1900-1200cm1)(1) ROCR' 1620 ~ 1680 cm 1强度弱，R=R'(对称)时，无红外活性.单核芳婭的OC键伸缩振动(1626 ~ 1650 cm « )(3) C=O (1850 ~ 160<) cmJ ) 碳氧双键的特征峰，强度大.峰尖锐•0 0s C-C-C 皿E 苗 C-C-0R1725-1750 cm'1 0 J 1820 cm'1KK C-C-M 1680"織 C-C-OH1750 of12I:OM24000 3500 3000 2500 1800 1400 1000 600饱和K(ffl)1740-1720cm »；强、尖；不饱和向低波移动; 醛，酮的区分？21:01:42酸酹的c=o双吸收1820- 1750cm * ,两个簾堆振动偶介裂分: 线性酸耐：两吸收峰拓度接近，岛波数峰稍强；环形结构：低波数峰强：竣酸的C=O1820〜1750 cm1,氢键，二分子缔合体：4. X—Y, X—H 变形振动区 v 1650 cnr1指纹区(1350 ~ 650 cm-1) •较复杂.GH, N・H的变形振动；c-o, C・X的伸缩振动；c・c骨架振动尊.精细结构的区分・顺、反结构区分；21:0^:422眩T茶团吸收带致据21:01:42/园:习H ZJe特铤吸牧祐〈伸第箕动〉基团吸收 带数据直化学191 ly\O-H3 6 3 0N-H3 3 5 0P-H2 4 0 0S -H2 5 7 0C -H3 3 3 0Ar-H3 0 6 0= C-H3 0 2 0-CH,2 9 6 0. 2 8707ch 22 9 2 6 . 2 8 5 3XH2 8 9 0~C~2 0 5 0~S~2 2 4 0R,C=O17 15RHC・O17 2 5C = C16 5 0C-O110 0C-N10 0 0C-C9 0 0c —c —c<5 0 0C -N —O・SOO>i 一C-C-H9 6 0 <&)R 人r -H650-900H-C-H14 5 0Jl> H :< 活爱不饱和M饱和X三竇双«!,4 \ 伸墙娠动g^s21:01:42L首吐1 bl可土［可三、影响峰位变化的因素molecular structure and absorption peaks化学键的按动频率不仅与其性质右关，还受分f的内部结构和外部 因素影响.相同基团的特征吸收并不总在一个闻定频率1:・基团频率］•耍，山基团中康子的质最和股子间的化学憾力常数决出。

分子内部结构H：外部环境的改变对它都仃影响，因而I*M样的地HI (\-不同 的分子和不同的外界环境中,基团频率可能会有一个较大的范IW. @此 了解彩响皋团频率的因索.对解析纤外光谱和推断分f結构都卜分冇用彩响堆团频率位移的因索人致町分为内部因素和处部因董＞1.内部因素(1)电子效应a.诱导效应：由「取代基具有不同的电负性,通过徐电诱导作用, 引屈分了中电子分布的变化 从而改变了健力常数，使从团的待 征频率发生了位移.即吸电/甚团使吸收蜂向拓频方向移动(兰 務〉-one5 - ・ R-orllcS 一♦ R■6NHR• •R-COR %：* 1715cm) ; R-COH vc^ 1730cmd tR-COCI vc* 1800cm1 ; R-COF vCM> 1920cm1 ;F-COF 1928cm-1 ; tt-CONH, v<^ 1920cm1 ;21:(0:42o画tl池、•即.一般电负性大的基团或原子吸电子能力较强.与烷基銅按 基上的碳原子数相连时，由于诱导效应就会发生电子云由氧原子转 向双犍的中间，增加了CM）键的力常数，使c=o的振动频率升高， 吸收峰向高波数移动.随着取代原子电负性的增大或取代数目的增 加.诱导效应越强.吸收峰向高波数移动的程度越显著•b.共轨效应0H3C-C-CH30-c-ch3o共轨效应使共純体系中的电f厶•密度半均化，结果使原來的 双键略有伸长I即电十云密度降低】、力常数减小，使其吸收 频率向低波数方向移动。

例如棚的A0,因与苯环共扼而使 Cf的力常数减小.振动频率降低1660 cm-11715cm" 1685 cm" 1685 cm 1(2)空间效应空间效应：场效应；空间位阻：环张力(C'H△o3()60-3030 cm-12900-2800 cm1"必-I [>=0 h21781cm-11576cm 匚厂 H21678cmi1OZE O-C H.1657cm1O1644cm- U>CH2 1651cm121:01:427、7£ ZJI(3)中介效应(H效应)当含宜孤应电壬的原壬(Q、S , N鲨与县有多重键的层壬相连时.也口I起类似的共轨作用.称为中介效应.例如：酰胺0中的c=o因氮原产的其純作用.便c=o上的电『厶更移向氣原r.C=O双键的电了厶•密度'I'均化，造成C=otif的力常数卜•降，使吸收 频率向低波数位移.a眩/二”、冃•对同一堆团，若诱导效应和中介效应同时“在，则振 动频率最后位移的方向和程度，取决丁•这两种效应的 结果当诱导效应大于中介效应时，振动频率向高波 数移动，反之，振动频率向低波数移动21:01:42a阻）囤处］43.振动耦合当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子时.rfi r -个豳的掘动通过公共瓯（使师-•个键的士应发生改变，产生•个“微扰”，从而形成了强烈的振动相互作 用。

兀结果足使加动频率发牛•变化.一个向高坝移动，另一个向低 频移动•谱帯分裂.尿动耦合常岀现在•些二械雄化合物中，如. 竣殻肝中.Ri —Rl两个般堆的撮动耦介，使*峠吸收昨分裂成两个邮，波数分别为1820 cm'（反对耦合）和17Wcm« （对称耦合〉:(4) Fermi共振肖一振动的倍频与另一振动的堆频接近时，由 「•发生相耳作用而产生很强的吸收峰或发生裂分.这 种现象称为Ferm洪振其它的结构因素还有空间效应、环的张力等Ez “醴/旳£丿•弓.外部因素外部因索匸耍抬测定时物质的迖态以及溶剂效应筲闵衣同一物质的不同状态.由于分子间相互作用力不同.所得到光谱往往不同分『在气态时.其相瓦作用力很弱,此时可以观察到伴裁抿动 光谱的转动粘细结构21:01:42液态和固态分子何作用力较玄 在有极性基团存在时.可能发 生。