第十章-红外吸收光谱分析-材料现代分析方法PPT-仪器分析PPT-课件.ppt

1、红外吸收光谱分析 (, IR )(10)(41mcmLEE 振振 L即0即缩缩伸伸键类型键类型 C C C =C C C k 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 2222 cm-1 1667 cm-1 1429 cm-1 原子折合质量对振动频率的影响原子折合质量对振动频率的影响 键类型键类型 CO C N C C k 5.0-5.8 4.5-5.6 1280 cm-1 1330 cm-1 1430 cm-1 键力常数对振动频率的影响键力常数对振动频率的影响21L 简正振动的类型 特征区特征区指纹区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC

2、 NC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氢键）（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=CK，双键性吸电性K，电子离域，双键性共轭效应使 四、费米共振四、费米共振n当弱的倍频（或组频）峰位于某强的基频吸收峰附当弱的倍频（或组频）峰位于某强的基频吸收峰附近时，它们的吸收峰强度常常随之增加，或发生谱近时，它们的吸收峰强度常常随之增加，或发生谱峰分裂。这种峰分裂。这种倍频（或组频）倍频（或组频）与与基频基频之间的振动偶之间的振动偶合，称为合，称为费米共振费米共振。n例：例：C4H9OCH=CH2 中，中，=C-H变形振动变形振动810cm-1的倍频（约的倍频（

3、约1600cm-1）与）与CC伸缩振动发伸缩振动发生费米共振，在生费米共振，在1640cm-1与与1613cm-1出现两个强的出现两个强的吸收带吸收带.五、物质的状态以及溶剂的影响五、物质的状态以及溶剂的影响Nicolet 6700 FTIR干涉仪干涉仪光源光源样品室样品室检测器检测器显示器显示器绘图仪绘图仪计算机计算机干涉图干涉图光谱图光谱图FTS例例2.推测推测C4H8O2的结构的结构H C O CH2CH2CH3OH3C C O CH2CH3OH3CH2C C O CH3O118012401160例例3.推测推测C8H8纯液体纯液体HC CH2例例4. C8H7N，确定结构，确定结构H3

4、CCN1 1烷烃烷烃（CH3，CH2，CH）(CC,CH )-（CH2）n-nasas14601460 cm-1 s s13801380 cm-1CH3 CH2 s s14651465 cm-1CH2 r r 720 cm720 cm-1-1（水平摇摆）重重叠叠 CH2 对称伸缩2853cm-110CH3 对称伸缩2872cm-110 CH2不对称伸缩2926cm-110 CH3不对称伸缩2962cm-110 3000cm-1 HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3 s s C CC C骨架振动骨架振动 1:11:11155cm1155cm-1-111701

5、170cmcm-1-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:5 4:5 1195 cm1195 cm-1-1 CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm1250 cm-1-1a)由于支链的引入，使由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。的对称变形振动发生变化。b)b)C CC C骨架振动骨架振动明显明显c) CH2面外变形振动面外变形振动(CH2)n n，证明长碳链的存在。证明长碳链的存在。n=1 770785 cmcm-1-1 （中 ） n=2 740 750 cmcm-1-1 （中 ） n=3

6、730 740 cmcm-1-1 （中 ） n 722 cmcm-1-1 （中强 ） d) CH2和和CH3的相对含量也可以由的相对含量也可以由1460 cmcm-1-1和和1380 cm1380 cm-1-1的峰的峰 强度估算强度估算强度强度cmcm-1-115001400 1300正二十八正二十八烷烷cmcm-1-1150014001300正十二正十二烷烷cmcm-1-11500 1400 1300正庚烷正庚烷2. 2. 烯烃，炔烃烯烃，炔烃HCC HC CCC伸缩伸缩振动振动C H变形变形振动振动a)C-H 伸缩振动伸缩振动( 3000 cmcm-1-1) ) HCC HHCHC CH2

7、H3080 cmcm-1-1 3030 cmcm-1-1 3080 cmcm-1-1 3030 cmcm-1-1 3300 cmcm-1-1 （C-HC-H）3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cmcm-1 -1 3000 cmcm-1 -1 b)C=C 伸缩振动伸缩振动(1680-1630 cmcm-1-1 ) )1660cmcm-1-1 分界线分界线C CR1HHR2C CR1R2R3HC CR1R2R3R4（C=CC=C）反式烯反式烯三取代烯三取代烯四取代烯四取代烯1680-1665 cmcm-1-1 弱，尖弱，尖C CR1HHR2C CR1HHHC CR1R2HH

8、顺式烯顺式烯乙烯基烯乙烯基烯亚乙烯基烯亚乙烯基烯1660-1630cmcm-1-1 中强，尖中强，尖 分界线1660cmcm-1-1 顺强，反弱 四取代（不与O，N等相连）无（C=CC=C）峰 端烯的强度强 共轭使（C=CC=C）下降20-30 cmcm-1-1 CCRHCCR2R1C CC C 2140-2100cmcm-1-1 （弱）（弱） 2260-2190 cmcm-1-1 （弱）（弱）总结总结c)C-H 变形振动变形振动(1000-700 cmcm-1-1 ) )面内变形 （=C-H）1400-1420 cmcm-1-1 （弱）（弱）面外变形 （=C-H） 1000-700 cmcm

9、-1-1 （有价值）（有价值）C CCCR1HHR2C CR1R2R3HC CR1R2R3R4RH （=C-H）970 cmcm-1-1（强）（强） 790-840 cmcm-1-1 （820 cmcm-1-1） 610-700 cmcm-1-1（强）（强） 2：1375-1225 cmcm-1-1（弱）（弱） C CR1HHR2C CR1HHHC CR1R2HHCCR2R1 （=C-H）800-650 cmcm-1-1（ 690 690 cm-cm-1 1）990 cmcm-1-1910910 cmcm-1-1 （强）（强） 2：1850-1780 cmcm-1-1 890 cmcm-1-1

10、（强）（强） 2：1800-1780 cmcm-1-1 烯烃顺反异构体烯烃顺反异构体3.醇（醇（OH） OH，COa)-OH 伸缩振动伸缩振动(3600 cmcm-1-1) b)碳氧伸缩振动碳氧伸缩振动(1100 cmcm-1-1) )CCCCCOHCC游离醇，酚伯-OH 3640cmcm-1-1仲-OH 3630cmcm-1-1叔-OH 3620cmcm-1-1酚-OH 3610cmcm-1-1（OH） （C-OC-O） 1050 cmcm-1-11100 cmcm-1-11150 cmcm-1-11200 cmcm-1-1支化：-15 cmcm-1-1不饱和：-30 cmcm-1-1OH基

11、团特性基团特性 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cmcm-1-1多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1-1分子内氢键：分子内氢键：分子间氢键：分子间氢键：多元醇（如1，2-二醇 ） 3600-3500 cmcm-1-1螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500 cmcm-1-1多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1-1 分子间氢键随浓度而变，分子间氢键随浓度而变，而分子内氢键不随浓度而变。而分子内氢键不随浓度而变。水（溶液）水（溶液）3710 cmcm-1-1水（固体）水（固体）3300cm-13300cm-1结晶水结晶水 3600-3450 cm360

12、0-3450 cm-1-13515cm-10 001M01M01M025M10M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图图2950cm-12895 cm-1脂族和环的C-O-C asas 1150-1070cmcm-1-1 芳族和乙烯基的=C-O-Casas 1275-1200cmcm-1 -1 （1250cmcm-1-1 ）s s 1075-1020cmcm-1-14. 醚（醚（COC）脂族 R-OCH3 s s (CH3) 2830-2815cmcm-1 -1 芳族 Ar-OCH3 s s (CH3) 2850cmcm-1 -1 5醛、酮

13、醛、酮醛醛6 6羧酸及其衍羧酸及其衍生物生物羧酸的红外光谱图羧酸的红外光谱图酰胺的红外光谱图酰胺的红外光谱图不同酰胺吸收峰数据不同酰胺吸收峰数据谱谱带带类类型型谱谱带带名名称称游游离离缔缔合合（N N- -H H）3 35 50 00 0 cm-13 34 40 00 0 cm-13 33 35 50 0- -3 31 10 00 0 几几个个峰峰（C C= =O O）酰酰胺胺谱谱带带1 16 69 90 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1（N N- -H H）（面面内内） 酰酰胺胺谱谱带带1 16 60 00 0 cm-11 16 64 40 0 cm-1（）酰酰胺胺谱谱带带1

14、14 40 00 0 cm-1伯伯酰酰胺胺（N N- -H H）（面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1（N N- -H H）3 34 44 40 0 cm-13 33 33 30 0 cm-13070 cm-1（N N- -H H）（面面内内）倍倍频频（C C= =O O）酰酰胺胺谱谱带带1 16 68 80 0 cm-1 16 65 55 5 cm-（N N- -H H）（面面内内） 酰酰胺胺谱谱带带1 15 53 30 0 cm-1 15 55 50 0 cm-（）酰酰胺胺谱谱带带1 12 26 60 0 cm-1 12 29 90 0 cm-（N N- -H H）（

15、面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1仲仲酰酰胺胺( (O OC CN N) )酰酰胺胺谱谱带带 6 65 50 0 cm-1（C C= =O O）1 16 65 50 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1叔叔酰酰胺胺（）1 11 18 80 0- -1 10 06 60 0 cm-1酸酐和酸酐和酰氯的酰氯的红外光红外光谱图谱图氰基化合物氰基化合物的红外光谱的红外光谱图图CNCN=2275-2220cm=2275-2220cm-1-1硝基化合物的硝基化合物的红外光谱图红外光谱图AS AS （N=ON=O）=1565-1545cm=1565-1545cm-1-1S S （N=ON=O）=1385-1350cm=1385-1350cm-1-1脂肪族脂肪族芳香族芳香族S S （N=ON=O）=1365-1290cm=1365-1290cm-1-1AS AS （N=ON=O）=1550-1500cm=1550-1500cm-1-1