红外光谱(最全-最详细明了)课件.ppt

1、2021/7/261(最新整理)红外光谱(最全_最详细明了)、分解2021/7/262分子振动光谱分子振动光谱2021/7/263 分子振动光谱分子振动光谱-红外光谱与拉曼光谱红外光谱与拉曼光谱-Infrared spectroscopy and Raman spectroscopyVibration spectroscopy2021/7/264 一、红外光谱n1.1 红外光谱概述红外光谱概述n1.2 红外光谱仪及实验方法红外光谱仪及实验方法n1.3 影响振动频率的因素影响振动频率的因素n1.4 有机化合物基团的特征吸收有机化合物基团的特征吸收2021/7/265 1.1 1.1红外光谱概述红

2、外光谱概述2021/7/2662021/7/2672021/7/268（1 1）红外光谱图）红外光谱图（表示方法一）表示方法一）纵坐标为吸收强度，横坐标为波长纵坐标为吸收强度，横坐标为波长（m m）和波数）和波数1/1/，单位：单位：cmcm-1-1 。可以用峰数，峰位，峰形，峰强。可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。来描述。纵坐标是：吸光度纵坐标是：吸光度A A应用应用：有机有机化合物的结化合物的结构解析构解析定性：定性：基团基团的特征吸收的特征吸收频率；频率；定量：定量：特征特征峰的强度；峰的强度；2021/7/269 （表示方法二）（表示方法二）纵坐标纵坐标是是百分透过率百分透过率T%。

3、百分透过率的定义是辅射光透过样品物质的百分率，即百分透过率的定义是辅射光透过样品物质的百分率，即 T%=I/I0100%，I是透过强度，是透过强度，Io为入射强度。为入射强度。横坐标横坐标：上方的横坐标是波长：上方的横坐标是波长，单位，单位m;下方的横坐下方的横坐标是标是波数波数（用（用 表示，波数大，频率也大），表示，波数大，频率也大），单位是单位是cm-1。_2021/7/2610在在2.5m处，对应的波数值为：处，对应的波数值为：=104/2.5(cm-1)=4000cm-1 (cm-1)=1/(cm)=104/(m)波数即波长的倒数，表示单位波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所

4、含光波的长度光中所含光波的数目。波长或波数可以按下式互换：数目。波长或波数可以按下式互换：_一般扫描范围在一般扫描范围在4000400cm-1。2021/7/26112021/7/26122021/7/26134.4.红外吸收光谱产生的条件红外吸收光谱产生的条件 满足两个条件：满足两个条件：(1)(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量(2)(2)辐射与物质间有相互偶合作用辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：无红外活性。如：N N2 2、O O2 2、ClC

5、l2 2 等。等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。非对称分子：有偶极矩，红外活性。2021/7/2614 分子的振动分为分子的振动分为伸缩振动伸缩振动和和变形振动变形振动两类。两类。伸缩振动是沿原子核之间的轴线作振动，伸缩振动是沿原子核之间的轴线作振动，键长有变化键长有变化而键角不变而键角不变，用字母，用字母来表示。来表示。变形振动是变形振动是键长不变而键角改变键长不变而键角改变的振动方式，用字母的振动方式，用字母表示。表示。伸缩振动分为不对称伸缩振动伸缩振动分为不对称伸缩振动as和对称伸缩振动和对称伸缩振动s。2021/7/2615 亚甲基的振动伸缩振动对称伸缩振动不对称伸缩振动变形振动面内

6、变形振动面外变形振动面内摇摆剪式振动面外摇摆扭曲振动Sass面内面外2021/7/26165 5峰位、峰数与峰强峰位、峰数与峰强（1 1）峰位）峰位 化学键的力常数化学键的力常数K K越大，原子折合质量越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区区(短波长区短波长区););反之反之,出现在低波数区出现在低波数区(高波长区高波长区)（2 2）峰数）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时，无红外吸收。偶基距变化时，无红外吸收。2021/7/2617（3 3）瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电）瞬间

7、偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；（4 4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；吸收峰，基频峰；（5 5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰弱的吸收峰，倍频峰.2021/7/2618问题：问题：C=O C=O 强；强；C=C C=C 弱；为什么？弱；为什么？吸收峰强度吸收峰强度跃迁几率跃迁几率偶极矩变化偶极矩变化吸收峰强度吸收峰强度 偶极矩的平方偶极矩的平方偶极矩变化偶极矩变化结构对称性；结构对称性；对称性差对

8、称性差偶极矩变化大偶极矩变化大吸收峰强度大吸收峰强度大符号：符号：S(strong)M(medium)W(weak)B(broad)Sh(sharp)红外吸收峰强度比紫外吸收峰小红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2 23 3个数量级；个数量级；2021/7/26192021/7/26201.2 1.2 红外光谱仪及实验方法红外光谱仪及实验方法（1）仪器类型与结构两种类型：色散型两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）2021/7/26211.内部结构内部结构20:52:31日本岛津公司的 DT-40 FT-IR2021/7/26222.傅里叶变换红外光谱仪结构框

9、图傅里叶变换红外光谱仪结构框图20:52:31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FTS2021/7/26233.傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点20:52:31 光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。特点：特点：(1)扫描速度极快(1s)；适合仪器联用；(2)不需要分光，信号强，灵敏度很高；(3)仪器小巧。2021/7/2624傅里叶变换红外光谱仪工作原理图傅里叶变换红外光谱仪工作原理图 20:52:312021/7/26254

10、.色散型红外光谱仪主要部件色散型红外光谱仪主要部件20:52:31(1)光源光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm；室温下，非导体，使用前预热到800 C；特点：发光强度大；寿命0.5-1年；硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长20-50mm；不需预热；两端需用水冷却；(2)单色器单色器 光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；2021/7/262620:52:31(3)检测器检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象涂黑金箔接受红外辐射；傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器；TGS：硫酸三苷肽单

11、晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)；响应速度快；高速扫描；2021/7/2627（2）试样的制备）试样的制备2021/7/26282021/7/26292021/7/26301.31.3 影响振动频率的因素影响振动频率的因素1.3.1 外部条件对吸收位置的影响1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响2021/7/2631 某一基团的特征吸收频率，同时还要受到某一基团的特征吸收频率，同时还要受到分子结构分子结构和外界和外界条件条件的影响。的影响。同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸收频率会有所位移，不是在同

12、一个位置出峰。收频率会有所位移，不是在同一个位置出峰。基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个范围范围内波动内波动。2021/7/26321.3.1 外部条件对吸收位置的影响外部条件对吸收位置的影响(1)物态效应物态效应：同一个化合物固态、液态和气态的红外光：同一个化合物固态、液态和气态的红外光谱会有较大的差异。如丙酮的谱会有较大的差异。如丙酮的C=O,汽态时在汽态时在1742cm-1，液，液态时态时1718cm-1，而且强度也有变化。，而且强度也有变化。（3）溶剂效应：）溶剂效应：用溶液法测定光谱时，使用的溶剂种类、用溶液法测定光谱时，使用的溶

13、剂种类、浓度不同对图谱会有影响。浓度不同对图谱会有影响。(2)晶体状态的影响：固体样品如果晶体状态的影响：固体样品如果晶形晶形不同或粒子大小不同或粒子大小不同都会产生谱图的差异。不同都会产生谱图的差异。2021/7/26331.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响分子结构对基团吸收谱带位置的影响（1）诱导效应诱导效应（I效应）：基团邻近有不同电负性的取代效应）：基团邻近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。吸电子基团（吸电子基团（-

14、I效应）使邻近基团吸收波数升高，给电效应）使邻近基团吸收波数升高，给电子基团（子基团（I效应）使波数降低效应）使波数降低。CH3-CO-CH3 CH2Cl-CO-CH3 CI-CO-CH3 Cl-COCl F-CO-F C=O 1715 1724 1806 1828 19282021/7/2634(2)共轭效应共轭效应（C效应）：效应）：共轭效应要求共轭体系有共平面性。共轭效应要求共轭体系有共平面性。共轭效应使共轭体系的电子云密度平均化，键长也平均共轭效应使共轭体系的电子云密度平均化，键长也平均化，双键略有伸长，单键略有缩短。化，双键略有伸长，单键略有缩短。共轭体系容易传递静电效应，常显著地影

15、响基团的吸共轭体系容易传递静电效应，常显著地影响基团的吸收位置及强度。收位置及强度。共轭体系有共轭体系有“-”共轭和共轭和“P-”共轭。共轭。基团与吸电子基团共轭（受到基团与吸电子基团共轭（受到-C效应），使吸收频率效应），使吸收频率升高；与给电子基团共轭（受到升高；与给电子基团共轭（受到+C效应）使基团吸收频效应）使基团吸收频率降低率降低。共轭的结果总是使共轭的结果总是使吸收强度增加吸收强度增加。2021/7/2635 当一个基团邻近同时存在诱导效应和共轭效应的基团当一个基团邻近同时存在诱导效应和共轭效应的基团或存在一个既有诱导效应又有共轭效应的基团时，若两或存在一个既有诱导效应又有共轭效应

16、的基团时，若两种作用一致，则两个作用互相加强；若两个作用不一致，种作用一致，则两个作用互相加强；若两个作用不一致，则总的影响取决于作用强的作用。则总的影响取决于作用强的作用。2021/7/2636 例例1：如羰基的伸缩振动频率受苯环和烯键两种给电子共：如羰基的伸缩振动频率受苯环和烯键两种给电子共轭基团的影响而下降。轭基团的影响而下降。化合物化合物 CH3-CO-CH3 CH3-CH=CH-CO-CH3 Ph-CO-Ph C=O(cm-1)1715 1677 1665例例2：化合物：化合物 R-CO-CR R-CO-O-R R-CO-NRR”C=O(cm-1)1715 1735 16301690

17、 -I +C -I +C2021/7/2637（3）偶极场效应偶极场效应：偶极场效应是互相靠近的基团之间通：偶极场效应是互相靠近的基团之间通过空间起作用的。过空间起作用的。例如：例如：13-二氯丙酮有三种异构形式存在，其液态时光谱二氯丙酮有三种异构形式存在，其液态时光谱中出现了三个中出现了三个C=O吸收。其原因是氯原子空间位置不同，吸收。其原因是氯原子空间位置不同，对羰基的影响也不同。对羰基的影响也不同。CCCClHHClHHCCCClHHHHClCCCHClHHHClOOOC=O(cm-1)1755 1742 1728 羰基的羰基的位上有卤素位上有卤素，因卤素相对位置，因卤素相对位置(空间构

18、型空间构型)不不同而引起同而引起C=O的位移作用叫的位移作用叫“卤代酮卤代酮”规律。规律。2021/7/2638（4）张力效应张力效应：环外双键：环外双键(烯键、羰基烯键、羰基)的伸缩振动频率，的伸缩振动频率，环越小张力越大，其频率越高。环越小张力越大，其频率越高。环内双键，张力越大，伸缩振动频率越低，环内双键，张力越大，伸缩振动频率越低，但是环丙烯例外。但是环丙烯例外。环外双键，张力越大，伸缩振动频率越高。环外双键，张力越大，伸缩振动频率越高。2021/7/2639 环内双键的吸收频率环内双键的吸收频率,对环的大小很敏感对环的大小很敏感,吸收频率随吸收频率随环内角的变小而降低环内角的变小而降

19、低,环丁烯环丁烯(内角内角90 o)达最小值达最小值,继续继续变小至环丙烯变小至环丙烯(内角内角60 o)吸收频率反而升高吸收频率反而升高.uC=C 1650 1646 1611 1566 1641 cm-1CH2CH2CH2CH2uC=C 1780 1678 1657 1651 cm-12021/7/2640（5）氢键的影响氢键的影响：氢键的形成，往往使伸缩振动频率移向：氢键的形成，往往使伸缩振动频率移向低波数，吸收强度低波数，吸收强度增强增强，并，并变宽变宽；形成分子内氢键时影响很；形成分子内氢键时影响很显著。显著。OOOHOOOH C=O(cm-1)1676，1673；1675，1622

20、 2021/7/264120:52:32 (分子内氢键；分子间氢键分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动响，使伸缩振动频率向低波数方向移动OCH3OCOH3CHHO3705-31252835O-H伸 缩 cm-1 cm-1RHNORNHOHHC=ON-HN-H伸缩伸缩变形游离氢键16903500165034001620-15901650-1620 cm-1 cm-1 cm-1 cm-12021/7/2642羟基为游离态羟基为游离态OH3600cm-1；当浓度增加时，羟基逐渐形成聚合状态，游离态；当浓度增加时，羟基逐渐形成聚

21、合状态，游离态羟基逐渐减少甚至消失，羟基逐渐减少甚至消失，OH逐渐移向低波数。这些缔合态羟基逐渐移向低波数。这些缔合态羟基OH 3000 cmcm-1-1)HCC HHCHC CH2H3080 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 2021/7/2658b)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 CR

22、1R2R3HC 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2021/7/2659 分界线分界线1660cmcm-1-1 顺强，反弱顺强，反弱 四取代（不与四取代（不与O，N等相连）无等相连）无（C=CC=C）峰峰 端烯的强度强端烯的强度强 共轭使共轭使（C=CC=C）下降下降20-30 cmcm-1-1 CCRHCCR2R1C CC C 2140-2100cm

23、cm-1-1 （弱）（弱）2260-2190 cmcm-1-1 （弱）（弱）总结总结2021/7/2660c)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-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 C

24、R1HHR2C 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（强）（强）2：1800-1780 cmcm-1-1 2021/7/2661谱图谱图2021/7/26622021/7/2663对比对比烯烃顺反异构体烯烃顺反异构体2021/7/26643.醇与酚（醇与酚（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 cmc

25、m-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-1-12021/7/2665 苯酚的红外光谱图苯酚的红外光谱图 u uOH在在3229cm-1，是一宽峰；，是一宽峰；d dOH在在1372cm-1，u uC-O在在1234cm-1 2021/7/2666OH基团特性基团特性 双分子缔合（

26、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 cm3600-3450 cm-1-1202

27、1/7/26673515cm-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-12021/7/26682021/7/26692021/7/2670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

28、)2850cmcm-1-1 2021/7/26715、醛、酮、羧酸及其衍生物、醛、酮、羧酸及其衍生物C=O（1850 1600 cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。尖锐。饱和脂肪酮的饱和脂肪酮的u uC=O在在17251705cm-1。环酮中环酮中u uC=O随张力的增大波数？随张力的增大波数？饱和脂肪醛饱和脂肪醛(R-CHO)C=O：17401715cm-1 醛基的醛基的CH在在28802650cm-1出现两个强度相近的中强吸收峰，出现两个强度相近的中强吸收峰，一般这两个峰在一般这两个峰在2820cm-1和和27402720cm-1出现，后者较尖。出现，

29、后者较尖。这两个吸收是由于醛基质子的这两个吸收是由于醛基质子的u u CH与与 d d CH的倍频的费米共振产生。的倍频的费米共振产生。2021/7/2672酸酐的酸酐的C=O C=O 双吸收峰：18201750 cm-1，两个羰基振动偶合裂分；两个C=O分别在18601800cm-1和18001750cm-1。线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；羧酸的羧酸的C=O 18201750 cm-1，氢键，二分子缔合体；酯的酯的C=O 17501735cm-1(S)酰氯酰氯C=O18101795cm-1有一强吸收带酰胺酰胺C=O在在35403180cm-1有两个尖的有两个

30、尖的吸收带吸收带。2021/7/2673醛、酮醛、酮2021/7/2674醛醛2021/7/26752021/7/2676羧酸的红外光谱图羧酸的红外光谱图2021/7/2677 乙酸乙酯的红外光谱图乙酸乙酯的红外光谱图 1743为为u uC=O，1243为为 是第一强峰。是第一强峰。ucocas2021/7/2678酸酐和酸酐和酰氯的酰氯的红外光红外光谱图谱图2021/7/2679酰胺的红外光谱图酰胺的红外光谱图2021/7/2680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

31、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 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

32、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）（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-12021/7/26

33、81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-1-12021/7/2682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-1-12021/7/2683基团吸收带基团吸收带数据数据20:52:33基基团团吸吸

34、收收带带数数据据r，（反反）r r活活泼泼氢氢不不饱饱和和氢氢饱饱和和氢氢三三键键双双键键伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动含含氢氢化化学学键键特特征征吸吸收收带带（伸伸缩缩振振动动）指指纹纹吸吸收收带带伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动2021/7/2684常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带特征区特征区指纹区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC 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=C2021/7/2685二、未知物结构确定二、未知物结构确定stru

35、cture determination of compounds 不饱和度不饱和度 degree of unsaturation 定义：定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的元素的“对对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为子，不饱和度为1。计算：计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素（若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N，C），则可按下式进行不饱和度的计算：），则可按下式进行不饱和度的计算：=1+n4+(n3 n1）/2 n4，n3 ，n1 分别为分子中四价，三价，一价元分别为分子中四

36、价，三价，一价元素数目。素数目。作用：作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。2021/7/268620:52:33例：例：C9H8O2 =1+9+（0 8）/2=62021/7/26871.推测推测C8H8纯液体纯液体2021/7/2688例例 2 2：C C4 4H H6 6O O2 2 两种异构体的两种异构体的IRIR谱如下，推导其结构。谱如下，推导其结构。(p237)(p237)2021/7/26892021/7/2690例例 3 3：C C1010H

37、H1414S S 的的IRIR谱如下，推导其结构谱如下，推导其结构 (p238)(p238)。2021/7/2691n因此因此C10H14S C10H14S 结构图为结构图为2021/7/2692例例 4 4：C8H7N 的的IRIR谱如下，推导其结构谱如下，推导其结构(p237)(p237)2021/7/2693二、二、Raman Raman光谱光谱2021/7/2694RamanRaman光谱光谱2021/7/26952021/7/26962021/7/26973.2 方法原理0123e电子基态振动能级eeRayleigh 散射eeeRaman 散射Stocks线Anti-Stocks线温

38、度升高概率大！2021/7/26982021/7/26992021/7/26100高能量的激光光子高能量的激光光子相应波长的光相应波长的光2021/7/26101 OH 3650 3000 w NH 3500 3300 m CH 3300 w CH 3100 3000 s CH 3200 2800 s 拉曼光谱特征谱带拉曼光谱特征谱带2021/7/26102 CC 2250 2100 vs CN 2255 2220 m s CO 1820 1680 m w CC 1675 1580 m s NO 1570 1550 w 1380 1360 s2021/7/26103 as COC 1150 1

39、060 w s COC 970 800 s m as SiOSi 1110 1000 w s SiOSi 550 450 vs2021/7/26104 CCl 800 500 s CB 700 500 s CSi 1300 1200 s CSn 600 450 s CHg 570 510 vs CPb 480 420 s2021/7/26105RamanRaman光谱实例光谱实例 环己醇环己醇 3500 cm1 OH b,w 2940,2899 cm1 as CH2,CH s 2856 cm1 s CH2 s 1441 cm1 d d CH2 w 1024 cm1 CC w 789 cm1 环

40、呼吸环呼吸 m2021/7/26106苯甲醚：苯甲醚：31003000 cm1 1600 cm1 1587cm1 1454 cm1 1000 cm1 s 三角形环呼吸振动（三角形环呼吸振动（IRIR无此带）无此带）787 cm787 cm11 环变形振动环变形振动 2021/7/261072021/7/26108苯甲硫醚：苯甲硫醚：3040 cm1 2911 cm1 1550 cm1 1092 cm1 面内面内1039 cm1 面内面内1002 cm1 三角型环呼吸振动（三角型环呼吸振动（IRIR无此带）无此带）694 cm1 环变形振动环变形振动2021/7/26109RamanRaman光谱的应用光谱的应用应用还不如应用还不如IRIR广泛广泛:需要激光，散射光弱而灵敏度低需要激光，散射光弱而灵敏度低 聚合物结构的研究聚合物结构的研究 生物大分子的研究生物大分子的研究 表面增强激光表面增强激光Raman Raman 光谱光谱(SERS)(SERS)2021/7/26110