1、红外与拉曼光谱 Infrared Absorption spectroscopy Raman spectroscopy,学时安排,9学时 基本原理，谱仪与实验技术 特征官能团的特征谱带 谱图解析与应用,红外光谱概述,分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱,红外光谱与有机化合物结构,红外光谱图： 纵坐标为吸收强度， 横坐标为波长 （ m ） 和波数1/ 单位：cm-1,应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；,红外光谱产生的条件,(1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2) 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
2、起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。偶极子在交变电场中的作用示意图,分子振动方程式,化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧任意两个相邻的能级间的 能量差为：,K化学键的力常数, 为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）,表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）,键类型: CC C =C C C 力常数: 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位: 4.5m 6.0 m 7.0 m 化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。,例题: 由表中查知C=C键的k=9.5 9.9 ,令其为9.
3、6, 计算波数值,正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1,分子中基团的基本振动形式,1两类基本振动形式,伸缩振动 亚甲基：,变形振动 亚甲基,伸缩振动 甲基：,变形振动 甲基,对称s(CH3)1380-1 不对称as(CH3)1460-1,对称 不对称 s(CH3) 2870 -1 as(CH3) 2960-1,甲基的振动形式,分子中基团的基本振动形式,例 水分子,（1）峰位 化学键的力常数k 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区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。,（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时，无红外吸收。,CO
4、2分子,（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰； （5）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；,（3）瞬间偶基距变化大，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；,红外吸收峰强度,问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？ 吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化 吸收峰强度 偶极矩的平方 偶极矩变化结构对称性； 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)；m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小23个数量级；,影响峰位变化的因素,化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。各种化合物中相同基团的特征吸收并不总在一个固
5、定频率上。,1内部因素（1）电子效应 a诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）,R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1920cm-1 ; R-CONH2 C=0 1928cm-1 ;,影响峰位变化的因素-电子效应,影响峰位变化的因素-电子效应,cm -1,cm -1,cm -1,cm -1,共轭效应,场效应；空间位阻；环张力,影响峰位变化的因素-空间效应,3060-3030 cm-1,2900-2800 cm-1,2,2,2,2,2外部因素：氢键效应,氢键(分子内氢键；分子间氢键)：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。,影响峰位变化的因素-氢键效应,傅里叶变换红外光谱仪结构框图,制样方法,1）气体气体池,2）液体：,液膜法难挥发液体（bp80C） 溶液法液体池,溶剂： CCl4 ，CS2常用。,研糊法（液体石腊法） KBr压片法 薄膜法,
