红外光谱峰值分析的方法.docx

傅里叶红外光谱分析第一节 一般原理电子能级跃迁所产生的吸收光谱,主要在近紫外区和可见区,称为可见-紫外光谱;键振动能级跃迁所产生的吸收光谱,主要在中红外区,称为红外光谱;自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁,所产生的吸收光谱称为核磁共振谱。第二节紫外光谱一、紫外光谱的基本原理用波长范围200nm~800nm的光照射含有共轭体系的的不饱和化合物的稀溶液时,部分波长的光被吸收,被吸收光的波长和强度取决于不饱和化合物的结构。以波长l为横座标,吸收度A为纵座标作图,得紫外光谱,或称电子光谱。紫外光谱中化合物的最大吸收波长λmax是化合物紫外光谱的特征常数。可见-紫外光谱适用于分析分子中具有π键不饱和结构的化合物。二、紫外光谱在有机结构分析中的应用随着共轭体系的延长,紫外吸收向长波方向移动,且强度增大(π→π*),因此可判断分子中共轭的程度。利用紫外光谱可以测定化合物的纯度或含量。第三节红外光谱一、红外光谱的基本原理用不断改变波长的红外光照射样品,当某一波长的频率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时,分子就会吸收红外光,产生吸收峰。用波长(λ)或波长的倒数—波数(cm-1)为横坐标,百分透光率(T%)或吸收度(A)为纵坐标做图,得到红外吸收光谱图(IR)。分子振动所需能量对应波数范围在400cm-1~4000cm-1。二、红外吸收峰的位置和强度分子中的一个化学键可有几种不同的振动形式,而产生不同的红外吸收峰,键的振动分为两大类。伸缩振动,用n表示,原子间沿键轴方向伸长或缩短。弯曲振动用δ表示,形成化学键的两个原子之一与键轴垂直方向作上下或左右弯曲。组成化学键的原子的质量越小,键能越高,键长越短,振动所需能量越大,吸收峰所在的波数就越高。红外光谱的吸收峰分为两大区域:4000cm-1~1330cm-1区域:特征谱带区,是红外光谱分析的主要依据。1330cm-1~650cm-1区域:指纹区。每一化合物在指纹区都有它自己的特征光谱,对分子结构的鉴定能提供重要信息。红外吸收峰的强弱用下列符号表示:vs(很强);s(强);m(中强);w(弱);vw(很弱);b(宽峰)。凡能使键增强的因素,引起峰位向高波数方向移动,反之,则向低波数方向移动。三、各类化合物的红外光谱举例(一)烃类化合物注:烷烃,即饱和烃,是只有碳碳单键和碳氢键的链烃。H2n+2。烯烃是指含有C=C键(碳-碳双键)(烯键)的碳氢化合物,H2n炔烃,为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称,其官能团为碳-碳三键(C≡C),H2n-2烯烃的C=C伸缩振动n(C=C)吸收峰在1640cm-1~1680cm-1处;炔烃的C≡C伸缩振动n(C≡C)吸收峰在2100cm-1~2200cm-1处。但当取代烯烃或炔烃相当对称时,n(C=C)或n(C≡C)不会引起偶极矩的变化而不出现吸收峰。C-H键伸缩振动所产生的吸收峰在光谱的高频区。烷烃中n(Csp3-H)在2800cm-1~3000cm-1,烯烃的n(Csp2-H)在3000cm-1~3100cm-1,而炔烃的n(Csp-H)在3300cm-1,据此可区别饱和和不饱和烃。各种C-H键的弯曲振动所产生的吸收峰在光谱的低频区,烷烃中-CH3的δC-H约1450cm-1(m)和1380cm-1(w),-CH2的δC-H约为1450cm-1(m),如果约在13