四川大学化学分析课件5ppt课件.ppt

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(1)分子振动时,必须伴随有瞬时
偶极矩的变化
(2)照射分子的红外辐射频率与分
子某种振动频率相同


以双原子分子的简谐振动为例
Hooke定律
(μ为折合质量)
1k
2πμ
ν=
m1⋅m2
m1+m2
μ=
Δn=1时
则
当k用N·cm-1为单位,μ用摩尔质量时
量子力学中分子振动的总能量为
1
2
hk
2πμ
E振=hν=
1k
2πcμ
σ=
k
μ
σ=1307
C−H的μ值:μ=
×
2
×
+
=
σ=1307
=⋅cm−1
μσ2
1307
⇒k=
k
μ
=×10−24g
m1m2
m1+m2
μ=
k
μ
1
2πc
σ=
k=4π2c2μσ2=4π2(×1010)2×(×10−24)×30302
=×105g⋅s−2=⋅cm−1
或
×
(+)××1023
例某芳香族有机化合物的C-H键的伸缩振动出现在
红外光谱的3030cm-1处,求该C-H键的力常数
解:
实际上计算结果比实测值大
(x:非谐振常数)
术语:
(1)基频:Δn=±1
(2)倍频:Δn=±2,±3(弱)
一级泛音,二级泛音
(3)组频:如果分子吸收了一个红外光子,同时激发
了基频分别为ν1和ν2的两种跃迁,此时所产生
的吸收频率应等于上述两种跃迁的吸收频率之
和,故称为组频。
σ′=σ−2σx

伸缩振动
伸缩振动指化学键两端的原于沿键轴方向作
来回周期运动,它又可分为对称与非对称伸缩
振动。
弯曲振动
弯曲振动指使化学键的键角发生周期性变化
的振动,它又包括剪式振动、平面摇摆、非平
面摇摆以及扭曲振动。

3N-6非线性分子
3N-5线性分子
实际吸收峰数远小于理论计算的振动数
(1)某些振动方式为非红外活性,不伴随偶
极矩的变化;
(2)振动方式的频率相同,发生简并现象;
(3)若干振动频率十分接近,或吸收弱,仪
器难以检测;
(4)有些吸收带落在仪器检测范围外。

红外光谱中的重要区段
4000~2500cm1氢键区νO-H
H
2500~2000cm1叁键区νC≡C
2000~1500cm1双键区νC=C
1500~1000cm1单键区νC-C
νN-HνC-
νC≡N
νC=NνC=O
νC-NνC-O
3750~3000
3300~3000
3000~2700
2400~2100
1900~1650
1645~1500
1475~1300
1000~650
νOHνNH
νCH(双键,三键,苯环)
νCH(单键)
νC≡CνC≡N
νC=O
νC=CνC=N
δC-H
δC=C-HδAr-H