1、第五章第五章 红外光谱法红外光谱法5-1 概述概述一一 红外光区的划分红外光区的划分辐射辐射分子振动和转动能级跃迁分子振动和转动能级跃迁红外光谱红外光谱基频吸收带基频吸收带二二 红外光谱图红外光谱图研究对象：振动中伴随有偶极矩变化的化合物研究对象：振动中伴随有偶极矩变化的化合物定性及有机化合物结构鉴定：分子的特征吸收定性及有机化合物结构鉴定：分子的特征吸收定量分析：定量分析：特征特征峰强度峰强度峰数峰数峰位峰位峰强峰强苯的紫外吸收光谱苯的紫外吸收光谱一一 双原子分子的振动双原子分子的振动5-2 基本原理基本原理缩缩伸伸 k21基本振动频率：基本振动频率： h)21v(Ev振动频率振动频率振动量
2、子数，振动量子数，:3 , 2 , 1 , 0v:v 振动能量：振动能量：基频吸收带：基态基频吸收带：基态(v=0)至第一激发态至第一激发态(v=1)的跃迁的跃迁 a吸收的电磁辐射频率吸收的电磁辐射频率:a hh21h)211(EEh01a kc21)cm(1 2121mmmm 原原子子的的折折合合质质量量化化学学键键力力常常数数；:k k21a cca 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
3、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二二 多原子分子的振动多原子分子的振动（一）振动的基本类型（一）振动的基本类型1. 伸缩振动伸缩振动振动时键长发生变化，键角不变。振动时键长发生变化，键角不变。亚甲基亚甲基2. 变形振动变形振动振动时键角发生变化，键长不变。振动时键角发生变化，键长不变。（二）基本振动的理论数（二）基本振动的理论数组成分子的原子个数组成分子的原子个数N分子的总自由度分子的总自由度3N振动自由度振动自由度(基频吸收带数目基频吸收带数目)线性分子线性分子3N-5非线性分子非
4、线性分子 3N-6分子平移示意图分子平移示意图线性分子转动线性分子转动非线性分子转动非线性分子转动例：水分子的振动自由度例：水分子的振动自由度3363例：例：CO2分子的振动自由度分子的振动自由度3354 红外光谱图上的峰数红外光谱图上的峰数基本振动理论数基本振动理论数三三 影响吸收峰强度的因素影响吸收峰强度的因素1. 吸收峰强弱的划分吸收峰强弱的划分摩尔吸光系数摩尔吸光系数峰强度峰强度 100非常强非常强(vs)20 100强强(s)10 20中强中强(m)1 3000 cm-1, 不饱和，不饱和，CH或或CHM MI 1735 1690)cm(1OC 共轭效应共轭效应IIRCOCH2CCO
5、CH2CH)cm(1OC 17151685-16652. 氢键的影响氢键的影响 分子间氢键分子间氢键COOHCHOOOH键吸收峰频率减小键吸收峰频率减小CO键吸收峰频率也减小键吸收峰频率也减小3515cm-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 分子内氢键分子内氢键OHCOCH3OCH3甲氧基苯乙酮甲氧基苯乙酮羟基羟基 4 分子间和分子内氢键的区别分子间和分子内氢键的区别: 溶液浓度的影响不同溶液浓度的影响不同3. 振动耦合振动耦合RCOOR1CO1827cm-1O
6、C 吸收峰分裂成两个峰吸收峰分裂成两个峰1755cm-1乙酸酐的乙酸酐的 吸收峰吸收峰OC 4. 费米共振费米共振C4H9OC=CH2正丁基乙烯基醚正丁基乙烯基醚1CHcm810 1CHcm1600 倍频约在倍频约在 1CCcm15401695 共振产生两个吸收带共振产生两个吸收带1640cm-11613cm-1（二）外部因素（二）外部因素 物质状态物质状态 溶剂溶剂5-4 红外光谱仪及制样方法红外光谱仪及制样方法一一 色散型红外分光光度计色散型红外分光光度计1 基本组成基本组成1) 光源光源 硅碳棒硅碳棒 使用波数范围较宽使用波数范围较宽, 坚固坚固, 发光面积大。电极接发光面积大。电极接触
7、部分需用水冷却。触部分需用水冷却。 能斯特灯能斯特灯 稳定稳定, 不需用水冷却。但需预热不需用水冷却。但需预热, 机械强度差。机械强度差。2) 吸收池吸收池窗片材料窗片材料: NaCl, KBr, CsI, KRS-5 (TlI58%-TlBr42%)3) 单色器单色器光栅光栅, 狭缝，准直镜狭缝，准直镜4) 检测器检测器 热检测器：真空热电偶热检测器：真空热电偶 热电检测器：热电检测器：TGS (NH2CH2COOH)3H2SO4) 光电导检测器：光电导检测器：MCT (Hg-Cd-Te)2 双光束红外分光光度计双光束红外分光光度计双光束；单色器在样品池后面；扫描速率慢双光束；单色器在样品池
8、后面；扫描速率慢二二 傅里叶变换红外分光光度计傅里叶变换红外分光光度计1 基本原理基本原理迈克尔逊干涉仪示意图迈克尔逊干涉仪示意图多色光干涉时域谱多色光干涉时域谱1 2 2 傅里叶变换红外光谱仪优点傅里叶变换红外光谱仪优点1)1)谱图的信噪比高。谱图的信噪比高。2) 波长波长(数数)精度高精度高(0.01 cm-1)，重现性好。，重现性好。3) 分辨率高。分辨率高。4) 扫描速度快。扫描速度快。1)气体气体气体池气体池2)液体液体液膜法液膜法难挥发液体难挥发液体（沸点沸点80 C）溶液法溶液法液体池液体池常用溶剂：常用溶剂： CCl4 ，CS23)固体固体KBr压片法压片法石蜡糊法石蜡糊法薄膜
9、法薄膜法三三 制样方法制样方法 1、红外光谱法对样品的要求、红外光谱法对样品的要求 （1）、液体样品）、液体样品 a液膜法液膜法 液膜法是定性分析中常用的简便方法。尤其液膜法是定性分析中常用的简便方法。尤其对沸点较高对沸点较高,不易清洗的液体样品采用此法更为方便。在不易清洗的液体样品采用此法更为方便。在可拆池两窗之间可拆池两窗之间,滴上滴上12滴液体样品滴液体样品,形成一薄膜。液膜形成一薄膜。液膜厚度可借助于池架上的固紧螺丝作微小调节。低沸点易挥厚度可借助于池架上的固紧螺丝作微小调节。低沸点易挥发的样品不宜采用此法。发的样品不宜采用此法。 b液体池法液体池法 液体样品可注入液体吸收池内测定。吸
10、收液体样品可注入液体吸收池内测定。吸收池的两侧是用池的两侧是用NaCI或或KBr等品片作成的窗片。常用的液等品片作成的窗片。常用的液体吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池。体吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池。 c、水溶液的简易测定法。在金属管上铺一层聚乙烯薄膜，、水溶液的简易测定法。在金属管上铺一层聚乙烯薄膜，其上压入一橡胶圈。滴下水溶液后，再盖上一层聚乙烯薄其上压入一橡胶圈。滴下水溶液后，再盖上一层聚乙烯薄膜，用另一橡胶圈固定后测定。膜，用另一橡胶圈固定后测定。 （2）、固体试样）、固体试样 a. 压片法：压片法：0.51mg样样+150mg KBr干干燥处理燥处理研细：粒度小于
11、研细：粒度小于2 m（散射小）（散射小）混合压成透明薄片混合压成透明薄片直接测定；直接测定； b. 调糊法：试样调糊法：试样磨细磨细与液体石蜡混合与液体石蜡混合夹于盐片间；石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该夹于盐片间；石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该法不适于研究饱和烷烃。法不适于研究饱和烷烃。 c. 薄膜法：薄膜法： 高分子试样高分子试样加热熔融加热熔融涂制或压制成膜；涂制或压制成膜； 高分子试样高分子试样溶于低沸点溶剂溶于低沸点溶剂涂渍于盐涂渍于盐片片挥发除溶剂挥发除溶剂图图2-21 2-21 红外光谱气红外光谱气体池结构示意图体池结构示意图(3)、气态样品、气态样品 气态样品一般灌入气体池内气态样品
12、一般灌入气体池内进行测定。池体一般由带有进口进行测定。池体一般由带有进口管和出口管的玻璃筒组成（图）。管和出口管的玻璃筒组成（图）。它的两端粘有透红外光的窗片它的两端粘有透红外光的窗片,窗窗片的材质一般是片的材质一般是NaCI或或KBr。再用金属池架将其固定。气槽的再用金属池架将其固定。气槽的厚度常为厚度常为100mm。分析前。分析前,先抽先抽真空真空,然后通入经过干燥的气体样然后通入经过干燥的气体样品。品。 3、制备样品时应注意：、制备样品时应注意： （1）样品的浓度和测试厚度应选择适当。）样品的浓度和测试厚度应选择适当。 （2）样品应该是单一组分的纯物质。否则）样品应该是单一组分的纯物质。
13、否则各组分各组分 光谱互相重叠光谱互相重叠,会使图谱无法解析。会使图谱无法解析。 （3）样品中不应含有游离水。）样品中不应含有游离水。5-5 红外光谱法的应用红外光谱法的应用一一 定性分析定性分析（一）（一） 已知物的鉴定和纯度检验已知物的鉴定和纯度检验比较谱图：比较谱图：各吸收峰的位置各吸收峰的位置形状形状峰的相对强度峰的相对强度（二）（二） 未知物结构的测定未知物结构的测定1 收集样品的有关资料和数据收集样品的有关资料和数据2 确定未知物的不饱和度确定未知物的不饱和度2nnn1134 3 图谱解析图谱解析1）烷烃）烷烃 3000cmcm-1-1 CH2 对称伸缩2853cm-110CH3
14、对称伸缩2872cm-110 CH2不对称伸缩2926cm-110 CH3不对称伸缩2962cm-110 C-H伸缩振动伸缩振动甲基甲基变形振动变形振动CH3 s s13801380 cmcm-1-1asas1460 cm1460 cm-1-1 CH2 s s14651465 cmcm-1-1重叠重叠 HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3 s s C CC C骨架振动骨架振动 1:11:11155cm1155cm-1-111701170cmcm-1-1CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm1250
15、 cm-1-1 亚甲基面外变形振动亚甲基面外变形振动(CH2)n4n 720 cm-1附近出现较稳定的弱吸收峰附近出现较稳定的弱吸收峰正庚烷的红外光谱正庚烷的红外光谱CH3(CH2)5C CH3CH3H2-甲基辛烷甲基辛烷2）烯烃）烯烃=C-H 伸缩振动伸缩振动: 3300 3095 cmcm-1-1 3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cmcm-1 -1 3000 cmcm-1 -1 C=C伸缩振动伸缩振动:17001600 cm-1=C-H 变形振动变形振动: 1000650 cmcm-1-1 辛烯辛烯-1的红外谱图的红外谱图3）炔烃）炔烃 C-H 伸缩振动伸缩振动:
16、 3300 3200 cmcm-1-1 CC 伸缩振动伸缩振动: 2300 2100 cmcm-1-1( (尖细尖细, 弱弱) )端基炔烃有两个主要特征吸收峰：端基炔烃有两个主要特征吸收峰：一是叁键上不饱和一是叁键上不饱和C-H伸缩振动伸缩振动C-H约在约在3300cm-1处产生一个中强的尖锐峰处产生一个中强的尖锐峰二是二是C C伸缩振动伸缩振动C-C吸收峰在吸收峰在2140 2100cm-1。若若C C位于碳链中间则只有位于碳链中间则只有C-C在在2200cm-1左右左右一个尖峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出一个尖峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。现。 1-1-辛炔的红
17、外光谱图辛炔的红外光谱图4）芳烃芳烃C=C伸缩振动伸缩振动: 16501450 cm-1 2至至4个中到强吸收峰个中到强吸收峰=C-H 伸缩振动伸缩振动: 3100 3000 cmcm-1-1 较弱较弱=C-H 变形振动变形振动: 1000650 cmcm-1-1 强强甲苯的红外谱图甲苯的红外谱图770-730 cm-1710-690 cm-1甲苯的红外光谱图甲苯的红外光谱图相邻氢数 取代情况 CH频率(cm-1) 5 单取代 770730，710690 4 邻位二取代 770735 1，3 间位二取代 810750，725680 2 对位二取代 860780例例1：某化合物为挥发性液体，化学
18、式为：某化合物为挥发性液体，化学式为C8H14，红外光谱如图所示，试推导其结构。红外光谱如图所示，试推导其结构。1cm/ CH3(CH2)5CCH解解: 1） =1+8-14/2=2 2）峰归属峰归属 3）可能的结构可能的结构 例例2：推测纯液体推测纯液体C8H8的结构的结构解：解： 1） =1-8/2+8=52）峰归属峰归属 3）可能的结构可能的结构 HC CH25）醇和酚）醇和酚峰宽，强度大峰宽，强度大,cm32003700:1OH OH 醇醇 1410-1250 cm-1, 弱，用处不大弱，用处不大酚酚 1300-1165 cm-1, 强，用处大强，用处大1OCcm10001260: 醇
19、醇 1100-1000 酚酚 12601cm/ CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2COHCH3HCH3COHCH3CH3111222HO:1 OC:2 2-2-乙基苯酚的红外光谱图乙基苯酚的红外光谱图 因因C=O C=O 非常特征，羰基化合物易与其他有非常特征，羰基化合物易与其他有机物区分。机物区分。 不同的羰基化合物的区分主要依据：不同的羰基化合物的区分主要依据： C=O 位置位置 其他辅助信息其他辅助信息化合物化合物 C=O 其它特征频率其它特征频率 脂肪酮脂肪酮 17301700(最强最强)脂肪醛脂肪醛 17401720 28502850、2740(m)2740(m)左右费米共振左
20、右费米共振2 2个个 羧酸羧酸 17201680 OH32002500(宽宽) (缔合缔合) OH 930(宽宽)羧酸盐羧酸盐 无无 165016501550,14401550,14401350, 1350, -CO -CO2 2- -的的as和和s酯酯 17501730 1300130010001000两个峰两个峰 C-O-CC-O-C的的as(最强最强)和和s酸酐酸酐 1825 1815和和 17551745酰胺酰胺 16901650 35003050NH双峰，双峰，NH 16491570(叔酰胺无叔酰胺无)酰卤酰卤 18191790酮酮强，特征峰强，特征峰,cm1715:1OC 醛醛强，
21、特征峰强，特征峰,cm1725:1OC 征峰征峰两个峰，与酮区别的特两个峰，与酮区别的特醛基醛基1HCcm27002900: CH3CH2CH2COH丁醛丁醛CH3CH2CCH2CH3O戊酮戊酮-3丙丙 酮酮丙丙 醛醛羧酸羧酸强，特征峰强，特征峰,cm1720:1OC 宽而强，特征峰宽而强，特征峰,cm26003300:1HO 1HOcm915955: 123HO:1 HC:2 OC:3 4HO:4 正己酸正己酸酯酯强，特征峰强，特征峰,cm1735:1OC 较弱较弱强峰强峰,cm10301140,cm11501300:11COC 酸酐酸酐征征分裂成两个峰，强，特分裂成两个峰，强，特:OC 强
22、而宽强而宽链状酸酐链状酸酐,cm10501170:1COC 例例3：推测：推测C4H8O2的结构的结构解解：1） =1-8/2+4=1 2）峰归属峰归属HC OCH2CH2CH3OCH3COOCH2CH3CH3CH2COCH3O3000-28001740146013801300-1150 3）可能的结构可能的结构例例4：有一种液态化合物，相对分子量为：有一种液态化合物，相对分子量为58，它只，它只含有含有C、H、O三种元素，试推测其结构。三种元素，试推测其结构。CH2CHCH2OH362033503100-280016501036995910 3039cm-1，3001cm-1 是不饱和是不饱
23、和C-H伸缩振动伸缩振动 =C-H，说明化合物中有不饱和双键，说明化合物中有不饱和双键 2947cm-1是饱和是饱和C-H伸缩振动伸缩振动 C-H ，说明化合物中，说明化合物中有饱和有饱和C-H键键 1599cm-1，1503cm-1是芳环骨架振动是芳环骨架振动 C=C ，说，说明化合物中有明化合物中有芳环芳环 芳环不饱和度为芳环不饱和度为4，这说明该化合物除芳环以外的结构是，这说明该化合物除芳环以外的结构是饱和的饱和的 1040cm-1是醚氧键的伸缩振动是醚氧键的伸缩振动 C-O-C ，说明化合物，说明化合物中有中有C-O-C键键 756cm-1，694cm-1 是芳环单取代面外弯曲振动是芳
24、环单取代面外弯曲振动 =C-H，说明化合，说明化合 物为单取代苯环化合物物为单取代苯环化合物134211nnnf不饱和度不饱和度f= 1+7+1/2(0-8)=4 综合以上推测，由化综合以上推测，由化合物分子式合物分子式C7H8O得得出苯环出苯环C6H5-OCH3，该化合物结构应为：该化合物结构应为：OCH32839cm-1进一步证明了化合物中进一步证明了化合物中CH3的的存在存在 ，它是，它是CH3 的伸缩振动的伸缩振动 C-H 1460cm-1 是也进一步证明了化合物中是也进一步证明了化合物中CH3的存在的存在 ，它是，它是CH3 的面内弯曲振动的面内弯曲振动 C-H 不饱和度不饱和度f=
25、 1+8+1/2(1-7)=6 3062cm-1是不饱和是不饱和C-H伸缩振动伸缩振动 =C-H，说明化合物，说明化合物有不饱和双键有不饱和双键 2924cm-1是饱和是饱和C-H伸缩振动伸缩振动 C-H ，说明化合物中，说明化合物中有饱和有饱和C-H键键 2229cm-1是不饱和叁键是不饱和叁键C N伸缩振动伸缩振动 C N，不饱和不饱和度为度为2 1589cm-1，1481 cm-1 ，1458cm-1是芳环骨架是芳环骨架振动振动 C=C ，说明化合物中有，说明化合物中有芳环，不饱和度为芳环，不饱和度为4 芳环不饱和度为芳环不饱和度为4，叁键，叁键C N不饱和度为不饱和度为2，这说明该化，
26、这说明该化合物除芳环和叁键以外的结构是饱和的合物除芳环和叁键以外的结构是饱和的 1381cm-1是是CH3的伸缩振动的伸缩振动 C-H ，说明化合物中有，说明化合物中有CH3 787cm-1，687cm-1 是芳环间位二取代面外弯曲振是芳环间位二取代面外弯曲振动动 =C-H，说明化合，说明化合 物为物为间位二取代间位二取代苯环化合物苯环化合物综合以上推测，由化合物分子式综合以上推测，由化合物分子式C8H7N得出该化得出该化合物结构为：合物结构为：CNCH3C3H4O 1）不饱和度：）不饱和度： (3 2 2 4) 2=2 可能为烯，可能为烯，炔及含有羰基的化合物炔及含有羰基的化合物 2）330
27、0 cm 1 处宽带，羟基处宽带，羟基 结合结合 1040 cm 1 处的吸收，可推测含有处的吸收，可推测含有O-H, 由此可排除含有羰基的可能性由此可排除含有羰基的可能性 3）2110 cm 1 处的吸收，可知此化合物有碳处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收碳三键吸收 结合化合物的分子式可知此化合物为结合化合物的分子式可知此化合物为 2-丙丙炔醇炔醇CHCCH2OH 一、分析红外谱图一、分析红外谱图 (1)首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。公式：不饱和度不饱和度。公式：不饱和度F+1+(T-O)/2 其中：其中：F：化合价为
28、：化合价为4价的原子个数价的原子个数(主要是主要是C原子原子)； T：化合价为：化合价为3价的原子个数价的原子个数(主要是主要是N原子原子)； O：化合价为：化合价为1价的原子个数价的原子个数(主要是主要是H原子原子)。 F、T、O分别是英文分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会的首字母，这样记起来就不会忘了忘了 例如苯例如苯(C6H6)，不饱和度，不饱和度6+1+(0-6)/24，3个个双键加一个环，正好双键加一个环，正好 (2)分析分析33002800cm-1区域区域C-H伸缩振动吸收，伸缩振动吸收，以以3000 cm-1为界，高于为界，高于3000cm-1为不饱和碳为不饱和碳C-
29、H伸缩振动吸收，有可能为烯伸缩振动吸收，有可能为烯,炔炔, 芳香化合物芳香化合物,而低于而低于3000cm-1一般为饱和一般为饱和C-H伸缩振动吸收。伸缩振动吸收。 (3)若在稍高于若在稍高于3000cm-1有吸收有吸收,则应在则应在22501450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：特征峰，其中： 炔炔22002100 cm-1 烯烯16801640 cm-1 芳环芳环1600,1580,1500,1450 cm-1 若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000650cm
30、-1的频区的频区 ,以确定取代基个数和位置以确定取代基个数和位置(顺反，邻、间、对顺反，邻、间、对)。 (4)碳骨架类型确定后碳骨架类型确定后,再依据其他官能团再依据其他官能团,如如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官等特征吸收来判定化合物的官能团。能团。 (5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在起来，以准确判定官能团的存在,如如2820，2720和和17501700cm-1的三个峰，说明的三个峰，说明醛基的存在。解析的过程基本就是这样吧，至于醛基的存在。解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件
31、的使用，一般的有机实验制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。书上都有比较详细的介绍的。 二、记住常见常用的健值二、记住常见常用的健值 1.烷烃烷烃 C-H伸缩振动伸缩振动(3000-2850cm-1) C-H弯曲振动弯曲振动(1465-1340cm-1) 一般饱和烃一般饱和烃C-H伸缩均在伸缩均在3000cm-1以下，接以下，接近近3000cm-1的频率吸收。的频率吸收。 2.烯烃烯烃 烯烃烯烃C-H伸缩伸缩(31003010cm-1) C=C伸缩伸缩(16751640 cm-1) 烯烃烯烃C-H面外弯曲振动面外弯曲振动(1000675cm1)。 3.炔烃炔烃 伸
32、缩振动伸缩振动(22502100cm-1) 炔烃炔烃C-H伸缩振动伸缩振动(3300cm-1附近附近)。 4.芳烃芳烃 31003000cm-1 芳环上芳环上C-H伸缩振动伸缩振动 16001450cm-1 C=C 骨架振动骨架振动 880680cm-1 C-H面外弯曲振动面外弯曲振动) 芳香化合物重要特征：一般在芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和和1450cm-1可能出现强度不等的可能出现强度不等的4个个峰。峰。 880680cm-1,C-H面外弯曲振动吸面外弯曲振动吸收收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化变化 ,在芳香化合物红外
33、谱图分析中在芳香化合物红外谱图分析中,常常常常用此频区的吸收判别异构体。用此频区的吸收判别异构体。 5.醇和酚醇和酚 主要特征吸收是主要特征吸收是O-H和和C-O的伸缩振动吸的伸缩振动吸收。收。 自由羟基自由羟基O-H的伸缩振动：的伸缩振动：36503600cm-1,为尖锐的吸收峰。为尖锐的吸收峰。 分子间氢键分子间氢键O-H伸缩振动：伸缩振动：35003200cm-1,为宽的吸收峰；为宽的吸收峰；C-O 伸缩伸缩振动：振动：13001000cm-1 O-H 面外弯曲：面外弯曲：769-659cm-1 6.醚醚 特征吸收：特征吸收：13001000cm-1 的伸缩的伸缩振动振动 脂肪醚：脂肪醚
34、：11501060cm-1 一个强的一个强的吸收峰吸收峰 芳香醚：两个芳香醚：两个C-O伸缩振动吸收：伸缩振动吸收： 12701230cm-1(为为Ar-O伸伸缩缩)10501000cm-1(为为R-O伸缩伸缩)。 7.醛和酮醛和酮 醛的主要特征吸收：醛的主要特征吸收：17501700cm-1(C=O伸缩伸缩)，2820，2720cm-1(醛基醛基C-H伸缩伸缩)。 脂肪酮：脂肪酮：1715cm-1,强的强的C=O伸缩振动吸收伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。 8.羧酸羧酸 羧酸二聚体：羧酸二聚体：33002500cm-1 宽宽,
35、强的强的O-H伸缩吸收；伸缩吸收；17201706cm-1 C=O 吸收；吸收；13201210cm-1 C-O伸缩；伸缩；920cm-1 成键的成键的O-H键的面外弯曲振动。键的面外弯曲振动。 9.酯酯 饱和脂肪族酯饱和脂肪族酯(除甲酸酯外除甲酸酯外)的的C=O 吸收谱吸收谱带：带：17501735cm-1区域。区域。 饱和酯饱和酯C-C(=O)-O谱带：谱带：12101163cm-1 区域区域 ,为强吸收为强吸收 10.胺：胺： 35003100 cm-1, N-H 伸缩振动伸缩振动吸收；吸收；13501000 cm-1, C-N 伸缩伸缩振动吸收。振动吸收。N-H变形振动相当于变形振动相
36、当于CH2的剪的剪式振动方式式振动方式, 其吸收带在其吸收带在16401560cm-1, 面外弯曲振动在面外弯曲振动在900650cm-1。 11.腈腈: 腈类的光谱特征腈类的光谱特征 三键伸缩振动区域三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。有弱到中等的吸收。 脂肪族腈：脂肪族腈：2260-2240cm-1 芳香族腈芳香族腈 2240-2222cm-1 12.酰胺酰胺 3500-3100cm-1 N-H伸缩振动伸缩振动 1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动伸缩振动 1655-1590cm-1 N-H弯曲振动弯曲振动 1420-1400cm-1 C-N伸缩伸缩二二 定量分析定量分析理论基础：
37、理论基础：朗伯比尔定律朗伯比尔定律bcA 12-6 激光拉曼光谱简介激光拉曼光谱简介拉曼光谱法拉曼光谱法：建立在拉曼散射效应基础上的光建立在拉曼散射效应基础上的光谱分析法谱分析法瑞利瑞利(Rayleigh)散射散射： 弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向拉曼拉曼(Raman)散射：散射： 非弹性碰撞；方向改变且有能量交换非弹性碰撞；方向改变且有能量交换41 I1 拉曼和瑞利散射的产生拉曼和瑞利散射的产生基态基态虚态虚态最低激发最低激发电子能级电子能级Stokes线线反反Stokes线线散射出现几率：散射出现几率：瑞利散射瑞利散射 Stokes线线 反反Stokes线
38、线Raman位移位移( ): Stokes线或反线或反Stokes线的频率线的频率与入射光的频率之差与入射光的频率之差 2 拉曼活性拉曼活性拉曼活性振动拉曼活性振动伴随有极化率变化的振动。伴随有极化率变化的振动。s as 拉曼活性拉曼活性红外活性红外活性1) 具有对称中心的分子具有对称中心的分子, 红外和拉曼活性互相排斥红外和拉曼活性互相排斥2) 不具有不具有对称中心的分子对称中心的分子, 红外和拉曼活性并存红外和拉曼活性并存三三 拉曼光谱与红外光谱法比较拉曼光谱与红外光谱法比较红外光谱：基团红外光谱：基团拉曼光谱：分子骨架测定拉曼光谱：分子骨架测定四四 激光激光拉曼光谱仪拉曼光谱仪光源：光源
39、：He-Ne激光器激光器波长波长632.8nm；Ar离子离子激光器激光器514.5nm 488.0nm单色器：单色器：光栅光栅检测器：检测器：光电倍增管，光子计数器光电倍增管，光子计数器五五 拉曼光谱的应用拉曼光谱的应用1 有机物的结构分析有机物的结构分析例：例：H4C4N4顺反构型的鉴别顺反构型的鉴别CC强拉曼带强拉曼带:1621cm-1红外红外:1623cm-1H2NCNCCNH2CN2 高分子化合物高分子化合物CH2CHCH CH2CH2CCCH2HHCH2CCCH2HHCH2CH CH2CHCHCH2CHCH2CH2CH CH2CHCHCH2CHCH21, 4聚合聚合1, 2聚合聚合顺式顺式反式反式间规间规等规等规3 生物分子生物分子蛋白质二级结构的测定蛋白质二级结构的测定
