红外

关于红外思维导图，分别概述了分子振动方式、分子振动频率、振动自由度、影响红外光谱吸收峰强度和位置因素等详细知识点。

红外

• 分子振动方式
  • 双原子分子只有伸缩振动
  • 多原子分子
    • 伸缩振动ν
      • 对称νs
      • 不对称νas
      • 强吸收S
    • 弯曲振动δ
      • 面内β
        • 剪式δ
        • 平面摇摆ρ
        • 中吸收M
      • 面外γ
        • 非平面摇摆ω
        • 卷曲Τ
        • 弱吸收w
• 分子振动频率
  • 
  • 影响振动频率的直接因素是成键原子的质量和键力常数K（与电子云分布有关，代表键发生振动的难易程度）
  • 化学键越强（K越大），原子折合质量越小，振动频率越大，吸收峰在高波数
• 振动自由度
  • 分子自由度：分子振动数目 振动自由度越大，峰数越多
  • 分子振动自由度＝3N－分子平动自由度－分子转动自由度
  • 分子的简正振动
    • 线型＝3N－（3＋2）＝3N－5
    • 非线型＝3N－（3＋3）＝3N－6
  • 峰数往往小于基本振动数：强峰宽峰覆盖，落于中红外以外，吸收强度太弱
• 影响红外光谱吸收峰强度和位置因素
  • 吸收峰类型
    • 基频峰
      • 主要发生基态跃迁到第一激发态
    • 倍频峰
      • 基态跃迁至第二激发态
    • 合频峰
      • 各振动相互作用
    • 差频峰
      • 由一个激发态到另一个激发态
    • 倍频峰，合频峰， 差 频 峰 合称泛频峰 吸收峰增多原因：产生泛频峰，费米共振，振动偶合
  • 影响强度因素
    • 偶极矩变化
      • IR产生条件：ν红外＝ν振动 相互偶合作用（偶极矩μ≠0） 偶极矩变化越大，吸收强度越强
      • 振动形式
        • νs＞νs ν＞δ伸缩振动大于弯曲振动
      • 原子电负性
        • 电负性相差越大（极性↑吸电子能力），偶极矩变化越大，峰越强
      • 分子对称结构
        • 对称伸缩振动没有吸收峰
        • 对称分子，偶极矩始终为0，没有吸收峰，没有红外活性
        • 分子对称性越高，振动偶极矩变化越小，红外吸收越弱
    • 能级跃迁大小
      • 基态到第一激发态概率最大→基峰强度一般大于基频峰
      • 浓度增加，跃迁概率增加
  • 影响位置因素
    • 分子内结构
      • 电子效应
        • 诱导效应
          • 吸电子基团影响，双键性↑，吸收峰向高波数（高频）区移动
        • 共轭效应＋C
          • 电子云密度平均化，单键双键键长平均化，引起键力常数变化 通常引起双键极性增加，使π电子离域，双键性降低，K↓→ν↓
        • 共轭
          • 供电子共轭效应，键力常数下降，吸收峰向低波数移动 吸电子共轭使吸收频率升高
          • p－π共轭两效应共存
          • π－π共轭极性↑双键性↓伸缩振动ν↓
          • 二者共存，作用相反取决于作用强的基团
      • 空间效应
        • 场效应
          • 立体结构靠近基团，电子云密度发生变化
        • 空间位阻
          • 未形成有效共轭体系，共轭效应下降，吸收峰向高频移动
        • 跨环效应
        • 环张力
          • 键长↑键力常数↓
      • 氢键效应
        • 键力常数↓特征频率↓，向低波数位移，吸收程度↑谱带变宽
        • 分子间氢键
          • 与样品浓度有关
        • 分子内氢键
          • 与样品浓度无关
      • 振动偶合效应
        • 振动偶合使峰数增加
        • 分子中靠得很近的基团，振动频率相近，会产生相互作用，造成峰的裂分
      • 费米共振
        • 倍频峰（或泛频峰）位于某强基频峰附近，弱峰强度被强化，强度增加而产生峰裂分
        • 醛的费米共振是醛特征峰
      • 互变异构
      • 物态效应
        • 分子间相互作用不同
    • 外部因素
      • 溶剂
        • 极性基团的伸缩振动频率随溶剂极性增加向低频移动且强度增加
      • 仪器
  • 特征基团和区段
    • 特征峰（官能团区）4000-1300
      • 3000以上为不饱和化合物νC＝H，νC≡H 300以下为饱和化合物νC－H
      • 主要官能团伸缩振动吸收峰
    • 指纹区650-1300
      • 单键伸缩振动和各种弯曲振动
    • 相关峰
      • 一个基团多个振动形式所产生的多个峰
    • 酸酐＞酰卤＞羧酸（游离）＞酯＞醛＞酮＞酰胺
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  • 解谱
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