现代仪器分析：红外吸收光谱法个人总结

现代仪器分析之红外吸收光谱法个人总结！该图清晰地梳理了红外吸收光谱法的概述、理论基础、红外光谱仪和红外吸收光谱法的应用四大类内容的脉络，值得一看！

红外光谱吸收光谱法

• 概述
  • 分子吸收光谱的产生
    • 物质的运动：转动——远红外光谱 振动——红外光谱 电子运动——紫外光谱
  • 红外光谱图
    • 横坐标：波数，波长的倒数 纵坐标：透过度
  • 红外光谱技术的特点
• 红外光谱的理论基础
  • 红外光谱产生的条件
    • 1、红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振动的频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。 2、必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱。
    • 红外光谱：分子光谱、原子光谱
  • 分子振动与红外光谱
    • 伸缩振动
    • 弯曲振动
  • 红外常用术语
    • 峰位
    • 峰数
    • 峰强
    • 基频 倍频 振动耦合
  • 影响峰位变化的因素
    • 内部因素
      • 诱导因素
        • 吸电子基团使电子云密度增大，键的力常数增加，吸收峰向高频方向移动。
      • 共轭因素
        • 使双键频率向低频移动
      • 环张力效应
        • 环张力增加，键的力常数增加，吸收峰向高频方向移动
      • 空间位阻效应
      • 偶极场效应
      • 氢键效应
        • 氢键的形成，吸收频率向低波数移动
      • 质量效应
    • 外部因素
      • 物质的状态
      • 溶剂效应
  • 有机化合物的红外吸收特征
    • 烷烃
      • 1、-CH₃ 伸缩：2960 2870 弯曲：1470 1380 1380峰对结构敏感，对于识别甲基很有用 ①孤立CH₃基在1380附近出现单峰，其强度随分子中甲基数目增多而增强。 ②偕二甲基C(CH₃)₂，由于两个甲基对称弯曲振动偶合，裂分为双峰，在1380和1375附近，强度几乎相等。 ③叔丁基-C(CH₃)₃使1380峰裂为1395和1370附近的双峰，但强度后者约是前者二倍。 ④当-CH₃与杂原子相连时，1380峰发生位移，相邻基团的电负性越强，1380峰向高波数移动。 2、-CH₂亚甲基 伸缩：2925 2850
    • 烯烃
      • 1、=C-H₂ 3100-3000 吸收峰强度中等，峰形尖锐 末端烯烃吸收频率较高，在3095-3075有强峰 2、C=C 1680-1620 此吸收峰对结构敏感 ①见下表  ②当烯键与C=C、C=O、C=N等共轭时，C=C吸收频率降低10~30，吸收强度明显增强。 一般共轭烯烃的C=C有两个峰，在1650和1600左右。 如果有n个共轭双键，，在1650，1580能观察到n个吸收带。 烯烃上连有卤原子时，吸收频率降低，但氟向高波移动。 ③从六元环到四元环，随着环张力的增加，环内双键减小，而环外双键增加。 3、不饱和C-H面外弯曲振动 
    • 炔烃
      • 1、伸缩：≡C-H在3300附近，峰形尖锐 2、伸缩：C≡C在2140-2100，一般强度较弱 3、弯曲：≡C-H在700-600，吸收带强而宽
    • 芳烃
      • 1、C-H 伸缩：3100-3000 骨架：1600-1450 2、 
    • 醇、酚
      • 1、O-H 缔合态3600-3200 谱带宽而强 游离态 3650-3590 谱带尖锐，强度中等 2、C-O 1260-1000 强吸收带——特征峰 伯醇 1050；仲醇 1100；叔醇 1150；酚 1200
    • 醚
      • 脂肪醚 1150-1060 芳香醚 1275-1210 乙烯基醚 1225-1200
    • 含羰基类的化合物
      • 1、酮类 C=O 1715（强） 2、醛 C=O 1725（强） C-H 2830，2720两个吸收峰 3、脂 C=O 1745左右 C-O-C 1300-1000有两个吸收峰（强） 4、羧酸 O-H 3000-2500——1400，920（强而宽） C=O 1710 C-O 1285 5、酸酐 C=O：振动耦合，在1810，1760处有两个很强的双峰 C-O-C：1170-1050区产生强而宽的吸收峰（链状酸酐） 环状酸酐往往在1310-1210及950-910区出现双峰
    • 酰胺（含氮化合物）
      • C=O（伸缩） 1690-1650 -N-H（伸缩） 3500-3050伯酰胺，仲酰胺有两个中强吸收峰（尖） C-N（弯曲） 1400 仅伯酰胺 N-H（弯曲） 1600
    • 胺（含氮化合物）
      • -NH₂ 伸缩 3390，3290 C-N 伸缩 1230-1030 脂肪胺 1340-1250 芳香胺 N-H 弯曲 1650-1590，900-650（宽）
    • 小结
      • 官能团区
        • 4000-1300cm-¹，分为六个区 一、4000-2500（X-H) 1、O-H 3200-3650 气态游离：高波数、峰尖 形成氢键：波数低、宽 羧酸：缔合、峰形宽 2、N-H 与羟基类似，伯胺两个吸收峰，叔胺无吸收 3、C-H 3000为分界线 不饱和>3000,饱和<3000 酯类在2820及2720处有两个吸收峰 二 、2500-2000 三键和积累双键区（CO₂吸收2365，2335需扣除） C=C、C=N、C=C=C 三、2000-1500 双键振动区 C=C 1600-1700 中、低强度 苯环 1450、1500、1580、1600（特征） C=O 脂肪酮 1715左右 取代基使双键性减弱，吸收频率下降 四、1500-1300 C-H 弯曲振动区（峰比较弱） -CH₃ 1460 1380（此峰分叉表示偕二甲基） -CH₂ 1470左右 五、1300-910 单键伸缩、分子骨架振动、部分含氢键基团弯曲振动等 （峰比较弱）：C-C 1200 C-O 1100 C-N 1000 六、910以下 苯环取代 烯的碳弯曲振动（本区和上区）
      • 指纹区
• 红外光谱仪
  • 色散型红外光谱仪
    • 光源
    • 吸收池
    • 单色器
    • 检测器
  • 傅里叶变换光谱仪
• 红外吸收光谱法的应用
  • 鉴定已知化合物
  • 测定未知化合物
  • 分子的不饱和度与分子结构的关系
  • 解析红外谱图的注意事项
  • 应用举例