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红外光谱基团频率区

来源:http://www.run-qee.com/   作者:紫外可见分光光度计    更新日期:2016-07-26 10:20:42    点击:505

红外光谱基团频率区

 

 

物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。实验证明,组成分子的各种基团,如O—H、N—H、C—H、C=C.、C≡C、C≡O:等,都有自己特定的红外吸收区域,通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。基团频率和特征吸收峰是利用红外光谱进行分子结构鉴定的重要依据。
基团频率区主要位于4000-1500cm^-1间,频率较高,受分子其他部分振动的影响较小,主要是伸缩振动产生的吸收带,包括以下四个波段:
(1) X-H伸缩振动区(4000-2500cm^-1)
此区域主要是C-H、O-H、N-H及S-H键的伸缩振动频率区。
①O-H:3650-3200cm^-1,谱带较强,较宽,是确定醇、酚、有机酸的重要依据。在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,强吸收;当浓度较大时,发生缔合作用,峰形较宽。
②C-H:饱和碳原子上的C-H,特征吸收峰位于3000cm^-1以下。如CH3上C-H键反对称伸缩振动位于2960cm^-1处,对称伸缩振动位于2870cm^-1处;CH2上C-H键的反对称伸缩振动位于2930cm—:处,对称伸缩振动位于2850cm^-1处。
③N-H:脂肪胺和酰胺的N-H键伸缩振动在3100-500cm^-1范围内产生吸收峰,属于中等强度的尖峰。
(2)叁键及累积双键伸缩振动区(2500-2000cm^-1)
(3)双键伸缩振动区(2000-1500cm^-1)
(4) C-H弯曲振动区(1500-1300cm^-1)
基团频率的影响因素:
化合物相同基团的特征吸收并不在同一位置上,例如,酮、酯、酰胺、羧酸的C '-O的吸收频率均不相同。亏其性质有关,还受分子的内部结构和外部因素影响。
1.外部因素
(1)物质状态及制样方法
同一物质的不同状态,由于分子间相互作用力不同,所得到的光谱往往不同。通常,物质由固态向气态变化,其波数将增加。例如,丙酮在液态时,C=O的伸缩振动频率为1718cm^-1,而在气态时,C=O的伸缩振动频率则为1742cm^-1,因此在查阅标准红外图谱时,应注意试样状态和制样方法。
(2)溶剂效应
在溶液中测定光谱时,溶剂的极性、溶质的浓度对光谱均有影响。在极性溶剂中,极性基团的伸缩振动由于受极性溶剂分于明作用,使键力常数减小,波数降低,而吸收强度增大;对于变形振动,由于基团受到束缚作用,变形所需能量增大,所以波数升高。当溶剂分子与溶质形成氢键时,光谱所受的影响更显著。例如,羧酸中的C=O:在气态时,其伸缩振动频率为1780cm^-1,在非极性溶剂中其伸缩振动频率为1760cm^-1,在乙醚中则为1735cm^-1。因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
2.內部因素
影响红外吸收光谱的内在因素实质上是分子的结构问题,主要包括电子效应、氢键的影响、振动耦合、费米共振及空间效应。