第三章 红外吸 收 光 谱 法 光谱导论光谱导论光谱导论光谱导论课程课程课程课程1红外光区的划分及应用红外光区的划分及应用：1 1）近红外区近红外区：128004000cm128004000cm-1-1(0.782.5(0.782.5 m)m)，主要，主要用于研究分子中的用于研究分子中的O-HO-H、N-HN-H、C-HC-H键的振动倍频与组键的振动倍频与组频。频。2 2）中红外区中红外区：4000400cm4000400cm-1-1(2.550 (2.550 m)m)，主要用于，主要用于研究研究大部分有机化合物的振动基频大部分有机化合物的振动基频。3 3）远红外区远红外区： 40025cm40025cm-1-1(251000 (251000 m) m)，主要用于，主要用于研究分子的转动光谱以及重原子成键的振动等。研究分子的转动光谱以及重原子成键的振动等。3.1 红外光谱红外光谱红外吸收光谱是由分子振动和转动能级跃迁红外吸收光谱是由分子振动和转动能级跃迁引起的，所以又称振引起的，所以又称振-转光谱。转光谱。2红外吸收光谱图的表示方法红外吸收光谱图的表示方法横坐标为波数（/cm-1），纵坐标为透射比（T%） 吸收峰为倒峰。31 产生红外吸收的条件产生红外吸收的条件（1）红外辐射的能量等于分子振动能级跃迁所需要的能量。红外辐射的能量等于分子振动能级跃迁所需要的能量。 E=E2- E1=ha a：红外光外光频率。率。 E=（v+1/2） hm m：分子振：分子振动频率率 v=0，1，2，振振动能量量子数能量量子数 E=v hm = ha a= v m （2）分子振分子振动过程中必程中必须伴随偶极矩伴随偶极矩的的变化。化。 偶极矩偶极矩=qr 0，具有，具有红红外活性。外活性。 =0，不具有，不具有红红外活性。外活性。3.2 红外吸收光谱的基本原理红外吸收光谱的基本原理4= 双原子分子振动类似简谐振动。红外吸收光谱是由分子振双原子分子振动类似简谐振动。红外吸收光谱是由分子振动能级跃迁引起的，分子吸收红外光的频率等于分子化学动能级跃迁引起的，分子吸收红外光的频率等于分子化学键的振动频率。分子吸收红外光能量后，可使化学键振动键的振动频率。分子吸收红外光能量后，可使化学键振动的振幅变大，而其振动频率并不改变，频率只是化学键力的振幅变大，而其振动频率并不改变，频率只是化学键力常数和原子折合质量的函数。常数和原子折合质量的函数。键键力常数力常数折合质量折合质量12.双原子分子的振动双原子分子的振动m1m2=m1+m22c5(1)(1)原子质量相近时，力常数原子质量相近时，力常数k k大，化学键的振动波数高：大，化学键的振动波数高： C C C C（2222cm2222cm-1-1） C C=C=C（16671667cmcm-1-1） C-CC-C（14291429cmcm-1-1）(2)(2)若力常数若力常数k k相近，原子质量相近，原子质量m m大，则化学键的振动波数低：大，则化学键的振动波数低： C-H C-C C-N C-O C-H C-C C-N C-O 3000 1430 1330 1280 3000 1430 1330 1280 (3)(3)和和H H原子相连的化学键原子相连的化学键, ,红外吸收在高波数区红外吸收在高波数区 如如: C-H 2900 cm: C-H 2900 cm-1-1 O-H 3600-3200 cmO-H 3600-3200 cm-1-1 N-H 3500-3300 cmN-H 3500-3300 cm-1-1(4)(4)弯曲振动比伸缩振动容易弯曲振动比伸缩振动容易, ,弯曲振动的弯曲振动的K K较小较小, ,处于低波数区处于低波数区6n有机化合物分子都是多原子分子，振动形式比双原子有机化合物分子都是多原子分子，振动形式比双原子分子复杂得多，但不管多原子分子振动多复杂，都可分子复杂得多，但不管多原子分子振动多复杂，都可分解为多个简单的基本振动。分解为多个简单的基本振动。n简正振动：整个分子质心保持不变，整体不转动，各简正振动：整个分子质心保持不变，整体不转动，各原子在其平衡位置作简谐振动，并且其振动频率和相原子在其平衡位置作简谐振动，并且其振动频率和相位都相同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置位都相同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置且同时达到其最大位移值。分子的任何复杂振动均可且同时达到其最大位移值。分子的任何复杂振动均可视为多个简正振动的线性组合。视为多个简正振动的线性组合。3. 多原子分子的振动多原子分子的振动7伸缩振动（伸缩振动（ ）：键角不变，）：键角不变，键长变化。键长变化。(a)对称伸缩振动对称伸缩振动（ s）(b)不对称伸缩振动不对称伸缩振动（ as）(c)弯曲振动：键角变化，键弯曲振动：键角变化，键长不变。长不变。(d)(c) 剪式剪式(e)(d) 非平面摇摆非平面摇摆(f)(e) 扭曲扭曲(g)(f) 摇摆摇摆简正振动的基本形式简正振动的基本形式8 确定一个原子在空间的位置需要三个坐标，对于确定一个原子在空间的位置需要三个坐标，对于n个原子组成的分子，个原子组成的分子，确定它的空间位置需要确定它的空间位置需要3n个坐标，即分子有个坐标，即分子有3n个自由度。分子的总个自由度。分子的总自由度由平动、转动和振动自由度构成。自由度由平动、转动和振动自由度构成。 分子自由度数（分子自由度数（3N）= 平动自由度平动自由度 + 转动自由度转动自由度 + 振动自由度振动自由度1.线性分子振动自由度线性分子振动自由度 = 3n 3 2 = 3n 5简正振动的理论数简正振动的理论数振动自由度振动自由度92. 2. 非线性分子振动自由度非线性分子振动自由度 =3n33=3n6=3n33=3n61037563657159511CO2分子的基本振动形式及分子的基本振动形式及IR光谱光谱2349 cm-1667cm-1 12n理论上，每种简正振动都有其特定的振动频率，在红理论上，每种简正振动都有其特定的振动频率，在红外光谱区均应产生一个吸收峰带。但实际上，红外光外光谱区均应产生一个吸收峰带。但实际上，红外光谱中峰数往往远小于理论计算的振动数，原因有以下谱中峰数往往远小于理论计算的振动数，原因有以下几点：几点：13基本振动基本振动简谐振动跃迁在相邻振动能级之间进行，最简谐振动跃迁在相邻振动能级之间进行，最主要的是主要的是V0-V1，称为本征跃迁，产生的吸收称为本征跃迁，产生的吸收带为基频峰。由于真实分子的非谐振性，带为基频峰。由于真实分子的非谐振性， V=2，例如例如 V0-V2的的跃迁也可能发生，称跃迁也可能发生，称为倍频（为倍频（overtone).另外两个频率之差之和另外两个频率之差之和的合频峰，倍频峰和合频峰统称泛频峰的合频峰，倍频峰和合频峰统称泛频峰(overtone)。一般较弱。一般较弱。分子与弹簧球体系间的区别在于前者是振动能级分子与弹簧球体系间的区别在于前者是振动能级量子化的，只有一定频率的红外光才能被吸收量子化的，只有一定频率的红外光才能被吸收谱峰增加的因素谱峰增加的因素14 红外各种峰之间的关系红外各种峰之间的关系基频峰：基频峰： 0 1倍频峰：倍频峰： 0 2、 3、 4 合频峰：合频峰：基频峰的和或差处出现的峰基频峰的和或差处出现的峰泛频峰：由倍频峰和合频峰组成。泛频峰：由倍频峰和合频峰组成。154 基团频率和特征吸收峰基团频率和特征吸收峰红外光谱中，相同的化学键和基团，在不同构型分子中，其红外光谱中，相同的化学键和基团，在不同构型分子中，其振动频率改变不大。通常把这种振动频率改变不大。通常把这种代表基团存在，并有较高强代表基团存在，并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为其所在的位置一般又称为特征特征吸收峰吸收峰。例：例： CH3 特征峰特征峰 2800 3000 cm-1 ； C=O 特征峰特征峰1600 1850 cm-1 ；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH2 1715 cm-1 酮酮CH2COO 1735 cm-1 酯酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺酰胺16红外光谱信息区红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1官能团区官能团区：40001300cm-1，伸缩振动产生，分布稀疏，受，伸缩振动产生，分布稀疏，受分子中剩余部分的影响小，是基团鉴定的主要区域。分子中剩余部分的影响小，是基团鉴定的主要区域。 指纹区：指纹区：不含氢的伸缩振动，各种键的弯曲振动及分子骨架不含氢的伸缩振动，各种键的弯曲振动及分子骨架振动。振动。17 官能团区官能团区1 XH伸缩振动区（伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）（1）OH 3650 3200 cm-1 确定确定 醇、酚、羧酸醇、酚、羧酸 游离游离-OH：3650-3580cm-1。在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收； 缔合缔合-OHX：3400-3200cm-1。极性溶剂中，浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。注意区分：-NH伸缩振动 3500-3300cm-1 -NH2 两个峰-NH 一个峰-N 无峰18（2）饱和碳原子上的）饱和碳原子上的CH CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2876 cm-1 对称伸缩振动 CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收3000 cm-1 以下19（3）不饱和碳原子上的）不饱和碳原子上的=CH（ CH ） =CH 3010 3040 cm-1 =C-H2 3085cm-1 CH 3300 cm-1 苯环上的CH 3030 cm-13000 cm-1 以上202349 cm-1667cm-1 2 叁键和累积双键伸缩振动区叁键和累积双键伸缩振动区（2500 2000 cm-1 ）在该区域出现的峰较少；在该区域出现的峰较少；（1）RC CH （2100 2140 cm-1 ） RC CR （2190 2260 cm-1 ） R=R 时，无红外活性时，无红外活性（2）RC N （2100 2140 cm-1 ） 非共轭非共轭 2240 2260 cm-1 共轭共轭 2220 2230 cm-1 （3）累积双键）累积双键O=C=O21（1）C=O （1820 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。饱和醛饱和醛(酮酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？醛，酮的区分？醛醛2725 cm-1 。3 双键伸缩振动区（双键伸缩振动区（ 2000 1500 cm-1 ）22酸酐的酸酐的C=O 双吸收峰：18201750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；羧酸的羧酸的C=O 18201750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；23（2）C=C，C=N和和N=O 1680-1500 cm-1 RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱，强度弱， R=R（对称）时，对称）时，无红外活性。无红外活性。（3）单核芳烃）单核芳烃 的的C=C键伸缩振动（键伸缩振动（1600和和1500 cm-1 ）习题6244. CH 弯曲弯曲振动区振动区 1500-1300 cm-1 -CH3 对称和反对称弯曲振动：对称和反对称弯曲振动：1375cm-1和和1450cm-1 两个吸收两个吸收峰峰 ，1380cm-1确定甲基的存在，异丙基和叔丁基峰发生分裂；确定甲基的存在，异丙基和叔丁基峰发生分裂；-CH2 的剪式弯曲振动：的剪式弯曲振动： 1465 cm-1与与-CH3的反对称弯曲振动重的反对称弯曲振动重合。合。25指纹区指纹区1300-600cm-1指纹区指纹区1300 90 0 cm-1 单键伸缩振动区单键伸缩振动区。900-600 cm-1 C-C 骨架振动，确定骨架振动，确定烯烃的顺、反异构和烯烃的顺、反异构和苯取代类型苯取代类型。烯烃烯烃 RHC=CHR 顺式顺式 690cm-1 反式反式 970cm-1苯苯 邻位取代邻位取代 750cm-1 间位取代间位取代 770和和650cm-1 对位取代对位取代 800cm-1（课后（课后12题）题）26例例 化合物的分子式为化合物的分子式为C6H14，IR光谱图如下如下，试推断其可光谱图如下如下，试推断其可能的分子结构结构。能的分子结构结构。 77313781461饱和饱和饱和饱和-CH-CH3 3、CHCH2 2对称与反对称对称与反对称对称与反对称对称与反对称伸缩振动伸缩振动伸缩振动伸缩振动 亚亚亚亚甲甲甲甲基基基基弯弯弯弯曲曲曲曲振振振振动动动动 甲甲甲甲基基基基弯弯弯弯曲曲曲曲振振振振动动动动 乙基乙基乙基乙基CHCH2 2的平的平的平的平面摇摆面摇摆面摇摆面摇摆振动振动振动振动 1380cm1380cm-1-1确定甲基的存在，异丙基和叔丁基峰发生分确定甲基的存在，异丙基和叔丁基峰发生分裂；裂；780cm780cm-1-1确定乙基的存在。确定乙基的存在。27805试推断化合物试推断化合物C C7 7H H7 7BrBr的结构的结构281 1内部因素内部因素（1）电子效应）电子效应a诱导效应诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）5 影响影响基团频率的因素基团频率的因素化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。 R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 R-COR C=0 1715cm-1 R-CONH2 C=0 1680cm-1 ;29共轭效应共轭效应cm -1cm -1cm -1cm -1共轭效应 电子云密度降低K减小波数减小30 2 空间效应空间效应C H3060-3030 cm-12900-2800 cm-1C HC HC HC H1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222空间效应空间效应：空间位阻（P274）；环张力313.3.氢键效应氢键效应 (分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动 cm-1 cm-1 cm-1 cm-1 cm-1 cm-132振动耦合引起吸收频率偏离基频，一个高频移动，一个低频移动。振动耦合引起吸收频率偏离基频，一个高频移动，一个低频移动。例如，酸酐羰基有两个吸收峰是两个羰基振动耦合的结果：例如，酸酐羰基有两个吸收峰是两个羰基振动耦合的结果：4 振动偶合振动偶合分子内有近似相同频率且位于相邻部位的振动基团彼此分子内有近似相同频率且位于相邻部位的振动基团彼此相互作用，产生两种以上基团参加的混合振动。相互作用，产生两种以上基团参加的混合振动。33又如：又如：-CH3中的中的C-H伸缩振动偶合：伸缩振动偶合：2870 cm-1，2960 cm-1sas-CH2中的中的C-H伸缩振动偶合：伸缩振动偶合：2850 cm-1，2930 cm-1-CH中无振动偶合：中无振动偶合：2890 cm-134苯甲醛分子在苯甲醛分子在2850 和和2750 cm-1产生两个特征吸收产生两个特征吸收峰，这是由于峰，这是由于u uC-H (2800 cm-1)和和d dC-H（1390 cm-1）的）的倍频峰（倍频峰（2780 cm-1）费米共振引起的。费米共振引起的。定义定义: : 频率相近的泛频峰与基频峰相互作用，频率相近的泛频峰与基频峰相互作用，产生强吸收带或发生峰的分裂。产生强吸收带或发生峰的分裂。5 费米共振费米共振例如例如35红外吸收强度：红外吸收强度：（1）振动能级跃迁概率）振动能级跃迁概率（2）振动过程中瞬间偶极矩的变化直接相关，偶极矩变化）振动过程中瞬间偶极矩的变化直接相关，偶极矩变化越大的振动，相应的吸收峰越强，因此，电负性相差大的原越大的振动，相应的吸收峰越强，因此，电负性相差大的原子形成极性大的化学键比一般极性小的化学键吸收带要强得子形成极性大的化学键比一般极性小的化学键吸收带要强得多，如多，如O-H，C=O是强峰，是强峰，C=C，C-C，N=N峰较弱峰较弱。强度表示方法：强度表示方法：S (strong) M (medium) W (weak) B (broad) Sh (sharp)5 吸收谱带的强度吸收谱带的强度363.3 红外光谱仪红外光谱仪 37傅立叶变换红外光谱仪的工作原理图傅立叶变换红外光谱仪的工作原理图干涉仪样品室光源检测器计算机38MichelsonMichelson干涉仪的原理干涉仪的原理39红外光谱法中的样品制备红外光谱法中的样品制备对试样的要求对试样的要求 纯度纯度 98% ，杂质会产生，杂质会产生 虚假峰虚假峰 。 试样中不应含有水，因为水本身有红外吸收，并会侵试样中不应含有水，因为水本身有红外吸收，并会侵 蚀吸收池的盐窗。蚀吸收池的盐窗。 试样的浓度和测试厚度应适当。试样的浓度和测试厚度应适当。40制样的方法制样的方法(1)固态样品固态样品 压压片片法法：将将1-2mg1-2mg试试样样与与200mg200mg经经干干燥燥处处理理的的纯纯KBrKBr混混合合，研研细细，在在压压片片机机上上压压成成均均匀匀透透明明的的薄薄片片，即即可可直直接接测测定定。 KBrKBr在在整整个个中中红外光区透明，因而被广泛用于压片法中。红外光区透明，因而被广泛用于压片法中。 注意：注意：1 1 溴化钾必须干燥溴化钾必须干燥 2 2 溴化钾研磨很细溴化钾研磨很细 3 3 控制溴化钾与样品的比例控制溴化钾与样品的比例此法适用于可以研细的样品，但对于不稳定的化合物，此法适用于可以研细的样品，但对于不稳定的化合物，如发生分解、异构化、升华等变化的化合物不宜使用如发生分解、异构化、升华等变化的化合物不宜使用压片法。压片法。41调糊法调糊法：将：将2mg2mg固体样品研细，与固体样品研细，与1 1滴滴液体石蜡或全液体石蜡或全 卤代烃类（全氟煤油等）混合，调成糊状，卤代烃类（全氟煤油等）混合，调成糊状， 涂在溴化钾片上测量。涂在溴化钾片上测量。 适用于吸水性很强、有可能与溴化钾发生适用于吸水性很强、有可能与溴化钾发生反应的样品。反应的样品。注意要扣除石蜡油的吸收峰注意要扣除石蜡油的吸收峰。42亚甲基亚甲基C-HC-H 2919 cm 2919 cm-1-1和和2851 cm2851 cm-1-1，甲基和亚甲基甲基和亚甲基 C-HC-H 1450 cm 1450 cm-1-1甲基甲基 C-HC-H 1378 cm 1378 cm-1-1 乙基乙基 770 cm770 cm-1-1 石蜡油石蜡油43KBrKBr压片压片石蜡油中石蜡油中44薄模法薄模法对于橡胶、油漆、聚合物的试样对于橡胶、油漆、聚合物的试样一般采用薄膜法，一般采用薄膜法，膜的厚度为膜的厚度为10-30m,10-30m,且厚薄均匀。常用的成膜法有且厚薄均匀。常用的成膜法有3 3种：种：熔融成膜熔融成膜 适用熔点低、熔融时不分解、不产生化学适用熔点低、熔融时不分解、不产生化学变化的样品变化的样品热压成膜热压成膜 适用热塑性聚合物，将样品放在膜具中加适用热塑性聚合物，将样品放在膜具中加热至软化点以上压成薄膜热至软化点以上压成薄膜溶液成膜溶液成膜 适用可溶性聚合物，将样品溶于适当的溶适用可溶性聚合物，将样品溶于适当的溶剂中，滴在玻璃板上使溶剂挥发得到薄膜剂中，滴在玻璃板上使溶剂挥发得到薄膜45(2)(2)液态样品液态样品液液膜膜法法：将将1-21-2滴滴试试样样直直接接滴滴在在两两片片盐盐片片之之间间，形形成成液膜。适用与沸点较高的液体或黏稠的液体。液膜。适用与沸点较高的液体或黏稠的液体。液液体体池池法法：将将试试样样溶溶于于CClCCl4 4和和CHClCHCl3 3等等溶溶剂剂中中配配成成1010左左右右的的溶溶液液，用用注注射射器器注注入入固固定定液液池池中中进进行行测定。测定。切记不得有水切记不得有水切记不得有水切记不得有水46n气体样品采用气体池，直接测试；气体样品采用气体池，直接测试；n浓度高的样品，采用光程短的气体池，浓度高的样品，采用光程短的气体池，或者减小压力，或者用氮气或氦气进或者减小压力，或者用氮气或氦气进行稀释；行稀释；n对于浓度低至对于浓度低至PPMPPM或或PPBPPB量级的样品，量级的样品，采用光程长的气体池以及更高灵敏度采用光程长的气体池以及更高灵敏度的的MCTMCT检测器。检测器。注意：不同方法得到不同的结果，因而在注意：不同方法得到不同的结果，因而在报道光谱数据时，需注明测定条件。报道光谱数据时，需注明测定条件。（3 3）气体样品的制备）气体样品的制备47气体池以及气体池架气体池以及气体池架 将气体池放在气体池架上即可，气体池的将气体池放在气体池架上即可，气体池的两边由两边由KBrKBr窗片或其它类型的盐片密封，要特窗片或其它类型的盐片密封，要特别注意防止盐片受潮。别注意防止盐片受潮。48FTIR-8400S红外光谱仪（日本，岛津公司）阿斯匹林的红外光谱表征阿斯匹林的红外光谱表征49样品的测定（样品的测定（KBrKBr压片法）压片法）固体样品测定流程示意：固体样品测定流程示意：制备制备KBr空白压片空白压片（高纯（高纯KBr可不做）可不做）背景扫描背景扫描Background Scan制备固体样品和制备固体样品和KBr压片压片样品扫描样品扫描Sample Scan谱图处理谱图处理50KBr压片的制备（以制备压片的制备（以制备Aspirin样品为例）样品为例）KBr压片模具压片模具底座底座样品底座样品底座(硅碳钢圆柱硅碳钢圆柱)压片压片框架框架保护外套保护外套玛瑙研钵玛瑙研钵弹簧弹簧模压杆模压杆模压冲杆模压冲杆模压底座模压底座51取取0.20.20.40.4克克KBrKBr，在玛瑙研钵中充分研细，然后取在玛瑙研钵中充分研细，然后取2 24 4毫克毫克AspirinAspirin，即样品的量约为即样品的量约为KBrKBr的的1%1%（此操作在红外灯下进行）（此操作在红外灯下进行）52在在底座上先放一个样品底座（硅碳钢圆柱，光滑干净面向底座上先放一个样品底座（硅碳钢圆柱，光滑干净面向上），再将压片框架平稳的套在样品底座露出部分上。上），再将压片框架平稳的套在样品底座露出部分上。53将充分研磨的样品和将充分研磨的样品和KBrKBr混合粉末倒入样品框架中，注混合粉末倒入样品框架中，注意尽量不要散落到侧壁上，用药匙柄将药品调节铺平后意尽量不要散落到侧壁上，用药匙柄将药品调节铺平后放上第二个样品底座，此时光滑面向下。放上第二个样品底座，此时光滑面向下。54套上套上保护外套，放上弹簧，最后插入模压杆。保护外套，放上弹簧，最后插入模压杆。55用手掌按紧模压杆，放在手动液压机上，打开液压机油用手掌按紧模压杆，放在手动液压机上，打开液压机油阀，关闭气阀（顺时针到转不动），用压杆增压，直到阀，关闭气阀（顺时针到转不动），用压杆增压，直到表头示数达表头示数达80KN80KN，稳定稳定5 5分钟左右。分钟左右。56打开气阀，从液压机上取下制片模具，将样品底座和样品框架打开气阀，从液压机上取下制片模具，将样品底座和样品框架一同取出，放到模压底座上，套上保护外套，插入模压冲杆。一同取出，放到模压底座上，套上保护外套，插入模压冲杆。将整个装置再放到液压机上轻压，听到将整个装置再放到液压机上轻压，听到“铛铛”的响声即停。的响声即停。57将制片将制片装置取下拆除，用镊子取下样片放入样品架的样装置取下拆除，用镊子取下样片放入样品架的样品腔中，用磁片固定好，插入到仪器的样品槽中。品腔中，用磁片固定好，插入到仪器的样品槽中。58样品测定样品测定模式选择模式选择转换函数转换函数分辨率分辨率扫描次数扫描次数扫描范围扫描范围在在“Measure”Measure”状态下，根据需要逐项设置参数。状态下，根据需要逐项设置参数。59放入空白放入空白KBrKBr片或以空气为背景，点击片或以空气为背景，点击“BKG”BKG”，做背景扫描。做背景扫描。 60样品扫描结束后，得到样品扫描结束后，得到AspirinAspirin的红外谱图，点击主菜的红外谱图，点击主菜单，选择单，选择“Save as”Save as”进行保存。进行保存。61二二 未知结构官能团的鉴定未知结构官能团的鉴定1, 在确定特征官能团时在确定特征官能团时,应尽量找到其相关峰应尽量找到其相关峰CH3: 2960cm-1, 2870cm-1,14701430cm-1 1380cm-1, 2, 注意各基团的相互影响因素注意各基团的相互影响因素623.4 3.4 红外光谱在有机化合物红外光谱在有机化合物结构分析中的应用结构分析中的应用一、已知化合物鉴定一、已知化合物鉴定1 1 对照品与标准品在同一条件下测得的红外光谱。完全一致则判对照品与标准品在同一条件下测得的红外光谱。完全一致则判定可能为同一种化合物。定可能为同一种化合物。2 2 无标准品，但有标准图谱时，则可按名称、分子式索引查找核无标准品，但有标准图谱时，则可按名称、分子式索引查找核对，但必须注意测定仪器与测定条件是否致。对，但必须注意测定仪器与测定条件是否致。63未知化合物结构解析未知化合物结构解析 1.1.计算不饱和度计算不饱和度2.2.官能团搜索官能团搜索3.3.分步进行：分步进行：4.4. （1 1） O-H 是否存在？是否存在？ 36003200 cm-1（s），），存在：酸（存在：酸（ C=O 1820-1600 cm-1 ）；）； 酚（酚（1600 1600 cm-1 ，1500 1500 cm-1 ），醇），醇不存在不存在 （2 2） C=O是否存在是否存在存在：存在：醛醛 C-H 2820，2720 cm-1 （w） 酰胺酰胺 N-H 3500-3200 酸酸 酐酐 1810，1760 cm-1 酯酯 C-O 13001000 cm-1（s） 排除以上，则可能是酮排除以上，则可能是酮 1720-1710 cm-1不存在不存在 醚醚 无无O-H， 但但C-O 有有13001000cm-164 (4) 三键三键 2250 C N （m） 2150 C C （w） (5) 双键、芳环双键、芳环 16801500 （6）硝基？硝基？16001500 （s），）， 13901300（s）65不饱和度不饱和度 定义：定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的的“对对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为和度为1。 计算：计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N，C），），则可按下式进行不饱和度的计算：则可按下式进行不饱和度的计算： = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。分别为分子中四价，三价，一价元素数目。 作用：作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：例： C9H8O2 = （2 +2 9 8 ）/ 2 = 666试推断化合物试推断化合物C C3 3H H6 6O O的结构的结构67试推断化合物试推断化合物C C7 7H H7 7BrBr的结构的结构68试推断化合物试推断化合物C C5 5H H8 8O O2 2的结构的结构69紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱傅立叶变换红外光谱傅立叶变换红外光谱原理原理分子中价层电子跃迁分子中价层电子跃迁分子振动和转动能级跃分子振动和转动能级跃迁迁光源光源紫外：氘灯；可见：钨灯紫外：氘灯；可见：钨灯硅碳棒或高压汞灯硅碳棒或高压汞灯光学系统光学系统平面衍射光栅（样品前）平面衍射光栅（样品前）Michelson干涉仪（样干涉仪（样品后）品后）样品池样品池紫外区：石英紫外区：石英可见区：石英和玻璃可见区：石英和玻璃KBr盐窗盐窗应用应用共轭体系及芳香体系共轭体系及芳香体系未知结构官能团鉴定未知结构官能团鉴定70