红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生分子的振动能级差远大于转动能级差i分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁作用:有机化合物的结构解析的重要工具,根据有机化合物红外特征吸收频率,确定化合物结构中基团:也可依据特征峰的强度变化进行定量分析
¡ 红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 ¡ 分子的振动能级差远大于转动能级差 ¡ 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能 级跃迁 作用:有机化合物的结构解析的重要工具, 根据有机化合物红外特征吸收频率, 确定化合物结构中基团;也可依据特 征峰的强度变化进行定量分析
双原子分子的振动一.>1.双原子分子的简谐振动双原子分子A-B→近似看作谐振子两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动BA伸伸缩平衡位置平衡位置谐振子振动示意图
一.双原子分子的振动 双原子分子A-B→近似看作谐振子 两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动 1.双原子分子的简谐振动
2.振动频率根据经典力学的虎克定律:s (cm)=_| 区KDE振动2pm2pCVmk化学键的键力常数(dyn/cm),与键能和键长有关双原子的折合质量:u=mm,/ (m+mz)u--k1307ocmVu2元cVuk-----化学键的键力常数(N/cm)
2.振动频率 根据经典力学的虎克定律: k-化学键的键力常数(dyn/cm) ,与键能和键长有关; μ-双原子的折合质量: μ =m1 m2 /(m1 +m2 ) k-化学键的键力常数(N/cm)
例1:由表中查知C=C键的k=9.5~9.9(N/cm),令其为9.6,计算正已烯中C=C键伸缩振动频率,实测值为1652cm-19.6kv(cm --1) = 137013071653.212u2例2:由表中查知H-CI键的k=4.8计算波数值。正已烯中H-CI键伸缩振动频率实测值为2892.6cm-1(N/cm),实验值:2885.9cm-14.81.008×35.45v(cm)=130713072892.00.98u0.98u1.08135.45K相近:μ相同:C-CC-NC-0C-CC=CCCu增大k增大1667cm-11429cm-12222cm-11330cm-11429cm-11280cm-1v增大V减少
μ增大 v 减少 k 增大 v 增大 例1: 由表中查知 C=C 键的 k= 9.5 ~9.9 (N/cm) ,令其为9.6, 计算正 己烯中C=C键伸缩振动频率,实测值为1652 cm-1 μ 例2: 由表中查知 H-Cl 键的k = 4.8 ,计算波数值。正己烯中H-Cl键伸 缩振动频率实测值为2892.6 cm-1 (N/cm), 实验值:2885.9cm-1 C-C C=C C≡C μ相同: 1429 cm-1 1667 cm-1 2222cm-1 C-C C-N C-O 1429 cm-1 1330 cm-1 1280cm-1 k相近:
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键力常数,即取决于分子的结构特征。文(毫达因/埃)某些键的伸缩力常数键键k分子k分子H=C5.1CH,=CH,HFH-F9.7HC5.9三CH 三CHH-C1HC14.8C-C13.4CH,C1H-BrHBr4. 14.5~5.6C-CHIH-I3. 2C-C9.5~9.9H-0H,07.815~17C=CH-S4.3H,S12~13C-0H-NNH36.5C-016~18H-CCH,X4.7~5.0.化学键越强(即键的力常数k越大)原子折合质量越小,化学键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量 和键力常数,即取决于分子的结构特征。 某些键的伸缩力常数(毫达因/埃) 键 分子 k H-F HF 9.7 H-Cl HCl 4.8 H-Br HBr 4.1 H-I HI 3.2 H-O H2O 7.8 H-S H2S 4.3 H-N NH3 6.5 H-C CH3X 4.7~5. 0 化学键越强(即键的力常数k越大)原子折合质量越小,化学键 的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。 键 分子 k H=C CH2=CH2 5.1 H ≡ C CH ≡CH 5.9 C-Cl CH3Cl 3.4 C-C 4.5~5.6 C=C 9.5~9.9 C≡C 15~17 C-O 12~13 C=O 16~18