(三)分子中基团的基本振动形式 例1C02分子 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 弯曲振动 弯曲振动 偶极距为零 (X-Y平面)简并 (Y-z平面) 无红外活性 4000cm1 600cm-1 例2水分子 、0、、A 反对称伸缩振动对称伸缩振动 弯曲振动 4000cm1 600cm1
例2水分子 (三)分子中基团的基本振动形式 例1CO2分子
二、红外常用术语 (1)峰位:化学键的力常数K越大,原子折合质量越小,键的振 动频率越大,吸收峰将出现在高波数区(短波长区);反之,出 现在低波数区(高波长区) (2)峰数与分子自由度有关.一个有个原子组成的分子其分子 的基本振动(简正振动)数为3加-一6,直线型分子为3一5,一般 观察到的振动要少于简正振动,原因是: a分子的对称性,无瞬间偶基距变化时,无红外吸收; b两个或多个振动的能量相同时,产生简并。 c吸收峰强度太弱 d仪器测量波长范围窄
二、红外常用术语 (1)峰位:化学键的力常数K越大,原子折合质量越小,键的振 动频率越大,吸收峰将出现在高波数区(短波长区);反之,出 现在低波数区(高波长区) (2)峰数与分子自由度有关.一个有n个原子组成的分子其分子 的基本振动(简正振动)数为3n-6,直线型分子为3n-5,一般 观察到的振动要少于简正振动,原因是: a分子的对称性,无瞬间偶基距变化时,无红外吸收; b两个或多个振动的能量相同时,产生简并。 c吸收峰强度太弱 d仪器测量波长范围窄
二、红外常用术语 (3)峰强: ◆ 红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化值的平方成正比,因此 振动时瞬间偶极距变化越大,吸收峰越强;而偶极矩由于分子结构 的对称性有关,振动的对称性越高,偶极矩变化就越小,谱带强度 就越弱。因此键两端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越 强; ◆问题:C=0强;C-C弱;为什么? ◆吸收峰强度→跃迁几率→偶极矩变化 ◆吸收峰强度c偶极矩的平方 ◆偶极矩变化—结构对称性, ◆对称性差→偶极矩变化大→吸收峰强度大 ◆符号:s(强);m(中);㎡(弱) ◆红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2~3个数量级
(3)峰强: 红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化值的平方成正比,因此 振动时瞬间偶极距变化越大,吸收峰越强;而偶极矩由于分子结构 的对称性有关,振动的对称性越高,偶极矩变化就越小,谱带强度 就越弱。因此键两端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越 强; 问题:C=O 强;C=C 弱;为什么? 吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化 吸收峰强度 偶极矩的平方 偶极矩变化——结构对称性; 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号:s(强);m(中);w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2~3个数量级 二、红外常用术语
二、红外常用术语 基频、倍频、振动的耦合 (4)由基态跃迁到第一激发态,产生一个强的吸收峰,基频峰; 基频峰的峰位等于分子的振动频率 基频峰强度大一红外主要吸收峰 (5)由基态直接跃迁到第二、第三..激发态,产生一个弱的吸 收峰,倍频峰; (6)振动的耦合:两个基团相邻且振动基频相差不大时,会产生 振动耦合,发生峰的裂分,偏离基频,一个移向高频,一个移向 低频。 费米共振:当倍频或组合频与某基频相近时,由于其相互作用而 产生的吸收带或发生的峰的裂分现象,称为费米共振
基频、倍频、振动的耦合 (4)由基态跃迁到第一激发态,产生一个强的吸收峰,基频峰; 基频峰的峰位等于分子的振动频率 基频峰强度大——红外主要吸收峰 (5)由基态直接跃迁到第二、第三…激发态,产生一个弱的吸 收峰,倍频峰; (6)振动的耦合:两个基团相邻且振动基频相差不大时,会产生 振动耦合,发生峰的裂分,偏离基频,一个移向高频,一个移向 低频。 费米共振:当倍频或组合频与某基频相近时,由于其相互作用而 产生的吸收带或发生的峰的裂分现象,称为费米共振。 二、红外常用术语
振动的耦合 酸酐双吸收峰:1820~1750cm1, ◆线性酸酐:两吸收峰高度两个羰基振动偶合裂分接近,高波数峰 稍强 环形结构:低波数峰强 1/m 2.5 6 7 10 % 60 20 400036002800200018001600140012001000 300700 /cm 图2-30丙酸酐的红外光谱 1一C一0伸展振动耦合峰,高频峰比低频峰强:2一和C一0邻接的 CH,剪式摄动:3一C一O一C伸展摄动
酸酐双吸收峰:1820~1750 cm-1 , 线性酸酐:两吸收峰高度两个羰基振动偶合裂分接近,高波数峰 稍强; 环形结构:低波数峰强 振动的耦合