一、振动的自由度指分子独立的振动数目,或基本的振动数目①N个原子组成分子,每个原子在空间具三个自由度分子有3N个运动自由度。分子振动自由度-3N-分子(平动自由度转动自由度非线性分子:F=3N-6线性分子 :F=3N-5注:振动自由度反映吸收峰数量:并非每个振动都产生基频峰吸收峰数常少于振动自由度数16
16 ü 注: • 振动自由度反映吸收峰数量 • 并非每个振动都产生基频峰 • 吸收峰数常少于振动自由度数 一、振动的自由度 指分子独立的振动数目,或基本的振动数目 Ø N个原子组成分子,每个原子在空间具三个自由度, 分子有3N个运动自由度
示例-线性分子 CO,分子 ——纟F=3'3-5=4对称伸缩不对称伸缩面内弯曲面外弯曲v:1388cm-1Vu:2349cm-18:667cm-1y:667 cm-1弯曲振动弯曲振动对称伸缩振动反对称伸缩振动(Y-Z平面)偶极距为零(X-Y 平面)简并无红外活性T %600cm14000 cm1吸收峰数少于振动自由度的原因17发生了简并一一即振动频率相同的峰重叠红外非活性振动
17 示例ü CO2分子 ——线性分子 Ø 吸收峰数少于振动自由度的原因: • 发生了简并——即振动频率相同的峰重叠 • 红外非活性振动
示例水分子非线性分子uF=3'3-6=30OXXHHHHHHwiH3652cm~1oH3756cm-180H1595cm-1对称钟缩李曲振动不对称仲缩骨米4000cm600cm-1额率,cm~118水分子的IR图
18 示例 ü 水分子——非线性分子
The intensity of infrared absorption bands(吸收谱带的强度红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化,而偶极矩与分子结构的对称性有关。振动的对称性越高,振动中分子偶极矩变化越小,谱带强度也就越弱
The intensity of infrared absorption bands (吸收谱带的强度) 红外吸收谱带的强度取决 于分子振动时偶极矩的变化,而偶极 矩与分子结构的对称性有关。振动的 对称性越高,振动中分子偶极矩变化 越小,谱带强度也就越弱
偶极矩变化的大小与以下四个因素有关F原子的电负性。化学键两端的原子之间电负性差别越大,伸缩振动引起的红外吸收越强,故吸收峰强度为:oH>c-H>c-c;F振动方式。反对称伸缩振动>对称伸缩振动;伸缩振动>变形振动F分子的对称性。结构为中心对称的分子,若振动也以中心对称,则偶极矩变化为零,如CO2F其他因素。(氢键的形成使吸收峰变强;与极性基团共轭使吸收峰增强;费米共振)
偶极矩变化的大小与以下四个因素有关: F 原子的电负性。化学键两端的原子之间电负性差 别越大,伸缩振动引起的红外吸收越强,故吸收 峰强度为:νOH>νC-H>νC-C; F 振动方式。反对称伸缩振动>对称伸缩振动;伸缩 振动>变形振动; F 分子的对称性。结构为中心对称的分子,若振动 也以中心对称,则偶极矩变化为零,如CO2。 F 其他因素。(氢键的形成使吸收峰变强;与极性 基团共轭使吸收峰增强;费米共振)