当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率 > 分子结构和红外光谱的特征频率
同学们好
这次课我们讲一下分子结构
与红外光谱特征的吸收频率
分子的振动频率
决定分子基团吸收红外光的频率
即红外吸收位置
我们以双原子分子为例
以连接两个小球的弹簧
模拟质量为m₁
和m₂的两个原子的化学键的振动
根据Hoocke定律
可推出振动频率的这个公式
式中c为光速
k为化学键力常数
μ为原子折合质量
由公式可以看出
红外光谱中吸收峰的位置
与原子的质量和化学键强度有关
由表中可以看出
化学键力常数随键的极性增加而增加
随键级的增加而增加
由红外光谱图能得到哪些结构信息呢
吸收峰的位置
吸收峰的强度
很强吸收带vs
强吸收带s
中强吸收带m
弱吸收带w
吸收峰的形状
比如尖峰 宽峰和肩峰
红外光谱中官能团的特征吸收频率
官能团的特征吸收频率分为两个区
官能团区4000到1500
和指纹区1500到400
官能团区包括含氢化学键区
叁键和双键区
指纹区主要是指各种单键的伸缩振动
以及含氢基团的弯曲振动
我们看看含氢化学键区的
羟基伸缩振动
吸收在3200到3650范围
游离羟基的吸收在较高波数
峰形尖锐
当缔合形成以氢键相连的多聚体时
键力常数下降
吸收位置移向较低波数
峰形宽而钝
我们看看叁键
和累积双键的伸缩振动区
在2500到2000的范围
如1-戊炔
它的碳碳叁键的伸缩振动吸收峰为
2130
双键的伸缩振动区在2000到1500
这个区域是红外谱中很重要的区域
环己酮的红外光谱
碳氧双键的吸收峰为1712
吸收峰很强
我们再看1-丁烯和邻二甲苯中
碳碳双键的
伸缩振动吸收频率的差异
1-丁烯
伸缩振动吸收峰为1640
邻二甲苯的
碳碳双键吸收峰为1612
影响基团吸收频率位移的因素有哪些呢
影响基团吸收频率位移的因素
有内部因素和外部因素
内部因素有电子效应和氢键效应
电子效应指的是诱导效应和共轭效应
诱导效应是由于键的极性不同
而引起化学键力常数的变化
共轭效应是由于电子的离域作用
使键长平均化
单键力常数增加
双键力常数减小
氢键效应是由于氢键的形成
使参与形成氢键的原化学键的键力常数降低
吸收频率向低波数方向位移
我们看
羰基邻位连有电负性大的原子
或吸电子基团时
由于诱导效应使特征频率升高
共轭效应 酮 α, β- 不饱和酮
羰基与苯环相连的
芳香族酮的羰基伸缩振动吸收峰
逐渐降低
原因是羰基与碳碳双键的共轭
减小了双键的键级
使其双键性降低
振动频率降低
那我们再看氢键效应
氢键的形成使吸收频率低波数方向移动
但振动时偶极矩的变化加大
吸收强度增加
吸收峰愈向下降
影响基团吸收频率的外部因素
有物理状态的影响
同一样品的不同聚集状态
它的光谱有很大的差异
如丙酮在气态的伸缩振动频率大于液态
这是因为气液和固分子间相互作用是不同的
溶剂的影响
极性基团伸缩振动频率
随溶剂的极性增大而向低波数移动
如羧酸中羰基在乙醇中的振动频率
明显低于在四氯化碳中的振动频率
晶态 晶型和晶粒大小的影响
长链的烃面内摇摆振动
液体时在约720有一个峰
晶态时裂分为双峰
晶态聚乙烯中就可以看到约
720的双峰
另外晶粒越大
基线越高
通常要求粒度大小必须小于测定波长
所以研磨固体样品时
样品的粒度要小于2微米
同学们应该明白用压片法制样时
为什么把固体样品
研磨成两微米以下粉末的原因了
这节课我们就上到这
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
-有机化学下