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1,、本章重點是紅外光譜圖的理解分析,， 2、在學習紅外光譜之前,，首先應理解分子的振動能級和振動形式,，掌握不同振動形式的微觀運動狀態(tài)， 3,、掌握紅外光譜圖產生的條件和影響譜圖上吸收峰位置和強度的影響因素,，這是本章的重點， 4,、通過做題記憶不同有機化合物的紅外光譜特征吸收峰及不同種有機物的特征峰的特點,，以便在譜圖解析時能加以區(qū)別，這是本章的核心,， 5,、理解并掌握紅外譜圖上的特征區(qū)和指紋區(qū)的特點及分區(qū)，同時了解紅外光譜儀的不同發(fā)展階段和各階段不同儀器的特點及原理,。 1,、紅外吸收光譜法(infrared absorption spectroscopy,IR)：是以連續(xù)波長的中紅外光為光源照射樣品，引起分子振動能級之間的躍遷,，而產生紅外吸收光譜,，根據化合物的紅外吸收光譜進行定性、定量及結構分析的方法,。是物質分子吸收紅外線得到的分子光譜，簡稱紅外光譜,。3,、基頻峰(fundamental band)：分子吸收一定頻率的紅外輻射，由基態(tài)（V=0）躍遷至第一激發(fā)態(tài)（V=1）時產生的吸收峰,。由于ΔV=1,，此時νL=ν,。//注：由于躍遷幾率大,，峰強度較大,，峰位置的規(guī)律性較強，一般為特征峰由基態(tài)直接躍遷至第二激發(fā)態(tài),、第三激發(fā)態(tài)所產生的吸收峰分別稱為二倍頻峰、三倍頻峰,。我們總稱這些吸收峰為倍頻峰,。除倍頻峰職位,，有些弱峰還由兩個或多個基頻峰頻率的和或差產生,，ν1+ν2…峰稱為合頻峰，ν1-ν2…峰稱為差頻峰,。//注：倍頻峰,、合頻峰和差頻峰統(tǒng)稱為泛頻峰。泛頻峰多為弱峰,，其使得紅外光譜變得復雜,，但增加了特征性7、特征峰(characteristic band)：是指用于鑒別化學鍵或基團存在的吸收峰,，也稱特征頻率,。 | | | | | infrared absorption spectroscopy | | | | | | |
用途：紅外光譜法主要是利用紅外光譜吸收峰的位置、強度及形狀來判斷化合物的類別,、基團的種類,、取代類型、結構異構及氫鍵等,，從而推斷化合物的結構,，同時也可用于化合物的定量分析。（2）彎曲振動：多原子分子的振動較復雜,，包括伸縮振動和彎曲振動 ③變形振動：鍵角發(fā)生規(guī)律性變化的振動（1）簡并：振動頻率完全相同的吸收峰在紅外光譜中重疊（2）非紅外活性振動：當振動過程中分子的瞬間偶極矩不發(fā)生變化時,，不產生紅外光的吸收,。（1）紅外輻射的能量必須與分子的振動能級差相等,，即分子（或基團）的振動頻率與振動量子數之差的乘積等于紅外輻射的照射頻率,；（2）分子振動過程中其偶極矩必須發(fā)生變化。（1）誘導效應：吸電子基使吸收峰向高頻方向移動,，（2）共軛效應：共軛效應使得吸收峰向低頻方向移動，//注：同時存在誘導效應和共軛效應的化合物,，吸收峰位置由占主導地位的影響因素決定（4）環(huán)張力效應：因環(huán)張力影響,，環(huán)狀化合物的吸收頻率比同碳鏈狀化合物的吸收頻率高。（5）互變異構效應：分子存在互變異構現象時,，其紅外吸收光譜上能觀察到各種異構體的吸收峰且峰位也將發(fā)生移動,。（6）氫鍵效應：含氫鍵的伸縮振動頻率將向低頻方向移動且峰變寬、變強,，是由頻率相近的泛頻峰與基頻峰的相互作用而產生的,，結果使泛頻峰的強度增加或發(fā)生分裂，指分子中兩個或兩個以上相同的基團靠得很近時,，相同基團之間發(fā)生偶合,，使其相應特征吸收峰發(fā)生分裂。（1）物態(tài)效應：通常固態(tài)樣品的紅外吸收光譜用于定性鑒別或結構分析更可靠,，（2）溶劑效應：極性增大,，伸縮振動頻率降低，峰強增加,。7,、紅外吸收光譜中，特征區(qū)和指紋區(qū)的位置,、特點及各自作用：（1）特征區(qū)（4000~1300cm-1）吸收峰稀疏,，易辨認，每一個吸收峰都和一定的基團相對應,，一般可用于鑒定基團的存在,。通過在特征區(qū)查找特征峰的存在與否，確定或否定基團或化學鍵的存在,，以確定化合物的類別,。指紋區(qū)的特征性強,，可用于區(qū)別不同化合物結構上的微小差異。吸收峰強度和位置相似,，相互干擾較大,，再加上各種彎曲振動的能級差較小，因此該區(qū)域的吸收峰密集,，復雜多變，不易辨認,。通過指紋區(qū)查找相關吸收峰,， 以進一步佐證特征區(qū)確定的基團或化學鍵的存在，同時還可以確定化合物的細微結構,。特征峰：ν=C-H（3100~3000cm-1）、νC=C（~1650cm-1）,、γ=C-H（1010~650cm-1）①νas=CH23095~3075cm-1是烯烴的重要特征峰之一,，③γ=C-H是烯烴最特征的吸收峰,，其位置主要取決于雙鍵上的取代類型,；特征峰：ν=CH（3100~3000cm-1）、νC=C（1650~1430cm-1）,、γ=C-H（910~665cm-1）②νC=C是芳環(huán)的骨架振動，在1650~1450cm-1范圍內出現多個吸收峰,，是鑒別芳環(huán)有無的重要特征,，③γ=C-H反應苯環(huán)被取代后剩余相鄰質子振動偶合的情況；在1870~1540cm-1范圍內出現相對穩(wěn)定,，強度大的吸收峰,，νC=O是紅外吸收光譜上最易識別的吸收峰。9,、紅外吸收光譜儀的基本結構：（與光度計基本一致）10,、紅外光譜儀發(fā)展的階段及光柵型紅外光譜儀、FTIR的特點：第一代：使用棱鏡作色散元件,，因易吸潮損壞,、分辨率低等缺點而被淘汰，特點：分辨能力遠超棱鏡式光譜儀,，價格便宜，對外圍環(huán)境要求低等,，但其掃描速度慢,，靈敏度較低，無法實現色譜-紅外光譜聯用特點：分辨率高,、靈敏度高,，測定的光譜范圍寬，掃描速度快,。主要部件：光源,、干涉儀,、檢測器、計算機和記錄系統(tǒng)組成,。原理：FTIR儀是通過測量干涉圖和對干涉圖進行快速傅里葉變換的方法得到IR譜圖,。由光源發(fā)射出紅外光經準直系統(tǒng)變?yōu)橐皇叫泄夂筮M入干涉系統(tǒng)，經干涉儀調制得到一束干涉光,，隨后通過樣品成為帶有樣品信息的干涉光到達檢測器,，檢測器將干涉訊號變?yōu)殡娪嵦?/span>，將電訊號通過數/模轉換器送入計算機,，由計算機進行傅里葉變換,，將這一干涉信號所帶有的光譜信息轉換成波數為橫坐標的紅外光譜圖，再通過數/模轉換器送入測繪儀得到紅外光譜圖,。（1）分辨率：指在某波數或波長處恰能分開兩個吸收峰的相對波數差或相對波長差，通常多用波數差表示,，（2）波數準確度：指儀器對某吸收峰測得波數與該吸收峰文獻值之差,，（3）波數重復性：指多次重復測量同一樣品同一吸收峰的最大值和最小值之差。（2）樣品不含水分,，否則將干擾羥基峰的觀察,，并影響高波數區(qū)吸收峰的判定，1,、本章對大部分學校而言的重點是紅外光譜圖的識別與解析,，且不會單獨命題，而是放在綜合譜圖解析中,，讓考生結合四大譜圖（紫外,、紅外、核磁和質譜）推斷有機化合物可能的結構,，因此紅外光譜的特征峰數據是本章的難點和重點,。 2、當然也有部分學校不考解譜題,，那本章可能會以判斷,、簡答的形式命題，這樣的命題思路就是對比紅外光譜與其他光譜的特點,、原理等方面的內容,。
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