§ 3 影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

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§ 3 影响 红外吸收光谱吸收频率的因素. 一 、电子效应. 1 、诱导效应( I 诱导). 分子中不同电负性的原子或官能团,通过静电诱导作用,使分子中电子云密度发生变化,即键的极性发生变化 ,这种效应称为诱导效应。. 由于这种诱导效应的发生,使键的力常数发生改变,应而发生化学键或官能团的特征频率发生变化。. 碳原子的杂化态不同,其电负性也不同,即 C SP >C SP2 >C SP3 ,故有. 2 、共轭效应( M 效应). 由于共轭作用使原来的双键略有伸长,力常数减少,所以振动频率降低。. ν C=O 1650 cm -1. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

一、电子效应

1 、诱导效应( I 诱导)

分子中不同电负性的原子或官能团,通过静电诱导作用,使分子中电子云密度发生变化,即键的极性发生变化 ,这种效应称为诱导效应。

§3 影响红外吸收光谱吸收频率的因素

C C C C Cl¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä ¦Ä+ -+ ++

¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä

由于这种诱导效应的发生,使键的力常数发生改变,应而发生化学键或官能团的特征频率发生变化。

Page 2: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

CRO....

XCR

O..X

£¨ XΪ F¡¢ ClµÈµç¸º ÐÔó µÄÔ ×Ó£©

C

O

HR C

O

ClR C

O

FR C

O

FF

c=o 1731 cm-1 1800 cm-1 1920 cm-1 1928 cm-1¦Í

Page 3: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

碳原子的杂化态不同,其电负性也不同,即 CSP>C

SP2>CSP3 ,故有

C

O

OCH3 CH=CH2 C

O

OCH3 C2H5

1770 cm-1 1725 cm-1¦ÍC=O

Page 4: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

2 、共轭效应( M 效应)

CH2CH=CHCH2CH2=CHCH=CH2¦Ä- ¦Ä

+

由于共轭作用使原来的双键略有伸长,力常数减少,所以振动频率降低。

C CH=CHR

O

νC=O 1650 cm-1

C CH3

O

¦ÍC=O 1680 cm-1

Page 5: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

C CH3

O

O2N νC=O 1770 cm-1

C

O

NH2 CR .. R =NH2

O-

+

νC=O 吸收峰不大于 1690 cm-1

C

O

NH2R ..

Page 6: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

二、偶极场效应( F 效应)

O

C

C CHH

O

C

C CHH

O

C

C CHH

Cl Cl

HH

Cl

HCl

H

ClCl

H H¦Ä

-

¦Ä-

¦Ä-

¦Ä-

¦Ä-

νC=O 1755cm-1 1742cm-1 1728cm-1

Page 7: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

O O

Br

Br

νC=O 1715cm-1 1728cm-1

三、空间效应

主要包括空间位阻效应、环状化合物的环张力和跨环中和等。

Page 8: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

1 、空间位阻效应 C

O

CH3

C

O

CH3

CH3

νC=O 1663 cm-1 1693 cm-1

CCH3 H

OCH3

CH3

CCH3 CH3

OCH3

CH3

νC=O 1680 cm-1 1700 cm-1

Page 9: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

2 、环张力(键角张力作用) A 、对于环外双键、环上羰基,随着环的张力增加, 其红外吸收波数也相应增加。

O O O

νC=O 1716 cm-1 1745 cm-1 1775 cm-1

环状的酸酐、内酰胺及内脂类化合物中,随着环的张力增加, σC=O 吸收峰向高波数方向移动。

Page 10: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

O

νC=O =1808 cm-1

CH2CH2CH2CH2

νC=C 1651 cm-1 1657 cm-1 1678 cm-1 1781 cm-1

CH3

CH3CH2 CH2

νC=C 1678 cm-1 1672 cm-1

Page 11: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

B 、环内双键的 νC=C 吸收位置则随环张力的增加而降低,且 νC=C-H 吸收峰移向高波数。

νC=C 1646 cm-1 1611 cm-1 1566 cm-1 1541 cm-1

μ=C-H 3017 cm-1 3045 cm-1 3060 cm-1 3076 cm-1

CH3 CH3H3C

νC=C 1641 cm-1 1685 cm-1

Page 12: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

νC=C 1568 cm-1 1566 cm-1

νC=C 1614 cm-1 1611 cm-1

Page 13: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

C 、跨环中和

OO

OCH3OCH3

CNCH3

O

+

H

ClO4-

υC=O 1675cm-1

OO

OCH3OCH3

CNCH3

OOCH3

OO

OCH3

CNCH3

O

+

-

Page 14: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

四、氢键效应 X-H·····Y

1 、分子内氢键

O

O

O

O

OH

OH

形成分子内氢键 未形成分子间氢键

νC=O (缔合) 1622 cm-1 νC=O (游离) 1676 cm-1

1672 cm-1 1673 cm-1

νO-H (缔合) 2843 cm-1 νO-H (游离) 3615~3605 cm-1

Page 15: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

CH3COCH2CO2C2H5O O

H

H3C OC2H5

νC=O 1738 cm-1 νC=O 1650 cm-1

1717 cm-1 νO-H 3000 cm-1

2 、分子间氢键

Page 16: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素
Page 17: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

五、振动偶合效应

NO O

H

νas ( C=O ) 1710cm-1 νs ( C=O ) 1700cm-1

六、费米共振效应

苯甲酰氯的 νC=O 为 1773cm-1 和 1736 cm-1

Page 18: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

七、质量效应 X-H X-D

2

)1(2

X

X

H

D

DX

HX

HX

HX

DX

DX

HX

DX

DX

HX

m

m

m

m

mm

mm

mm

mmmm

mm

2

DX

HX

Page 19: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

八、外部因素

Page 20: § 3  影响 红外吸收光谱吸收频率的因素

OC

O

CO

OHCHOC2H5

CO

OHC O

C2H5

C2H5

C

OOHC

CO

OHCÆø̬

·Ç¼«ÐÔÈܼÁ

ÒÒÃÑ

ÒÒ¼

¼îÒº

νC=O 1780cm-1 

νC=O 1760 cm-1

νC=O 1735 cm-1

νC=O 1720 cm-1

νs ( C=O ) 1400 cm-1

νas ( C=O ) 1610~1550 cm-1