Document 4981200

Инфракрасная область:
4000 – 625 см-1
пропускание, %
Инфракрасные
спектры обычно
снимаются в интервале
частот
4000 и 400 см-1
«ближняя» ИК-область 12500 - 4000 см-1
«дальняя» ИК-область 625 - 50 см-1
n = 1/ l
волновое число, см-1
волновое число [см-1]
Электромагнитный спектр
Излучение
λ, см
Е, эв
Процессы, происходящие при поглощении или
излучении
γ-Лучи
10-11- 10-8
~ 107
Изменения в энергетическом состоянии ядер
(спектроскопия γ-резонанса)
Рентгеновские лучи
10-8- 10-6
~ 105
Изменения в энергетическом состоянии внутренних
электронов атомов (рентгеноспектроскопия)
Ультрафиолетовое и видимое
10-6- 10-4
~ 10
Изменение энергетического состояния внешних
электронов (электронная спектроскопия)
Инфракрасное
10-4- 10-2
~ 10-1
Колебание атомов в молекуле (ИК-спектроскопия)
Микроволновое
10-1- 10
~ 10-3
Колебание атомов в кристаллической решетке;
изменение вращательного энергетического состояния
Радиоволны
> 10
~ 10-6
Изменение энергетического состояния спинов ядер и
электронов (спектроскопия ЯМР и ЭПР)
ИК-спектроскопия «видит» функциональные группы
Типы колебаний
Колебательные движения ядер,
приводящие к изменению длины связи,
называются валентными колебаниями (n)
Колебательные движения ядер,
приводящие к изменению углов между
связями, называются деформационными
! Доклад!
колебаниями (d)
Поглощением в инфракрасной области обладают
молекулы, дипольные моменты которых изменяются
при возбуждении колебательных движений ядер
частота связана с прочностью
соответствующих связей
Область характеристичных полос
Область "отпечатков пальцев"
Область валентных колебаний
нм ? 250
Е ? 0.5 эВ
E=hν
ν=1/λ
h=4.136*10-15 эВ*с
2500
0.05 эВ
Важнейшие характеристические полосы поглощения
Инфракрасные колебания аналитического значения
Группа
Частота, см-1
О-Н
3650-3200 (п.)
N-Н
3500-2900 (ср.)
С-Н
3500-2700 (с.-ср.)
S-Н
~2550 (ср.-сл.)
С≡С
~2200 (сл.)
N≡С
2200 (ср.-сл.)
С=О
1850-1650 (с.)
С=С
~1650 (ср.-сл.)
С-NО2
~1550(с.) и ~1350 (с.);
~900-850 (ср.)
С-О-
1300-1000 (с.-ср.)
С-F
1400-1000 (с.)
С-Сl
800-600 (с.)
С-Вr
650-500 (с.)
С-I
600-500 (с.)
S=O (IV)
1070-1030 (с.)
SO2 (VI)
~1150 (с.) и ~1330 (с.)
ИК-спектр антраниловой кислоты
ν OH ν CH
νs,as NH2
ν C=CAr
ν C=O
ν C-О
ИК-спектр (n, вазелин, см-1): 3260, 3170 (NH2),
3000 ш (ОН), 1710 (С=О), 1650, 1600 (С=С),
1150 (С-О)
IR (KBr): 3260, 3170, 3000, 1710, 1650,
1600, 1150 cm-1
Важнейшие характеристические полосы поглощения в
области основных частот колебаний органических молекул
Углеводороды. Алканы
Алканы и циклоалканы обнаруживают валентные колебания С-Н связи с
частотами ниже 3000 см-1
H
H
H
H
H
2962 см-1
H
C
H
H
H
H
2926 см
-1
H
-1
C
C
H
H
H
C
H
1465-1460 см
2872 см-1
2853 см
валентные колебания
антисимметричные
симметричные
Валентные колебания групп –СН2и СН3- проявляются в виде
дублетов
C
метиленовые
ножничные
колебания
H
C
H
H
-1
H
C
H
1380 см-1
метильные деформационные
симметричные колебания
Все спектры взяты из базы данных http://sdbs.db.aist.go.jp/
Как зависит ИК-спектр от способа подготовки пробы?
! Доклад!
Алкены
165020 см-1.
30103095 см-1
Появляется полоса νС=С
δ С=С-Н
Для установления строения алкенов наиболее ценным является
поглощение в области 1000-800 см-1(неплоские деформационные колебания связи
С=С-Н)
Поглощение при 970-965 см-1 характерно для транс-изомера
Акины
2300-2100 см-1
3300 см-1
Алкины можно легко отличить от
других соединений
Валентные колебания связи С≡С
проявляются в обл. 2100-2300 см-1
ν С≡С
ν С≡С-Н
Обертон δ С≡С-Н
Ароматические углеводороды
1600-1500см-1
(n С-Н >3000 см-1
ИК-спектр этилбензола
dС-Н< 900 см-1
2000-1600 см-1
Поглощение в области 16001500 см-1в спектрах
ароматических соединений
может проявиться в виде
четырех полос:
1600, 1580, 1500, 1450 см-1
Одним из важнейших признаков
присутствия ароматического кольца
является наичие обертонов в
области 2000-1600 см-1
Что такое обертон и откуда он берется?
! Доклад!
H
H
674 см-1
Интенсивное поглощение ниже 900 см-1, δ С-Н Ar
По количеству и положению
полос в этой области спектра
определяется тип замещения
бензольного кольца
Также тип замещения можно
определять и по
поглощению в области
2000-1600 см-1
Гидроксилсодержащие соединения
nО-Н 3600-3000 см-1
Водородная связь
С-О
1200-1000см-1
Свободная, неассоциированная гидроксильная группа
спиртов и фенолов имеет узкую полосу поглощения в
области 3670-3580 см-1
С-О-Н 1400-1000 см-1
О-Н 1400-1250 см-1
В спектре полиассоциатов наблюдается широкая полоса в области 3400-3200 см-1
2-метилпропанол-1 (в пленке в-ва)
2-метилпропанол-1 (CCl4)
ИК-спектры в области 3600-3000 см-1 дают возможность исследовать водородные связи в
органических соединениях. Исследование зависимости положения и интенсивности полос
поглощения в этой области от концентрации гидроксилсодержащего соединения
позволяет определить характер водородной связи.
Простые эфиры
В области 1200-1000 см-1 у простых эфиров появляется интенсивная полоса
поглощения, связанная с участием в колебании полярной связи С-О-С
"Эфирная полоса"
Почему эта полоса интенсивна?
Карбонильные и карбоксильные соединения
Данное поглощение обусловлено
характеристическими колебаниями с
участием группы С=О
По положению полосы
поглощения nС=О можно
делать заключение о типе
карбонильного соединения:
Алифатические альдегиды: 1740-1720 см-1
Насыщенные кетоны с открытой цепью:1725-1705 см-1 = 300-600
Карбоновые кислоты: 1790-1770 см-1 =1500
Сложные эфиры: 1750-1735 см-1
Галоид ангидриды: 1815-1770 см-1
Анионы карбоновых кислот:1680-1610 см-1 и 1400-1300 см-1
"Карбонильная"
полоса – всегда
самая
интенсивная
Карбоновые кислоты
(неполярный растворитель):
1790-1770 см-1 =1500
1689 см-1
Для жидких жидких карбоновых
кислот (С=О димера):
1720-1700 см-1
В твердом состоянии, когда
ассоциация еще сильнее,
полоса поглощения
карбонильной группы
смещена около 30 см-1 в
длинноволновую область
Полоса валентных колебаний карбонильной группы очень чувствительна к
изменению физического состояния соединения
1743 см-1
1229 см-1
Для сложных эфиров поглощение карбонильной группы: при 1750-1735 см-1
В спектрах эфиров в области 1300-1050 см-1появляется одна или несколько
интенсивных полос, вызванных колебаниями с участием С-О-С эфирной связи, т.н.
«эфирная полоса»
Галоид ангидриды:
1815-1770 см-1
Анионы карбоновых
кислот:
1680-1610 см-1
1400-1300 см-1
ИК-спетросопия: невозможно однозначно
судить о структуре вещества, можно только
установить, не противоречит ли спектр
предложенной структуре