红外吸收光谱峰位的影响因素

光谱峰位的影响因素

分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。影响因素有： 1. 化学键的强度

一般地说化学键越强，则力常数K越大，红外吸收频率 ? 越大。如碳碳三键，双键和单键的伸缩振动吸收频率随键强度的减弱而减小。

伸缩振动频率 (cm?1) 2150 1715 1200 2. 诱导效应

诱导效应可以改变吸收频率。如羰基连有拉电子基团可增强碳氧双键，加大C=O键的力常数K，使C=O吸收向高频方向移动。

C=O 伸缩振动频率（cm?1 ） 1715 1815 ~ 1785

3. 共轭效应

共轭效应常使C?O双键的极性增强，双键性降低，减弱键的强度使吸收向低频方向移动。例如羰基与α、β不饱和双键共轭，从而削弱了碳氧双键，使羰基伸缩振动吸收频率向低波数位移。

C=O伸缩振动频率（cm?1） 1715 1685 ~ 1670

4. 成键碳原子的杂化状态

一般化学键的原子轨道s成分越多，化学键力常数K越大，吸收频率越高。

sp sp2 sp3

C?H伸缩振动频率（cm?1） 3300 3100 2900

5. 键张力的影响

主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或环上基团的振动频率发生变化。具体变化在不同体系也有不同。 例如： 环丙烷的C-H伸缩频率在3030 cm-1，而开链烷烃的C-H伸缩频率在3000 cm-1以下。

6．氢键的影响

氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。游离羧酸的C=O键频率出现在1760 cm-1 左右，在固体或液体中，由于羧酸形成二聚体， C=O键频率出现在1700 cm-1 。 分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。

例如：乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是3640 cm-1，而其缔合物的振动频率是3350 cm-1。形成氢键还使伸缩振动谱带变宽。 7. 振动的耦合

若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高频和低频一侧各出现一个谱带。例如乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂为1818和1750 cm-1。(预期如果没有耦合其羰基振动将出现在约1760 cm-1)。弯曲振动也能发生耦合。

8. 物态变化的影响

通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态较低。如丙酮vC=O(气)＝1738 cm-1， vC=O(液)＝1715 cm-1。溶剂也会影响吸收频率。

七. 定量分析

定量依据是Lambert-Beer定律:吸光度(A)

A=ε*C * L

其中： ε为摩尔吸光系数，A= -lgT = -lg(It/Io)= lg(Io/It)

定量时吸光度的测定常用基线法。如图所示，图中I 与I0之比就是透射比。

思考:如何按图从坐标T%计算A? 如何做标准曲线?

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