红光谱与分子结构的关系－特征吸收频率
红光谱与分子结构的关系－特征吸收频率
1、特征吸收频率
分子的特征振动频率与键的力常数有关，与结构中化学键的电子分布相似，因而在类似环境中键的力常数相等。在不同或同一分子的相同化学键的力常数在类似环境中有一定的数值。因而不同化合物的同一基团的某种形式的振动频率总是出现在某一范围之内，具有一定的特征性。这种以比较高的强度在对于某一基团呈特征的范围内出现并可供鉴定该基团的吸收谱带叫基团的特征频率。大量实验证明了许多基团或化学键与其频率对应关系在4000－32500px－1区域内能明确地体现出来。此区域称为基团特征频率区。
2、谱带的位置、相对强度和形状
红外光谱吸收带的位置、相对强度和形状是定性与定量分析的依据。
谱带的位置所在，可作为指示一定基团存在的依据。某一基团的特征频率又取决于原子的质量、化学键的力常数以及原子的几何排列。原子质量越小，伸缩振动频率愈高；反之，伸缩振动频率愈低。如：
υC－H 2800～3100 cm－1
υC－C 1000 cm－1
υC－Cl 635～750 cm－1
υC－I 500 cm－1
对于C－C、C＝C、C≡C键，原子量虽相同，但化学键强度不同。化学键愈强，其力常数愈大，振动能级间距愈大，分子从基态跃迁到第一激发态所需能量亦愈大，振动频率愈高，吸收峰往高波数递增：
化学键强度： C－C ＜ C＝C ＜ C≡C
力常数： kC－C ＜ kC＝C ＜ kC≡C
吸收峰位置： 1000 1640～1660 2000～2300
3、根据决定基团频率的规律，把红外光谱的基团频率区分为以下四个范围：
（1）X－H伸缩振动区（X＝O、N、C、S、P等）：3600～2500 cm－1
（2）叁键和叠集双键（C≡X，X＝C或N）：2400～2100 cm－1
（3）双键伸缩振动范围（C＝X，X＝C、N或O）：1900～1580 cm－1
（4）骨架振动及指纹区：1500～400 cm－1
4、影响红外光谱特征谱带的因素：
分子内部结构的因素：如诱导效应、共轭效应、偶极场效应、键角效应、共轭的立体阻碍、耦合效应以及费米共振等。
外部因素的影响：如态效应、溶剂效应和氢键效应等。
