волновое число [см -1 ] Инфракрасные спектры обычно снимаются в интервале частот 4000 и 400 см -1 Инфракрасные спектры обычно снимаются в интервале частот 4000 и 400 см -1 волновое число, см -1 пропускание, % «ближняя» ИК-область см -1 «дальняя» ИК-область см -1 Инфракрасная область: 4000 – 625 см -1 Инфракрасная область: 4000 – 625 см -1

Электромагнитный спектр Излучениеλ, смЕ, эв Процессы, происходящие при поглощении или излучении γ-Лучи ~ 10 7 Изменения в энергетическом состоянии ядер (спектроскопия γ-резонанса) Рентгеновские лучи ~ 10 5 Изменения в энергетическом состоянии внутренних электронов атомов (рентгеноспектроскопия) Ультрафиолетовое и видимое ~ 10Изменение энергетического состояния внешних электронов (электронная спектроскопия) Инфракрасное ~ Колебание атомов в молекуле (ИК-спектроскопия) Микроволновое ~ Колебание атомов в кристаллической решетке; изменение вращательного энергетического состояния Радиоволны> 10~ Изменение энергетического состояния спинов ядер и электронов (спектроскопия ЯМР и ЭПР) ИК-спектроскопия «видит» функциональные группы

Типы колебаний Поглощением в инфракрасной области обладают молекулы, дипольные моменты которых изменяются при возбуждении колебательных движений ядер Колебательные движения ядер, приводящие к изменению длины связи, называются валентными колебаниями ( Колебательные движения ядер, приводящие к изменению углов между связями, называются деформационными колебаниями ( ) ! Доклад!

Наиболее интенсивными являются пики, отвечающие валентным колебаниям Наиболее важные и надежно интерпретируемые характеристические полосы поглощения располагаются в коротковолновой области частот (4000 до 1500 см -1 ) Область валентных колебаний E=hν ν=1/λ h=4.136* эВ*с E=hν ν=1/λ h=4.136* эВ*с нм ? Е ? эВ 0.05 эВ частота связана с прочностью соответствующих связей Область характеристичных полос Область "отпечатков пальцев"

Важнейшие характеристические полосы поглощения Инфракрасные колебания аналитического значения Группа Частота, см -1 О-Н (п.) N-Н (ср.) С-Н (с.-ср.) S-Н~2550 (ср.-сл.) СС~2200 (сл.) NСNС2200 (ср.-сл.) С=О (с.) С=С~1650 (ср.-сл.) С-NО 2 ~1550(с.) и ~1350 (с.); ~ (ср.) С-О (с.-ср.) С-F (с.) С-Сl (с.) С-Вr (с.) С-I (с.) S=O (IV) (с.) SO 2 (VI)~1150 (с.) и ~1330 (с.) ИК-спектр антраниловой кислоты ν s,as NH 2 ν OH ν CH ν C=O ν C=C Ar ν C-О ИК-спектр (, вазелин, см -1 ): 3260, 3170 (NH 2 ), 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 Валентные колебания групп –СН 2 - и СН 3 - проявляются в виде дублетов

Все спектры взяты из базы данных Как зависит ИК-спектр от способа подготовки пробы? ! Доклад!

Алкены Для установления строения алкенов наиболее ценным является поглощение в области см -1 (неплоские деформационные колебания связи С=С-Н) Поглощение при см -1 характерно для транс-изомера Для установления строения алкенов наиболее ценным является поглощение в области см -1 (неплоские деформационные колебания связи С=С-Н) Поглощение при см -1 характерно для транс-изомера см см -1. Появляется полоса νС=С δ С=С-Н

Акины см см -1 Алкины можно легко отличить от других соединений Валентные колебания связи СС проявляются в обл см -1 ν СС ν СС-Н Обертон δ СС-Н

Ароматические углеводороды ( С-Н >3000 см см -1 С-Н < 900 см см -1 ИК-спектр этилбензола

Поглощение в области см -1 в спектрах ароматических соединений может проявиться в виде четырех полос: 1600, 1580, 1500, 1450 см -1 Что такое обертон и откуда он берется? ! Доклад! Одним из важнейших признаков присутствия ароматического кольца является наличие обертонов в области см -1

Интенсивное поглощение ниже 900 см -1, δ С-Н Ar 674 см -1 По количеству и положению полос в этой области спектра определяется тип замещения бензольного кольца Также тип замещения можно определять и по поглощению в области см -1

Гидроксилсодержащие соединения О-Н см -1 С-О-Н см см -1 С-О О-Н см -1 Свободная, неассоциированная гидроксильная группа спиртов и фенолов имеет узкую полосу поглощения в области см -1 В спектре полиассоциатов наблюдается широкая полоса в области см -1 Водородная связь

ИК-спектры в области 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. 2-метилпропанол-1 (в пленке в-ва)2-метилпропанол-1 (CCl 4 )

Простые эфиры В области 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 С=О можно делать заключение о типе карбонильного соединения: Алифатические альдегиды: см -1 Насыщенные кетоны с открытой цепью: см -1 = Карбоновые кислоты: см -1 =1500 Сложные эфиры: см -1 Галоид ангидриды: см -1 Анионы карбоновых кислот: см -1 и см -1 "Карбонильная" полоса – всегда самая интенсивная

Карбоновые кислоты (неполярный растворитель): см -1 =1500 Для жидких жидких карбоновых кислот (С=О димера): см -1 В твердом состоянии, когда ассоциация еще сильнее, полоса поглощения карбонильной группы смещена около 30 см -1 в длинноволновую область 1689 см -1 Полоса валентных колебаний карбонильной группы очень чувствительна к изменению физического состояния соединения

1743 см см -1 Для сложных эфиров поглощение карбонильной группы: при см -1 В спектрах эфиров в области см -1 появляется одна или несколько интенсивных полос, вызванных колебаниями с участием С-О-С эфирной связи, т.н. «эфирная полоса»

Галоид ангидриды: см -1 Анионы карбоновых кислот: см см -1

ИК-спектроскопия: невозможно однозначно судить о структуре вещества, можно только установить, не противоречит ли спектр предложенной структуре