如何區別苯甲酸上CO2紅外光譜中對稱與不對稱振動的區別?

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  • 2022-04-03

如何區別苯甲酸上CO2紅外光譜中對稱與不對稱振動的區別?aiya1級2018-06-09 回答

我認為,紅外光譜中,苯甲酸上的O=C-O羰基C=O的伸縮振動不分對稱、不對稱,就是伸縮振動ν(C=O)。二個原子一個化學鍵的對稱伸縮振動是紅外非活性的;反對稱伸縮振動才是紅外活性的。一般在我們看到的C=O的伸縮振動峰多指反對稱吸收峰。如果你想知道對稱振動峰型的吸收波數建議用拉曼光譜。羧酸羧基-C(=O)-O-H的=C-O-單鍵的伸縮振動,如果以羧羰基C=O為參照鍵,即當C=O伸展時C-O鍵卻在作收縮振動,並把此稱為=C-O鍵的反對稱伸縮振動;當C=O伸展時C-O鍵也在作伸展振動,並把此稱為=C-O鍵的對稱伸縮振動。我認為這樣的=C-O鍵反對稱伸縮振動頻率(波數cm^(-1))應該在=C-O鍵對稱伸縮振動頻率(波數cm^(-1))的高頻側、對稱伸縮振動在低波數側;強度,反對稱伸縮振動峰強於對稱伸縮振動峰。大致範圍應該在1260±60 反對稱;1100±50 對稱。但這樣的明確敘述沒有能夠查到,僅供你參考。【反對稱有時也說成非對稱】

與羧酸只具有一個伸縮振動ν ( C=O)峰不同,羧酸成鹽後的羧酸鹽或陰性離子-COO-具有反對稱ν as( COO)、對稱ν s( COO)兩個振動,可形成兩個紅外光譜峰,且是強峰 。

ν(C=O):

羧酸:1740~1650 cm^(-1)【下同】

酯類:~1735

酸酐:反對稱:1850~1800 ;對稱:1780~1740 只有酸酐的羰基峰為雙峰,這是鑑別酸酐的主要特徵峰。

成鹽的羧酸負離子-COO-中兩個C-O鍵相同鍵級,不再有單鍵或雙鍵之分。多電子共軛體系的兩個C-O鍵的伸縮振動顯示反對稱和對稱兩個譜帶,分別在1590±40㎝^(-1)及1400±40 ,反對稱的峰強大於對稱的;對稱的伸縮振動ν常會出現二、三個稍寬的峰。羧酸鹽不再具有OH的特徵峰。用無機酸(如鹽酸)處理羧酸鹽,用IR譜能夠檢出轉化後的羧酸。這種實驗檢測程式可以鑑定區分羧酸及其鹽。鑑別酸和醛的方法是將酸製成鹽後、酸的羰基峰消失,代之以羧酸鹽負離子的兩個新峰出現。

以下是額外的擴充套件解釋:

1) 伸縮振動ν (O=C-O), 其中包括IR最重要的羰基C=O峰。它被最多研究,變化規律明確。伸縮振動ν(C=O)峰形稍寬,強度數—數二(伸縮振動ν( C-O)峰最強)。酸酐雙羰基振動偶合生雙峰,相隔 60~80cm^(-1)【波數cm^(-1),下同】。開鏈酐約1830峰強強於1760峰,環酐低波數峰稍強,且隨環張力增而ν(C=O)波數升。共軛可使峰位降20cm^(-1)多。與羧酸只有一個ν(C=O)峰不同,羧酸鹽的或陰性離子的不對稱、對稱ν(C=O)可形成兩個峰。酯類羰基中,甲酸酯類、乙酸酯類、丙酸酯類、丁酸酯及更長鏈的酸酯的ν(C=O)多在1750~1720。丙烯酸酯類、反丁烯二酸酯、順丁烯二酸酯、苯甲酸酯及鄰苯二甲酸酯的ν(C=O)由於C=C的共軛而降低。酐、酯都另有=C-O-C峰而佐證其為酐、酯,且不同酸酯類的甲、乙、丙酸酯的ν(=C-O-C)峰位各異而可被區別。另外一些酯類的ν(C=O)是:β-酮酯類1735±5;β-烯醇型酯1650±(伴ν(C=C)1630,強);α-酮酯,1748±8;羧酸烯醇酯COO-C=C,1775±20;羧酸苯基酯1670±20或更高,伴ν(=C-O-C) 1200±10。

羧基RCOOH

羧酸既有羥基又有羰基,故其具有兩都特徵基團振動特徵峰的總和。關且羧基既是強供電子體又是強受電子體,分子間氫鍵效應極強,故其新增了分子間氫鍵特徵峰:在固態或液態下,羧基幾乎全部以二締合八元環狀形式存在。氣體或稀溶液可觀測到羧酸單體的存在。Ar-COOH中,ν(C=O):二締合體,1710~1670(s強);分子內氫鍵:1670~1650(s) (須能構成分子內氫鍵結構特徵)。

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