红外光谱分析解析与激光拉曼光谱分析解析.ppt

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1、红外光谱分析与激光拉曼光谱分析一红外光谱分析概述红外光区的划分红外吸收产生的原理红外分析方法5红外图谱解析6基团特征频率典型红外图谱8红外分析的步骤1概述（1）红外－拉曼红外光谱属于分子振动光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并使得这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波长关系的曲线，即为红外光谱，所以又称之为红外吸收光谱。红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（μm）和波数1/λ单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。1概述（2）红外－拉曼红外光谱英文为InfraredSpectrometry(IR)

2、样品吸收红外辐射的主要原因是：分子中的化学键因此,IR可用于鉴别化合物中的化学键类型，可对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质，也适用于非晶质物质。2红外光区的划分（1）红外－拉曼红外光区介于可见光与微波之间，波长范围约为0.76-1000μm，为了便于描述，引入一个新的概念——波数。波数：，波长的倒数，每厘米的波长个数，单位cm－1＝1/（cm）＝104/（m）2红外光区的划分（2）红外－拉曼近红外：0.76―2.5μ，13158―4000cm-1主要为OH，NH，CH的倍频吸收中红外：2.5―25μ，4000―400cm-1主要为分子振动，伴随振动吸收远

3、红外：25―1000μ，400―10cm-1主要为分子的转动吸收其中，中红外区是研究的最多、最深的区域，一般所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。3红外吸收产生的原理（1）红外－拉曼红外光的能量：与一般的电磁波一样，红外光亦具有波粒二像性：既是一种振动波，又是一种高速运动的粒子流。其波长表示为波数的形式＝1/（cm）＝104/（m）所具有的能量为：E＝hc/＝hc红外光所具有的能量正好相当于分子（化学键）的不同能量状态之间的能量差异。因此才会发生对红外光的吸收效应。3红外吸收产生的原理（2）红外－拉曼3红外吸收产生的原理（3）红外－拉曼分子的振动所需

4、的能量远大于分子的转动所需的能量，因此对应的红外吸收频率也有差异：远红外区：波长长，能量低，对应分子的转动吸收中红外区：波长短，能量高，对应分子的振动吸收近红外区：能量更高，对应分子的倍频吸收（从基态－－第二或第三振动态）分子振动的类型双原子分子伸缩振动3红外吸收产生的原理（4）红外－拉曼分子振动的类型A）伸缩振动分子沿成键的键轴方向振动，键的长度发生伸、缩变化。分对称伸缩s和不对称伸缩sa。3红外吸收产生的原理（5）红外－拉曼一些化学键的伸缩振动对应的红外波数键分子波数cm－1H-FHF3958H-ClHCl2885H-BrHBr2559H-OH2O(结构水)（

5、羟基）3640H-OH2O(结晶水)3200-3250C-C单键1195双键1685三键20703红外吸收产生的原理（6）红外－拉曼B）弯曲振动亦称变形振动。记为。3红外吸收产生的原理（7）红外－拉曼一些化学键的弯曲振动对应的红外波数键波数cm－1XOH1200－600H2O1650－1600NO3900－800CO3900－700BO3800－600SO4680－580SiO4560－420例：水分子的红外吸收例2：CO2分子的红外吸收3红外吸收产生的原理（8）红外－拉曼红外吸收产生的条件：（A)振动的频率与红外光波段的某频率相等。即分子吸收了这一波段的光，可以把

6、自身的能级从基态提高到某一激发态。这是产生红外吸收的必要条件。3红外吸收产生的原理（8）红外－拉曼红外吸收产生的条件：（B）偶极矩的变化：分子在振动过程中，由于键长和键角的变化，而引起分子的偶极矩的变化，结果产生交变的电场，这个交变电场会与红外光的电磁辐射相互作用，从而产生红外吸收。而多数非极性的双原子分子（H2,N2,O2)，虽然也会振动，但振动中没有偶极矩的变化，因此不产生交变电场，不会与红外光发生作用，不吸收红外辐射。称之为非红外活性。4红外分析方法（1）红外－拉曼红外辐射光源：a）能斯特灯：氧化锆、氧化钍、氧化钇的混和物b）硅碳棒：由合成的SiC加压而成c）氧

7、化铝棒：中间放置铂－铑加热丝的氧化铝管棒辐射源在加热1500－2000k时，会发射出红外辐射光。4红外分析方法（2）红外－拉曼从光源发射的红外辐射，被均分为两路，一路通过标准参比物质（无明显红外吸收），一路通过试样。当两路光的某一波数到达检测器的强度有差异时，即说明试样吸收了某一波数的红外光。4红外分析方法（3）红外－拉曼4红外分析方法（4）红外－拉曼样品的制备：a）粉末法样品：样品研磨成2微米左右，使之悬浮于容易挥发的液体中，把含有试样的悬浮液涂成层状，待溶剂挥发后，即形成薄层状的样品。4红外分析方法（5）红外－拉曼样品的制备：b）压片法（固体样品