现代仪器分析红外光谱分析与新技术讲稿

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1、现代仪器分析红外光谱分析与新技术讲稿第三章红外光谱分析与新技术1概述①红外吸收光谱又称分子振转光谱，反映出分子中原子间的振动，如角振动，红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，记录样品吸收曲线的一种光学分析法。根据电磁波的波长范围可分为不同类型的光谱。它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。②IR的表示方法T－ν或T-λ曲线描述-14ν/cm=1/ν/cm=10/ν/um例:λ=5um的红外线，其波数微4-1ν＝10/5=2000cm③IR与17现代仪器分析红外光谱分析与新技术讲稿第三章红外光谱分析与新技术1概述

2、①红外吸收光谱又称分子振转光谱，反映出分子中原子间的振动，如角振动，红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，记录样品吸收曲线的一种光学分析法。根据电磁波的波长范围可分为不同类型的光谱。它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。②IR的表示方法T－ν或T-λ曲线描述-14ν/cm=1/ν/cm=10/ν/um例:λ=5um的红外线，其波数微4-1ν＝10/5=2000cm③IR与17现代仪器分析红外光谱分析与新技术讲稿第三章红外光谱分析与新技术1概述①红外吸收光谱又称分子振转光谱，反映出分子中原子间的振动，如角振动，

3、红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，记录样品吸收曲线的一种光学分析法。根据电磁波的波长范围可分为不同类型的光谱。它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。②IR的表示方法T－ν或T-λ曲线描述-14ν/cm=1/ν/cm=10/ν/um例:λ=5um的红外线，其波数微4-1ν＝10/5=2000cm③IR与17uv的区别a起源不同uv：波长短，频率高，光子能量大，引起分子中外层电子跃迁，电子光谱IR：波长较uv长，光子能量小，引起分子振动能级，转动能级的跃迁，分子振转光谱B适用范围不同，Uv:适用于芳香族、及又

4、共軛结构的不饱和脂肪族化合物、无机物IR:在中红外区测得某些有机化合物得特征红外光谱。及某些无机物。C特征性不同IR特征性较UV强，振转光谱，每个官能团都有几种振动形式，产生几个吸收峰2基本原理①IR产生得条件：辐射能＝跃迁能辐射与物质之间有偶合作用（相互作用）（分子须有欧极矩得改变）②17振动能级与振动光谱分子中原子以平衡点为中心，以非常小的振幅作周期性的振动，即所谓的间歇振动。这种分子振动的模型，用经典的方法可以看作是两端连接小球的体系，最简单的例子是双原子分子。A、B两原子视作两个小球，把期间的化学建看成质量

5、可忽略不计的弹簧，期间的伸缩振动可近似为键軸方向的间谐振动。两个原子－谐振子谐振子简谐振动过程位能u与原子距离r及平衡距离re间的关系：2U=K(r-re)/2k化学建为常数当r=re时，U=0r›re或r‹re,u›0位能曲线，（振动过程位能的变化）v＝0（基态），r在f↔f´间变化，u沿f→最低点→f´变化v＝1，r17在e↔e´间变化，u沿e→最低点→e´变化依此类推振动过程分子总能量：Ev=u+Tr=re时，Ev＝T(U=0)在A、B距平衡位置最远时，T＝0,Ev＝u,此时可用位能曲线讨论振动总能量EvEv

6、=(v+1/2)hγV为振动量子数，γ为分子振动频率。V=0、1、2、3……分子处于基态时，v=0,Ev=hγ/2,伸缩振动振幅很小，若分子吸收红外线跃迁到激发态，v＝1，则Ev=3hγ/2，振幅很大，任意两个能级的能量差ΔE，可表示为：ΔE＝E2-E1=(v2+1/2)hγ-(v1+1/2)hγ=(v2-v1)hγ=Δvhγ所以振动能级跃迁的必要条件之一是vL＝Δvγ即光子的频率等于化学键振动频率的Δv倍时，该光子的能量就能够被分子吸收。使振动能级发生跃迁。在IR中，经常产生的跃迁，是分子由v0→v1,此时Δv＝

7、1，γL＝γ：即化合物吸收与振动频率相同的光子，产生了基频率。③振动形式双原子分子:伸缩振动，（一种）多原子分子：多种振动形式→基频率的数目A伸缩振动：对称振动和反对称振动B弯曲振动（变角振动）面内振动：剪式振动与面内摇摆振动面外振动：面外摇摆振动与卷曲摇摆振动对称与不对称振动④17振动自由度－独立振动数非线型分子：3N-6线型分子：3N-5⑤基频率与泛频率基频率：化合物吸收一定频率的红外线，振动能级由基态跃迁至第一激发态式所产生的吸收峰。泛频率：倍频率：v0→v2;v0→v3……合频率：v1+v2;2v1+v2…

8、…差频率：v1-v2;2v1-v2……⑥特httP://征峰与相关峰能证明官能团的存在。相关峰：由一个官能团的存在而出现的一组相互依存的特征吸收峰3.IR与分子结构的关系：略4.红外分光光度计：色散型①辐射源（光源）硅碳棒：由碳化硅制成的中间细两端粗的实心棒，工作温度:1100-1500K的混合物Nernst灯:由稀有金属氧化物烧结而成。工作温度1400-2