红外与拉曼光谱教学ppt课件

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1、第二章红外与拉曼光谱法第一节红外光谱分析基本原理第二节仪器简介与实验技术第三节影响振动频率的因素第四节红外特征吸收与光谱解析第五节拉曼光谱法1.红外光谱是怎样产生的？2.红外光谱与紫外光谱有什么区别？3.红外（IR）是否存在选律？4.分子有哪些基本振动类型？内容提要5.基团的振动频率是否可以计算？第一节红外光谱分析基本原理γ射线→X射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波电磁波谱分子电磁辐射相互作用为基础四大波谱：紫外-可见光谱（UV)、红外光谱（IR)、核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)基团结构和连接顺序？……分子量，分子式？……骨架结构？…..官能团?……UVIR-OH-CH3-

2、CH2NMRMS2.1概述红外光波长：0.75-1000mm近红外：0.75-2.5mm远红外：25-1000mm(4000-400cm-1)ν~ν~=104/(mm)中红外：2.5-25mm红外光谱---官能团-----分子结构信息红外光谱图：纵坐标为透过率T%（或吸光度A），横坐标为波数(cm-1)或波长，可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。经典力学----共振量子力学----振动-转动能级跃迁2.2红外光谱的产生定性鉴别及结构分析定量，推测共轭体系光谱复杂，特征性强光谱简单，特征性不强有红外吸收化合物，应用广泛含有共轭→*、n→*跃迁的不饱和化合物振-转光谱，谱带较窄电子光谱，谱

3、带宽用途表示方法特征性适用范围起源IRUVA~T%~~ν2.3IR与UV的区别2.4IR选律IR选律：只有偶极距发生变化的振动才会产生红外吸收。HF;CH3COOH;Cl2;O2分子中既有红外活性振动，又有红外非活性振动。有红外“活性”分子红外“非活性”分子CO2;CS22.5分子的基本振动类型两类基本振动形式伸缩振动ν弯曲振动(变形振动)δ~s:2853cm-1as:2926cm-1（强吸收S）~~环己烷s:2853cm-1as:2928cm-1δ：1460cm-12.6分子振动方程式化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧任意两个相邻的能级间的能量差为：K单位为毫达因/埃，相当于10

4、5达因cm-1例题:由表中查知C=C键的K=9.59.9,令其为9.6,计算波数值.正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-1表某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）1dyn=10-5N键类型—CC—>—C=C—>—C—C—力常数15179.59.94.55.6峰位高波数中较低化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。三个原子的非线性分子H2O红外光谱图中对应出现个吸收峰,苯在红外光谱上应出现个峰，CO2呢？H2O理论振动数为3CO2理论振动数为4苯理论振动数为3×12-6=30理论振动数（峰数）对于非线形分子,理论振动

5、数=3n-6对于线形分子,理论振动数=3n-5思考：水分子峰位、峰数与峰强CO2分子小结红外光谱的产生----红外辐射引起分子振-转能级跃迁2.IR与UV区别----跃迁类型；谱带特征；表示方式；用途3.IR选律----偶极矩变化的振动4.分子振动类型----伸缩；弯曲（变形）5.分子振动方程----理论振动频率和振动数计算一、仪器简介二、实验技术第二节仪器简介与实验技术第二章红外与拉曼光谱法一、仪器简介两种类型：1.色散型光源样品单色器检测器光谱图2.干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）光源干涉仪样品检测器干涉图光谱图傅立叶变换干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）光源定镜动镜分束器检测器干涉信号傅立

6、叶变换麦克尔逊干涉仪02l2l-l-l光程差信号强度02l2l-l-l光程差信号强度FTIR的优点扫描速度快，测量时间短，可在1s至数s内获得光谱图，比色散型仪器快数百倍；灵敏度高，检测限低，可达10-9～10-12g；分辨率高，波数精度一般可达0.1cm-1；波数范围可达10～104cm-1，涵盖了整个红外光区；精密度、重现性好，可达0.1％，杂散光小于0.3％。二、实验技术1）气体——气体池2）液体：①液膜法——难挥发液体（BP》80C）②溶液法——液体池溶剂：CCl4，CS2常用。3)固体:①研糊法（液体石腊法）②KBr压片法③薄膜法一、外部因素二、内部因素第三节影响振动频率的因素第二

7、章红外与拉曼光谱法化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。一.外部因素1样品物态、浓度影响固态,液态,气态时IR光谱不同不同浓度乙醇在CCl4溶液中的红外光谱片断2溶剂的影响1键力常数和成键原子影响二．内部因素化学键波数（cm-1）化学键波数（cm-1）C−C1250~1150H−O3600C=C1680~1600H−S257