《红外吸收光谱实验》PPT课件

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1、一、红外光谱的基本概念区域名称波长(µm)波数(cm-1)能级跃迁类型近红外区泛频区0.75-2.513158-4000OH、NH、CH键的倍频吸收中红外区基本振动区2.5-254000-400分子振动，伴随转动远红外区分子转动区25-300400-10分子转动注：■红外光区的划分如下表：根据实验技术和应用的不同，将红外光区分成三个区:近红外区、中红外区、远红外区。其中中红外区是研究和应用最多的区域，一般说的红外光谱就是指中红外区的红外光谱.3.红外光区的划分8/17/2021原子核转变电磁转动分

2、子转动分子振动外层电子的跃迁内层电子的跃迁-射线X–射线紫外可见近红外中红外远红外电子自旋振动核磁振动红外微波Radio,TV无线电波InteractionRegion108107106105104103102101110-110-210-310-1010-910-810-710-610-510-410-310-210-11101Wavelength(cm-1)Wavelength(m)4000cm-1(2.5μm)400cm-1(25μm)谱区范围8/17/2021区域/m/cm-1能级

3、跃迁类型近红外区(泛频区)0.75~2.513158~4000OH,NH及CH键的倍频吸收中红外区(基本振动区)2.5~154000~650分子振动，伴随转动远红外区(转动区)15~1000650~10分子转动红外光谱的三个波区和能级跃迁类型可按波长将红外光谱分为近红外̖中红外和远红外三个波区,中红外区对应分子振动基态到第一激发态的跃迁,可伴随转动能级的跃迁,是最为常用的红外光谱区.8/17/2021一、红外光谱的基本概念1.红外光谱的定义当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐

4、射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。又称为分子振动转动光谱。利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，称红外吸收光谱法。2.红外活性分子和非红外活性分子产生红外吸收的分子称为红外活性分子，如CO2分子；反之为非红外活性分子,如O2分子。8/17/2021一、红外光谱的基本概念水分子是非线型分子，振动自由度：3×3-6=3个振动形式，分别为不对称伸缩振动、对称伸缩振动

5、和变形振动。这三种振动皆有偶极矩的变化是红外活性的。如图所示:下面以水分子的振动为例加以说明：8/17/2021一、红外光谱的基本概念H2O振动flash8/17/2021一、红外光谱的基本概念CO2振动flash8/17/2021红外光谱的作用绝大多数有机化合物的基频吸收带出现在MIR光区。基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，最适于进行红外光谱的定性和定量分析。中红外光谱仪最为成熟、简单，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。红外光谱是鉴别物质和分析物质化学结构的有

6、效手段，已被广泛应用于物质的定性鉴别、物相分析和定量测定，并用于研究分子间和分子内部的相互作用。8/17/2021二、红外光谱的应用红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的特定振动形式。据此进行化合物的定性分析和定量分析。广泛应用于石油化工、生物医药、环境监测等方面。（1）已知物的鉴定在得到试样的红外谱图后，与纯物质的谱图进行比较，如果谱图中峰位、峰形和峰的相对强度都一致，即可认为是同一物质。1.定性分析（2）未知物的鉴定是红外光谱法定性分析的一个重要用途，涉及到图

7、谱的解析。首先应了解样品的来源、用途、制备方法、分离方法、理化性质、元素组成及其它光谱分析数据如UV、NMR、MS等有助于对样品结构信息的归属和辨认。8/17/2021红外吸收峰物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。实验表明，组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和CC等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。

8、8/17/2021红外吸收峰红外光谱区可分成4000cm-1~1300cm-1、1300cm-1~600cm-1两个区域。4000cm-1~1300cm-1之间，称为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团（最有分析价值）。1300cm-1~600cm-1区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。这种振动与整个分子的结构有关。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。这种情况就像人的指纹