《红外光谱分析法》PPT课件

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1、红外吸收光谱法InfraredSpectrometry,IR概述原理红外光谱仪器样品处理分析应用红外吸收光谱法概述红外光谱的历史1800年英国科学家赫谢尔发现红外线1936年世界第一台棱镜分光单光束红外光谱仪制成1946年制成双光束红外光谱仪60年代制成以光栅为色散元件的第二代红外光谱仪70年代末，出现了激光红外光谱仪，共聚焦显微红外光谱仪等70年代制成傅立叶变换红外光谱仪，使扫描速度大大提高红外吸收光谱法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，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相

2、应于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数或波长关系的曲线，就得到红外光谱。振动转动光谱基本概念红外光谱：分子吸收一定能量后，引起分子的振动－转动能级发生跃迁，这种跃迁总是发生在红外光区，因此称作红外光谱。2.波长&波数：波长就是红外光区的波长范围，即0.78mm~1000mm(780nm~1000000nm);波数即波长的倒数。3.透过率（T%）&吸光度（A）…………………….(1)..……………….(2)I0：红外光入射强度；I：红外光的透过强度。4.分子的吸收光谱。分子的电子能级跃迁－－UV-Vis分子的振动－转动跃迁－－IR5.

3、偶极子和偶极矩偶极子：分子由于构成它的各原子的电负性的不同而显示不同的极性，称为偶极子。偶极矩μ：描述分子极性的大小，它也可以用来判断分子的空间构型。例如，同属于AB2型分子，CO2的μ=0，可以判断它是直线型的；H2S的μ≠0，可判断它是折线型的。红外光谱的范围200nm400nm780nm1000um近紫外可见红外0.78um2.5um50um1000um中红外区远红外区近红外区红外区波长（m）波数（cm-1）对应能级近0.78-2.512800-4000分子振动倍频吸收中2.5-504000-200分子振动远50-1000200-10分子转动常用2

4、.5-154000-670分子振动、转动红外光区的划分注意:横坐标和纵坐标红外光谱法的特点几乎每种化合物均有红外吸收，有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息。任何气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定，这是其它仪器分析方法难以做到的。样品用量少，可达微克量级。主要用于定性分析，但也可用于定量分析。定性:红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。通过与标准谱图比较，可以确定化合物的结构；对于未知样品，通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。定量:近年来红外光谱的定量分析应用也有不少报道,尤其是近红外、远

5、红外区的研究报告在增加。如近红外区用于含有与C，N，O等原子相连基团化合物的定量；远红外区用于无机化合物研究等。红外光谱还可作为色谱检测器。红外光谱法的基本原理峰强峰数峰位峰位吸收峰的位置（振动能级差）峰数吸收峰的数目（分子振动自由度数目）峰强吸收峰的强度（偶极矩变化）2．辐射与物质间有相互耦合作用（偶极矩变化才能产生红外吸收光谱）。满足两个条件：1．辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量一定频率的红外光照射分子若分子中某个基团的振动频率和此频率一致，产生共振光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁若红外光的

6、振动频率和分子中各基团的振动频率不匹配，该部分的红外光就不会吸收。若用连续改变频率的红外光照射某试样，由于试样对不同频率的红外光吸收的程度不同，使通过试样后的红外光在一些波长范围强度减弱了，在其他波长范围内保持不变。红外吸收光谱产生红外光谱法产生的全过程双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧K-力常数，定义为将两原子由平衡位置伸长单位长度时的恢复力-折合质量V-吸收峰的频率振动的量子化发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。例题:已知C=C键的K=9.59.9,令其为9.6,

7、计算波数值正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-1其它因素？C–C键单键双键叁键力常数顺序小大峰位置（cm-1)142916672222（折合质量）相同公式C–CC–O折合质量顺序小大峰位置（cm-1)14301330K(力常数)基本相同公式多原子分子的振动简正振动——分子质心保持不变，整体不转动，每个原子都在其平衡位置作简谐振动，其振动频率和相位相同，振幅不同。基本振动形式伸缩振动——键长变化键角不变变形振动——键角变化键长不变伸缩振动亚甲基变形振动水分子CO2分子多原子分子振动总结对同一基团，不对称伸缩振动频率稍高于对称伸缩振动变形振动的力

8、常数比伸缩振动小，因此同一基团的变形振动比伸缩振铎小分子由n个原子