红外光谱测试

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1、红外光谱红外光谱（IR）infraredspectroscopy当样品受到频率连续变化的红外光频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些特频率连续变化的红外光定频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的变化偶极矩的变化，产生分子偶极矩的变化分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透吸收区域的透振动和转动能级从基态到激发态的跃迁射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就射光强度减弱得到红外光谱。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，称红外吸收光谱法红外光

2、谱法1、概述2、基本原理3、红外光谱仪4、试样的处理和制备概述一、红外光的区划红外线：波长在76~500m1000m)波长在0红外线波长在0.76~500m(1000m)范围内的电磁波近红外区（NIR）76~m（760~2500nm）OH和NH倍频吸收区近红外区（NIR）:0.76~2.5m（760~2500nm）-OH和-NH倍频吸收区中红外区（MIR）中红外区（MIR）:2.5~25m（4000~400cm-1）振动、伴随转动光谱25m4000~400cm振动、远红外区（FIR）25~500m远红外区（FIR）:25~500m纯转动

3、光谱电子光谱紫外-可见（UV-VIS）紫外-可见（UV-VIS）:190~900nm900nm二、红外吸收过程UV——分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）UV——分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）IR——分子振动和转动能级的跃迁IR——分子振动和转动能级的跃迁（分子光谱）谱区范围4000cm-1(2.5m)Wavelength(cm-1)400cm-1(25m)104近红外108107106105103102101110-110-210-3核磁振动Radio,TV无线电波Regionγ-射线X–射线紫外可见中红外远红外电子自旋振动微波

4、红外Interaction原子核转变内层电子的跃迁外层电子的跃迁分子振动分子转动电磁转动Wavelength(m)101010-910-810-710-610-510-410-310-210-11101三、红外光谱的作用绝大多数有机化合物的基频吸收基频吸收带出现在MIR光基频吸收区。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。中红外光谱法又简称为红外光谱法。红外光谱是鉴别物质鉴别物质和分析物质化学结构化学结构的有效

5、鉴别物质化学结构手段，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。四、红外光谱的表示方法T~λ曲线→前密后疏曲线前密后疏104σ(cm1)=λ(m)T~σ曲线→前疏后密曲线前疏后密IR与UV的区别与的区别IR起源适用特征性用途分子振动能级伴随转动能级跃迁所有红外吸收的有机化合物特征性强鉴定化合物鉴定官能团推测结构UV分子外层价电子能级跃迁具n-π*跃迁有机化合物具π-π*跃迁有机化合物简单、特征性不强定量推测有机化合物共轭骨架红外分光光度法基本原理红外分光光度法——研究物质结构与红外光谱之间关

6、系——研究物质结构与红外光谱之间关系红外光谱——由吸收峰位置和吸收峰强度共同描述——由吸收峰位置和吸收峰强度共同描述一、红外吸收光谱的产生二、振动形式三、吸收特征峰与相关峰四、吸收峰位置与强度红外吸收光谱的产生红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生分子的振动能级差0分子的振动能级差0.051.0eV远大于转动能级差（0.0001eV远大于转动能级差（0.05eV）05eV）分子发生振芗对厩ū厝煌卑樗孀芗对厩?双原子分子AB→近似看作谐振子双原子分子A-B→近似看作谐振子两原子间的伸缩振动→两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动只有当

7、红外辐射频率等于振动量子数的差值与分子振动频率的乘积时，分子才能吸收红外辐射，子振动频率的乘积时，分子才能吸收红外辐射，产生红外吸收光谱。红外吸收光谱。振动形式一般将振动形式分成两类：伸缩振动和变形振动。（1）伸缩振动原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动，用符号ν表示。它又可以分为对称伸缩振动（νs）和不对称伸缩振动（νas）。对同一基团，不对称伸缩振动的频率要稍高于对称对同一基团，对同一基团伸缩振动。伸缩振动。（2）变形振动（又称弯曲振动或变角振动）变形振动（又称弯曲振动或变角振动）基团键角发生周期变化而键长不

8、变的振动称为变形振动，用符号变形振动又分为面内变形和面外变形振动。δ表示。变形振动又分为面内变形和面外变形振动。面内变形振动又变形振动又分为面内变形和面外变形振动分为剪式（以δ表示）和平面摇摆振动（以ρ表示