《红外光谱测试》PPT课件

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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照射时，分子吸收了某些特定频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的变化，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曲线，就得到红外光谱。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

2、：波长在0.76~500μm(1000μm)范围内的电磁波近红外区（NIR）:0.76~2.5μm（760~2500nm）-OH和-NH倍频吸收区中红外区（MIR）:2.5~25μm（4000~400cm-1）振动、伴随转动光谱远红外区（FIR）:25~500μm纯转动光谱紫外-可见（UV-VIS）:190~900nm电子光谱二、红外吸收过程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（分子光谱）原子核转变电磁转动分子转动分子振动外层电子的跃迁内层电子的跃迁-射

3、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)谱区范围三、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

4、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。四、红外光谱的表示方法T~σ曲线→前疏后密T~λ曲线→前密后疏IR与UV的区别IRUV起源分子振动能级伴随转动能级跃迁分子外层价电子能级跃迁适用所有红外吸收的有机化合物具n-π*跃迁有机化合物具π-π*跃迁有机化合物特征性

5、特征性强简单、特征性不强用途鉴定化合物鉴定官能团推测结构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系红外光谱——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0.051.0eV远大于转动能级差（0.00010.05eV）分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁双原子分子A-B→近似看作谐振子两原子间的伸缩振

6、动→近似看作简谐振动只有当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，产生红外吸收光谱。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表示。它又可以分为对称伸缩振动（s）和不对称伸缩振动（as）。对同一基团，不对称伸缩振动的频率要稍高于对称伸缩振动。（2）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变的振动称为变形振动，用符号表示。变形振动又分为面内

7、变形和面外变形振动。面内变形振动又分为剪式（以表示）和平面摇摆振动（以表示）。面外变形振动又分为非平面摇摆（以表示）和扭曲振动（以表示）。图示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。红外吸收峰红外光

8、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一样，因此称为指纹区。（作为化合物存在某种基团的