《红外线与拉曼光谱》PPT课件

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1、红外光谱和拉曼光谱属于分子振动光谱，是现代有机分析必不可少的分析工具红外光谱和拉曼光谱分子振动光谱的特点：分子特异性，可提供分子中有关官能团的内在信息。如种类、相互作用和定位等异构体定量和非破坏分析分析不同样品如固体、液体、气体，表面、固液气界面，微区、整体样品和逐层结构分析中红外区（MIR）：有机物的定性分析多数分子的简正振动区（官能区和指纹区）远红外（FIR）：分子的骨架振动含金属原子的分子的简正振动近红外区（NIR）：简正振动的泛频带食品及工业混合物的例行分析（食品0.1～100％）红外吸收光谱一般用T~曲线或T~波数

2、曲线表示:纵坐标为百分透射比T%，因而吸收峰向下，向上则为谷；横坐标是波长（单位为µm），或波数（单位为cm-1）波长与波数之间的关系为：波数,cm-1=104/（,µm）红外光谱与拉曼光谱的区别：信号产生的方式不同红外光谱为吸收光谱，拉曼光谱为散射光谱（一般信号很弱）二者在研究分子结构上具有互补性红外光谱法的特点紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）除单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等外，

3、几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收；除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，其红外光谱一定不相同红外光谱分析特征性强，气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点红外光谱法能进行定性分析，是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一：红外吸收带的位置与强度，反映分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团红外光谱法能进行定量分析：吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关产生红外吸收的条件1.辐射光子具有的能量

4、与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等红外吸收光谱是分子振动能级跃迁产生的。因为分子振动能级差为0.05~1.0eV，比转动能级差（0.00010.05eV）大，因此分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随转动能级的跃迁，因而无法测得纯振动光谱例：双原子分子振动光谱。若把双原子分子（A-B）的两个原子看作两个小球，把连结它们的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，则两个原子间的伸缩振动，可近似地看成沿键轴方向的间谐振动。该分子的振动总能量(En)为：En=（n+1/2）h（n=0，1，2，）n为振动量子数（n=0，1，2，……）；

5、为分子振动的频率；En是与振动量子数n相应的体系能量产生红外吸收光谱的第一条件为：hL=△E振即L=△nv即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，产生红外吸收光谱基频峰:分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（n=0）跃迁至第一振动激发态（n=1）时，所产生的吸收峰因为△n=1时，L=，所以基频峰的位置（L）等于分子的振动频率。倍频峰:由基态振动能级（n=0）跃迁至第二激发态（n=2）、第三激发态（n=3），所产生的红外吸收吸收峰合频峰（1+2，21+2，），差

6、频峰（1-2，21-2，）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰例H-Cl：基频峰（0→1）2885.9cm-1最强二倍频峰（0→2）5668.0cm-1较弱三倍频峰（0→3）8346.9cm-1很弱四倍频峰（0→4）10923.1cm-1极弱五倍频峰（0→5）13396.5cm-1极弱由于分子非谐振性质，各倍频峰并非正好是基频峰的整数倍，而是略小一些2辐射与物质之间有耦合作用红外跃迁是偶极矩诱导的，即能量转移是通过振动过程导致的偶极矩的变化和交变的电磁场（红外线）相互作用发

7、生的只有发生偶极矩变化（△≠0）的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，该分子称为红外活性分子；△=0的分子振动不能产生红外振动吸收，称为非红外活性的分子。红外光谱仪光源中红外：电加热的硅碳棒（1100℃），其能量分布同黑体辐射源如何保证不同测定波长下光源具有相同的强度？在光源与样品之间设计一个狭缝，光源强度弱时，狭缝变宽，增大光通亮，保证全波长范围内光强度几乎不变远红外：高压汞灯将汞蒸气封入石英管内，通电后形成等离子体，发连续的远红外注意：它同时发紫外－可见光，可能分解部分样品。故用黑色聚乙烯滤光片包装，消除NIR：钨丝灯检

8、测器MIR和FIR：硫酸三苷肽（TGS）热电检测器常温NIR：PbS光子检测器常温MIR：碲镉汞（MCT）光电检测器液氮分光系统色散系统：用光栅或棱镜为单色器定性分析非色散系统：滤光片或红外激光光源定量测定大气中的有机物研究对象为很窄的光谱区域多元系统：迈克尔逊干涉仪来调制红