傅立叶红外光谱仪.ppt

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1、第一章结构鉴定1.1傅立叶红外光谱仪1要求要求1、了解红外光谱区域的划分；掌握红外光谱仪的基本原理及构造，了解红外光谱吸收的产生条件。2、掌握简单红外谱图的定性分析。3、了解红外光谱仪的使用、保养及有关注意事项4、了解红外光谱的应用2傅里叶变换红外光谱仪结构图3红外光谱概述波长与波数之间的关系为：（波数）/cm-1=104/（/µm）波数波长4红外光谱概述红外光区的划分红外光谱波长范围约为0.75~1000µm，一般换算为波数。根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.75~2.5µm）13158-4000cm-1分子化学健振

2、动的倍频和组合频。中红外光区（2.5~25µm）4000~400cm-1化学健振动的基频远红外光区（25~1000µm）400-10cm-1骨架振动，转动5红外光谱概述红外光谱图：当一束连续变化的各种波长的红外光照射样品时，其中一部分被吸收，吸收的这部分光能就转变为分子的振动能量和转动能量；另一部分光透过，若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一谱带。若以波长或波数为横坐标，以百分吸收率或透光度为纵坐标，把这谱带记录下来，就得到了该样品的红外吸收光谱图，也有称红外振-转光谱图。6红外光谱概述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

3、振动形式相对应。通过比较大量已知化合物的红外光谱，发现：组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O和CºC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。通常把这种能代表基团存在、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。特征区：4000-1350cm-1高频区光谱与基团的对应关系强指纹区：1350-400cm-1低频区光谱与基团不能一一对应，其价值在于表示整个分子的特征。7红外光谱谱图认识红外光谱图：纵坐标为透过率，横坐标为波长λ（μm）或波数（cm-1）例1：Octane（辛烷）红外光谱

4、图8红外光谱仪基本工作原理：用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。IR光谱主要是定性技术，但是随着比例记录电子装置的出现，也能迅速而准确地进行定量分析。9红外光谱产生的条件H2O分子先看看H2O和CO2分子的谱图产生情况：10CO2分子的振动11红外光谱产生的条件条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子：没有

5、偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。12介绍：分子振动方程式化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧K化学键的力常数,为双原子的折合质量=m1m2/（m1+m2）C为光速13表1、某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）键类型:—CC—>—C=C—>—C—C—力常数:15179.59.94.55.6峰位:4.5m6.0m7.0m化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。14例题:由表中查知C=C键的k=9.59.9,令其为9.6,计算

6、波数值测正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-115分子中基团的基本振动形式表示符号：s(强)；m(中)；w(弱)；a（不对称）1．两类基本振动形式伸缩振动亚甲基：变形振动亚甲基16伸缩振动甲基：变形振动甲基对称δs(CH3)1380㎝-1不对称δas(CH3)1460㎝-1对称不对称υs(CH3)2870㎝-1υas(CH3)2960㎝-1甲基的振动形式17红外光谱图的三要素（2）峰强：红外吸收峰的强度取决于分子振动时偶极矩的变化，振动时分子偶极矩的变化越小，谱带强度也就越弱。一般说来，极性较强的基团(如C=O,C-X)振动，吸收强度较大；极性

7、较弱的基团(如C=C,N-C等)振动，吸收强度较弱；（1）峰位：分子内各种官能团的特征吸收峰只出现在红外光波谱的一定范围。峰位、峰强和峰形18红外光谱图的三要素（3）峰形：不同基团的某一种振动形式可能会在同一频率范围内都有红外吸收，如-OH、-NH的伸缩振动峰都在3400-3200cm-1但二者峰形状有显著不同。此时峰形的不同有助于官能团的鉴别。19傅里叶变换红外光谱仪光路图20光源现在红外光谱仪的光源各种各样，种类比较多，主要有以下几种：1碳化硅光源：优点是光的能量比较强，功率大，热辐射强，但需要冷却。2EVER-GLO光源：改进型的碳化硅光源，发光面积小

8、，红外辐射强，热辐射很弱，不需要冷却，寿命长，能在十