傅里叶变换红外光谱仪.ppt

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1、傅里叶变换红外光谱仪1.2.红外吸收的产生伸缩振动变形振动123456红外吸收的产生分子振动的频率分子振动过程中，同一类型的振动频率十分接近，它们总是出现在某一范围内，但是相互又有区别，即所谓特征频率或基团频率。在特征频率区，不同化合物的同一种官能团吸收振动总是出现在一个窄的波数范围内，但不是一个固定波数，具体出现在哪里与基团所处的环境有关。产生红外吸收的条件红外光谱产生的条件E红外光=ΔE分子振动或υ红外光=υ分子振动红外光与分子之间有偶合作用：分子振动时其偶极矩(μ)必须发生变化，即Δμ≠0。能级跃迁规律：振动量子数(ΔV）变化

2、为±1时，跃迁几率最大。从基态(V=0)到第一振动激发态(V=1)的跃迁最重要，产生的吸收频率称为基频。1.3.红外光谱的解析分区依据：由于有机物数目庞大，而组成有机物的基团有限；基团的振动频率取决于K和m，同种基团的频率相近。划分方法氢键区基团特征频率区叁键区和累积双键区双键区指纹区单键区区域名称频率范围基团及振动形式氢键区4000～2500cm-1O－H、C－H、N－H等的伸缩振动叁键和CC、CN、NN和累积双键区2500~2000cm-1C＝C＝C、N＝C＝O等的伸缩振动双键区2000~1500cm-1C=O、C=C、C

3、=N、NO2、苯环等的伸缩振动单键区1500~400cm-1C－C、C－O、C－N、C－X等的伸缩振动及含氢基团的弯曲振动。红外吸收峰的类型基频峰分子吸收一定频率的红外光，若振动能级由基态（n=0）跃迁到第一振动激发（n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一类吸收峰。泛频峰包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都很弱常观测不到。影响基团频率位移的因素一.内部因素电子效应①诱导效应②共轭效应空间效应①空间位阻②环张力氢键二.外部因素①物态效应②溶剂效应电子效应（1）诱导

4、效应通过静电诱导作用使分子中电子云分布发生变化引起K的改变，从而影响振动频率。吸电子诱导效应使羰基双键性增加，振动频率增大。如C＝O（2）共轭效应共轭效应使共轭体系中的电子云密度平均化，即双键键强减小，振动频率红移(减小）。也以C＝O为例：空间效应（1）空间位阻破坏共轭体系的共平面性，使共轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。1663cm-11686cm-11693cm-1（2）环的张力：环的大小影响环上有关基团的频率。随着环张力增加，环外基团振动频率蓝移（增大），环内基团振动频率红移（减小）。氢键氢键的形成使原有的化学键O－

5、H或N－H的键长增大，力常数K变小，振动频率红移。氢键的形成对吸收峰的影响：吸收峰展宽氢键形成程度不同，对力常数的影响不同，使得吸收频率有一定范围。氢键形成程度与测定条件有关。吸收强度增大形成氢键后，相应基团的振动偶极矩变化增大，因此吸收强度增大。癸酸的红外光谱图游离羧酸的C=O约为1760cm-1，而缔合状态（如固、液体时），因氢键作用C=O移到1700cm-1附近。外部因素物态效应，物质处于气态时，分子间作用力小，吸收频率就高，处于液态时，分子间作用力增大，吸收频率就低。如丙酮的νC=O气态时为1738cm-1,在液态时为1

6、715cm-1.溶剂效应，极性基团的伸缩振动频率随溶剂的极性增大而降低，但其吸收峰强度往往增强，通常是因为极性基团和极性溶剂之间形成氢键的缘故，形成氢键的能力越强吸收带的频率就越低。如丙酮在环己烷中νC=O为1727cm-1，在四氯化碳中为1720cm-1，在氯仿中为1705cm-1。分子振动的自由度简正振动的数目称为振动自由度，每个振动自由度相当于红外光谱图上一个基频吸收带。非直线型分子振动形式应有（3n-6）种。直线型分子，直线性分子的振动形式为（3n-5）种。但是实际上，绝大多数化合物在红外光谱图上出现的峰数远小于理论上计算的

7、振动数。吸收峰减少的原因分子的一些振动没有偶极矩变化，是红外非活性的；不同振动方式的频率相同，发生简并；一些振动的频率十分接近，仪器无法分辨；一些振动的频率超出了仪器可检测的范围。影响吸收峰强度的因素红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化，而偶极矩与分子结构的对称性有关。极性较强的基团（如C=O，C-X等）振动，吸收强度较大；极性较弱的基团（如C=C、C-C、N=N等）振动，吸收较弱。另一个主要的影响因素是分子跃迁几率，处于激发态的分子占分子总数的百分数越高，产生的红外吸收峰强度越大。2.仪器简介产品名称傅里叶变换红外光谱仪

8、型号名称IRAffinity-1制造商岛津公司傅里叶变换红外吸收仪Fourier变换红外光谱仪主要由光源、Michelson干涉仪、检测器、计算机和记录仪组成。傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图迈克尔逊红外干涉仪原理图光源1.能斯特灯由