红外分光光度法 ppt课件.ppt

《红外分光光度法 ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十二章红外分光光度法1红外分光光度法（IR）：基于物质对红外线辐射的吸收光谱而建立起来的分析方法。用红外线照射样品，由于辐射能量不足以引起分子中电子能级的跃迁，只能被分子吸收，实现分子振动能级和转动能级的跃迁。根据红外吸收光谱中的吸收峰位置、强度和形状可对有机化合物进行结构分析、定性鉴定和定量分析。2红外光谱区的划分及主要应用范围波长范围(μm）波数范围（cm-1）测定类型分析类型试样类型近红外0.76~2.513158~4000漫反射吸收定量分析定量分析蛋白质、水分、淀粉、油、类脂、农产品中的纤维素气体混合物3中红外2.5~254000~400吸收反射发射定性分

2、析定量分析与色谱联用定性分析纯气体、液体或固体物质复杂的气体，液体或固体混合物复杂的气体，液体或固体混合物纯固体或液体化合物大气样品远红外25~1000400~10吸收定性分析纯无机或有机金属化合物4红外光谱图的表示方法以百分透光率T%或吸光度A为纵坐标，以红外光吸收波长λ（μm）或波数σ（cm-1)为横坐标。T(%)苯酚的红外光谱σ＜2000cm-1低频区“疏”，使密集的峰分开；σ＞2000cm-1高频区较“密”，防止T-σ曲线上的吸收峰过分扩张。5一、分子振动能级和振动形式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远大于转动能级差分子发生振动能级跃迁必

3、然同时伴随转动能级跃迁第一节红外吸收光谱法的基本原理（一）振动能级6双原子分子A-B→近似看作谐振子两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动789（二）振动形式（多原子分子）1.伸缩振动(v)指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动(1)对称伸缩振动（ｖs）：键长沿键轴方向的运动同时发生10(2)反称伸缩振动（ｖas）：键长沿键轴方向的运动交替发生112.弯曲振动（变形振动，变角振动）：指键角发生周期性变化、而键长不变的振动(1)面内弯曲振动β：弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内①剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭②面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动12（2

4、）面外弯曲γ：弯曲振动垂直几个原子构成的平面①面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动②蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动133．变形振动：1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时变大或变小2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不同时变大或减小1415(三)振动的自由度N个原子组成分子，每个原子在空间具三个自由度，包括平动、转动、振动三种情况。振动的自由度：分子中基本振动的数目分子总的自由度：3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度振动自由度=3N-（平动自由度+转动自由度）16注：振动自由度反映吸收峰数量，并非每个振动都产生

5、基频峰，吸收峰数常少于振动自由度数。17水分子——非线性分子18CO2分子——线性分子19吸收峰数少于振动自由度的原因：（1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收，即非红外活性。（2）相同频率的振动吸收重叠，即简并；（3）仪器不能区别那些频率十分相近的振动，或因吸收带很弱，仪器检测不出。（4）有些吸收带落在仪器检测范围之外。20红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质红外非活性振动：分子振动不产生偶极矩的变化，不产生红外吸收的性质1．红外辐射的频率必须等于分子振动频率整数倍2．分子在振、转过程中的偶极矩发生变化即分子产生红外活性振动二、红外光谱

6、产生条件和吸收峰强度：（一）红外光谱产生的条件21（二）吸收峰的强度吸收峰的强度是指红外吸收光谱上吸收峰的相对强度。吸收峰的强度主要由两个因素决定：①振动过程中的偶极矩变化。②振动能级的跃迁几率。峰强还与振动形式有关22注：影响偶极矩大小的因素1）化学键连有原子电负性的大小电负性差别↑，Δμ↑，峰↑2）分子的对称性完全对称的结构，Δμ=0，产生红外非活性振动不对称的结构，Δμ≠0，产生红外活性振动23吸收峰的绝对强度，一般用摩尔吸光系数ε来描述。ε＞100时，称为非常强峰（vs）；20~100为强蜂(s)；10~20为中等强度峰(m)；l~10为弱峰(w)；＜1为非

7、常弱峰(vw)。24（一）基本振动频率三、吸收峰的位置25例：例：26例1KHCl=5.1N/cm，计算HCl的振动频率。实际测得HCl的振动频率为2885.9cm-1练习：KCH=5N/cm，计算C-H的振动频率。27（二）基频峰与泛频峰1.基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰（即V=0→1产生的峰）基频峰的峰位等于分子的振动频率基频峰强度大——红外主要吸收峰282）泛频峰倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰（即V=1→V=2，3---产生的峰）注：泛频峰强度较弱，难