第四章 红外光谱法与激光拉曼光谱法答辩ppt课件.ppt

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1、谢小雪仪器分析第四章红外光谱法与激光拉曼光谱法第一节概述第二节红外吸收产生原理与条件第三节红外光谱仪第四节定性与定量分析第五节红外分析技术的应用第六节激光拉曼光谱法目录第一节概述分子光谱的产生分子光谱振动-转动光谱紫外光谱可见光谱红外光谱电子跃迁光谱吸收光谱△E电子△E振动△E转动二、红外光区的划分红外光谱波长范围约为0.75-1000µm，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）中红外光区（2.5-25µm）远红外光区（25-1000µm）红外吸收光谱一般曲线用T-

2、（波数）或T-曲线表示。波长与波数之间的关系为：（cm-1）=104/（µm）中红外区的波数范围是4000-400cm-1三、红外光谱法的特点研究对象：振动中伴随有偶极矩变化的化合物定性及有机化合物结构鉴定：分子的特征吸收定量分析：特征峰强度第二节红外吸收产生的原理与条件一、红外光谱产生的条件辐射体系发射的能量满足振动跃迁所需能量E幅射=△E跃迁分子在振动过程中有偶极矩的变化△≠0红外活性△=0非红外活性二、双原子分子振动双原子分子的振动类似于连接两个小球的弹簧影响基本振动频率的直接原因：相对原子质量和

3、化学键的力常数键类型—CC——C=C——C—C—k15179.59.94.55.62222cm-11667cm-11429cm-11307键类型C－OC－NC—Ck5.0-5.8～4.5-5.6>>1280cm-11330cm-11430cm-1化学键越强（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。三、多原子分子的振动把它们的振动分解成许多简单的基本振动，即简正振动。分子的振动自由度线性分子：　　3N－5非线性分子：　3N－6讨论：二氧化碳分子的振动方式有几种？哪些

4、具有红外活性？O＝C＝O对称伸缩反对称伸缩O＝C＝O面内变形面外变形（2349cm-1)（667cm-1)（667cm-1)二氧化碳O＝C＝OO＝C＝O实际上，峰数小于理论值3N－5、3N－6线型分子二氧化碳基本振动数4对称伸缩振动△=0不对称伸缩振动2349cm-1面内变形振动667cm-1面外变形振动667cm-1实际上2个峰峰数减少的原因（1）振动时偶极矩无变化△=0；（2）振动频率相同，即简并；（3）仪器不能区别频率或仪器无法检测；（4）有些吸收带落在仪器检测范围之外。四、吸收谱带的强度红外吸收谱带的强度取

5、决于分子振动时偶极矩的变化，偶极矩与分子结构的对称性有关。五、基团频率区和指纹区基团频率（官能团区）指纹区4000~1300cm-11300~600cm-1判断特征基团（官能团）判断碳链长短判断顺反异构判断苯环取代官能团区根据波数范围分成三个区。（1）X－H伸缩振动区　4000－2500cm-1（2）叁键和积累双键区　2500－2000cm-1（3）双键伸缩振动区　　2000－1500cm-11、X-H伸缩振动区4000-2500cm-1(X:O,N,C,S)O－H:3700-3200cm-1COO－H:3600-25

6、00cm-1N－H:3500-3300cm-1C－H：>3000cm-1,不饱和，＝C－H或≡C－H<3000cm-1,饱和，－C－H—CH32960cm-1反对称伸缩振动2870cm-1对称伸缩振动—CH2—2930cm-1反对称伸缩振动2850cm-1对称伸缩振动—C—H2890cm-1弱吸收3000cm-1以下苯环上的C—H3030cm-1=C—H30102260cm-1C—H3300cm-13000cm-1以上2、2500-2000cm-1三键和累积双键区－C≡C－,－C≡N－:伸缩振动C＝C＝C,C＝C＝

7、O,:反对称伸缩振动RC≡CH（21002140cm-1）RC≡CR’（21902260cm-1）RCN（21002140cm-1）3、2000-1500cm-1双键伸缩振动区C＝O:1870-1600cm-1特点：强度大，峰尖锐C＝C,C＝N,N＝O:1675-1500cm-1其中C＝C强度往往较弱，当R=R’（对称）时，无吸收峰。C=O（18501600cm-1）单核芳烃C=C键伸缩振动（16201450cm-1）指纹区1300-600cm-1。（1）X－Y伸缩振动:C－O,C－N,C－X,N－O等13

8、00－900cm-1（2）X－H变形振动:C－H,O－H等900－650cm-1用于确认化合物的顺反构型例：烯烃取代程度及构型的判断反式构型吸收峰：990-970cm-1顺式构型吸收峰：～690cm-1两个强吸收峰：990和910cm-1例：苯环取代类型的确定770~730cm-1vs710~690cm-1s5个相邻H770~73