分析化学红外吸收光谱法ppt课件.ppt

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1、第一节红外吸收光谱的基本原理第二节红外光谱与和Raman光谱仪器及制样第三节基团振动频率及影响因素第四节红外光谱和Raman光谱的主要应用第八章红外吸收光谱法和Raman光谱法1概述1、方法定义：基于物质分子对红外辐射的吸收所产生的红外吸收光谱，对物质的组成、结构及含量进行分析测定的方法叫红外吸收光谱分析法。2、分子振动光谱的特点：1）特征性高。就像人的指纹一样，每一种化合物都有自己的特征红外光谱，所以把红外光谱分析形象的称为物质分子的“指纹”分析。与分子组成、化学键、官能团及空间分布密切相关；2）是无损分析；用样量少，分析速度快，不破坏样品。

2、3）应用广泛。从气体、液体到固体，从无机化合物到有机化合物，从高分子到低分子都可用红外光谱法进行分析。23、历史：1800年英国天文学家Hershl用实验证明了红外光的存在；20世纪初人们进一步系统地了解了不同官能团有不同红外吸收频率；1950年以后出现了自动记录式红外分光光度计；1970年以后出现了傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)；此后，红外测定技术，如全反射红外、显微红外、光声光谱以及红外联机技术不断发展和完善，使红外光谱法得到了广泛应用。4、光谱表示方法①线性波长表示法：T～②线性波数表示法：T～3不同点紫外可见吸收光谱红外吸收

3、光谱光源紫外可见光红外光起源电子能级跃迁振动能级跃迁研究范围不饱和有机化合物共轭双键、芳香族等具有活性振动的化合物（包括有机物和无机物）特色反映发色团、助色团的情况反映各个基团的振动及转动特性5、与紫外可见吸收光谱法的比较4第一节红外吸收基本原理红外光谱的产生当一束红外光照射分子时，分子中某个振动频率与红外光的某一频率的光相同时（振=红外光），分子就吸收此频率光发生振动能级跃迁，产生红外吸收光谱。根据红外吸收光谱中吸收峰的位置和形状来推测未知物结构，进行定性分析和结构分析；根据吸收峰的强弱与物质含量的关系进行定量分析。5一、基本原理（一）

4、分子的振动1、谐振子—说明与k及µ的关系m1m2伸伸缩将两原子看成是质量为m1与m2的两个小球，把连接它们的化学键质量忽略，看作为弹簧，原子在平衡位置作伸缩振动，近似看成简谐振动。6（1）分子振动的频率计算公式（2）公式意义：①分子振动的频率与化学键力常数k1/2（键强）成正比；②分子振动的频率与折合质量1/2成反比k是化学键的力常数，单位：N·cm-1为原子的折合质量或7几个术语基频峰：=0→=1产生的吸收谱带称基本谱带，最强；倍频峰：=0→=2，3产生的吸收谱带，弱；合频峰：当光子能量等于同一分子两种基团的基频跃迁能量总和时，

5、则可能同时受激产生两种频率之和的谱带；差频峰（*）当光子能量等于同一分子两种基团的基频跃迁能量之差时，则可能同时受激产生两种频率之差的带，实际是一种由基态到激发态，同时另一种由激发态到基态；基频峰（强）倍频峰泛频峰（弱）合频峰组频峰吸收峰差频峰82、分子的振动形式简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，说明：每个原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，即每个原子都在同一瞬间经过自己的平衡位置，而且都同时达到各自的最大位移。振动的基本类型1）伸缩振动：表示原子沿着化学键的方向来回振动涉及化学键键长改变，键角不变；2）弯曲振动：

6、表示原子沿着化学键的垂直方向振动，又称变形振动，涉及键角及键的方向改变，键长不变。9++振动方式分为两类：伸缩振动；弯曲振动对称伸缩振动νs反对称伸缩振动面内弯曲振动（剪切振动）面外弯曲振动（面外摇摆）++面外弯曲振动（扭曲）面内弯曲振动（面内摇摆)10以亚甲基为例伸缩振动弯曲振动HHCHHCHHCHHCHHCHHC对称伸缩振动反对称伸缩振动剪式振动摇转振动面内弯曲振动相向同向++—+同一方向相反方向摇摆振动扭曲振动面外弯曲振动+、-——分别表示垂直直面向里向外113、振动自由度——基本振动的理论数理论上讲，分子的每一种振动形式都会产生一个基

7、频吸收峰，即一个多原子分子产生的基频峰的数目=分子所有的振动形式的数目在空间确定一个原子的位置，需要3个坐标，若分子有n个原子，需要3n个坐标或自由度。分子自由度总数：3n=平动+振动+转动（自由度）振动形式数目：振动自由度=3n-平动-转动非线性分子振动自由度N=3n-6线性分子振动自由度N=3n-5（所有分子在一条直线上）如：H2O振动自由度3×3–6=3三种基本振动形式12（1）吸收峰减少的原因①红外非活性振动（有高度对称结构的分子，振动过程中不引起偶极矩变化，虽有振动形式存在，但不产生红外吸收峰）。②简并，即两种振动具有相同频率，只出现

8、一个峰。③强峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的峰。④吸收峰落在仪器的检测范围之外。⑤受仪器分辨率所限，有时挨的很近的两个峰仪器分辨不出，只表现为一个峰