（精）红外吸收光谱分析2.ppt

第三节 红外吸收光谱仪器 一、红外光谱仪主要部件 红外光谱仪由光源、单色器、吸收地、检测器和记录系统五部分组成 ⒈光源：连续红外光辐射，常用的有能斯特灯和硅碳棒 ⒉吸收池：由于中红外光不能透过玻璃和石英，因此红外吸收池是一些无机盐晶体材料，常用KBｒ晶体(易吸潮应保持干燥) ⒊单色器：以光栅作为分光元件 ⒋检测器：常用真空热电偶，热电量热计，光电导管等。 ⒌记录系统：由记录仪自动记录图谱 第四节 红外吸收光谱分析 一、试样的制备 1、气体样品：气体吸收池 2、液体试样：液体池法和涂片法/液膜法 3、固体试样 糊状法 压片法 薄膜法 二、IR的应用：官能团定性与结构分析 1、定性分析的一般过程（思路步骤） （1）试样的纯化 （2）了解试样的来源，性质及其实验资料，如分子量，m.b.点，溶解度，外观等 （3）根据分子式确定其不饱和度 例： 计算C9H8O2的不饱和度 Ω = 1＋9 +（0–8 ）/ 2 = 6 （4）谱图解析：没有确定的原则 一般来说：先特征，后指纹 先强峰，后弱峰 先粗后细 先否定，后肯定 （5）然后与标准谱图进行对照 2、定量分析：灵敏度较低，一般不适合定量 练习 : 某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080， 3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500， 1370，1230，750，690cm-1，试推断分子结构 解: 重点讨论 分子吸收红外辐射必须同时满足以下两个条件： （1）辐射应具有刚好满足振动跃迁所需的能量。 （2）只有能使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射（辐射与物质间有相互偶合作用）。 A、对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 B、非对称分子：有偶极矩，红外活性。 四、影响吸收峰强度的因素 1、峰强度的划分：按照吸光系数划分 ε100，极强 20ε100，强 10ε20，中 1ε10，弱 2、影响因素：跃迁几率和偶极矩的变化值 （1）从基态向第一激发态跃迁，几率大：基频峰一般较强，而倍频峰一般较弱； （2）对于基频峰：偶极矩变化越大的振动，吸收峰越强 偶极矩： i.原子的电负性相差越大，即键的极性越大，偶极矩变化越大：C-Cl比C－H强; ii.分子的对称性：越差，偶极矩变化越大，对称性分子没有红外活性。 如：ClCH＝CCl2，有C＝C峰；而Cl2C＝CCl2无C＝C峰 iii.一般来说，不对称伸缩对称伸缩，伸缩弯曲 五、基团振动与红外吸收光谱 注意两个问题： （1）红外光谱的产生是由于分子振动能级的跃迁 （2）分子对红外光的吸收频率与分子振动的频率相匹配 吸收有规律可循 （1）各种基团的振动频率不一样，因此其对红外光的吸收频率也不一样。每种基团（原子团）都有特征的红外吸收光谱，或者说同一基团的IR吸收峰总是出现在相近的吸收波长范围内，无论该基团是在什么样的分子结构中。 （2）可想而知，同一基团在不同的化学环境中其吸收峰会发生变化。 如羰基－C＝O，红外吸收峰在1700cm-1附近 当 R－C＝OH 1730 R－C＝O－OH 1760 R－C＝O－OR 1740 R－C＝O－NH2 1690 R－C＝O－R’ 1715 （1）1700附附近；（2）受临近基团影响，位移 几个名词术语; （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 （2）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=0→V=2，3- - -产生的峰） （3）组频峰：振动之间相互作用产生的吸收峰 （4）泛频峰：倍频峰＋组频峰;泛频峰强度较弱，难辨认→却增加了光谱特征性 （5）特征峰：可用于鉴别官能团存在的吸收峰。 （6）相关峰：由一个官能团引起的一组具有相互依存关系的特征峰。相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关；用一组相关峰才可以确定确定一个官能团的存在。 　红外光谱可分为基频区和指纹区两大区域 （1）基频区(4000～1350cm)又称为特征区或官能团区，其特征吸收峰可作为鉴定基团的依据。 特点：吸收峰稀疏，易辨认，一般为伸