7红外吸收光谱.ppt

* 是根据光的相干性原理设计的，因此是一种干涉型的光谱仪。工作原理和色散型不同，主要室单色器的差别。 实验测定的是光的干涉图，然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换，从而得到以波长或波数为函数的光谱图。 * 傅立叶变换红外光谱仪的典型光路图，来自红外光源的辐射，经过Michelson干涉仪产生干涉图，透过样品后，得到带有样品信息的干涉图，用计算机解出此干涉图函数的Fourier余弦变换，就得到样品的红外光谱。 Michelson干涉仪是由固定不动的M1和可以移动的M2以及光的分束器BS组成，M1M2是互相垂直的平面反射鏡，BS以45角置于之间，将来自光源的光分为两束，一束是反射，另外一束投射通过BS，这样两束光经反射鏡反射后又汇集在一起，再投射在检测器上，由于动鏡的移动，产生光程差。当光程差为半波长的偶数倍时，产生明线，是半波长的奇数倍时，产生暗线，，这样记录器上的信号将成余弦变化，每移动四分之一波长的距离，信号从明到暗周期性改变一次。得到干涉图。 * 要获得一张高质量的红外光谱图，除了仪器本身的因素以外，还要有合适的样品制备方法，下面分别介绍气，液，固态样品的制备。 * 先计算不饱和度，再遵循先识别特征区，后指纹区；先强峰，再弱峰；先粗查，再细找；先否定，再肯定的原则 * 4,3 * 紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物，而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。由于红外光谱分析特征性强，气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点。因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。 * 1.吸收峰出现的频率低 2.吸收峰的数目多，图形复杂 3.吸收强度低 不难发现，红外光谱使用两种不同的比例尺，多以2000为界。主要是为了防止高波数区过分扩张。 * CO2 * ΔE=hν * 最简单的就是双原子分子，可以看成是简谐振动。 * m=1.67×10-27kg * 化学键力常数越大，折合质量越小，则化学键的振动频率越高，吸收峰出现在高波区；相反，出现在低波区。 可以比较C－C C＝C C≡C ，这三种碳－碳键的原子质量相同，但是键力常数相差较大 * 多原子分子可以看作是双原子分子的组合。双原子分子可以只有一种振动形式：伸缩振动；而多原子分子有两种振动形式：伸缩振动和弯曲振动。讨论振动形式可以了解吸收峰的起源，即吸收峰是由什么振动形式的能级跃迁引起的。讨论振动形式的数目，可以有助于了解基频峰的可能数目。 * 基本振动的数目叫做振动自由度，只需考虑分子中三种运动形式的能量变化：平动，振动，转动的能量变化。 * 在线型分子中，由于以键轴为转动轴的转动惯量为零，不能发生能量变化，因此线型分子只有两个转动自由度。 * 水分子是非线性分子，说明水分子有三种基本振动形式。 * 例如CO2的对称伸缩振动，偶极矩还是等于零，所以无红外活性。 * CO2分子的面内和面外变形振动虽然振动形式不同，但是振动频率相等。因此，他们的基频峰在光谱的同一个位置出现，因而只能观察到一个吸收峰，这就是简并，简并是基频峰小于基本振动数的一个原因。 * 红外吸收光谱上的吸收峰的高，矮。可以说明相对吸光强度。谱带的强度，可以用摩尔吸光系数来描述。 * 吸收峰的强度是讨论一条吸收曲线上吸收峰的相对强度或摩尔吸光系数与什么有关的问题。 跃迁过程中，激发态分子占总分子的百分数，成为跃迁几率。谱带的强度就是跃迁几率的量度，跃迁几率与振动过程中的偶极矩的变化有关，偶极矩的变化越大，跃迁几率也就越大，谱带强度就越大。偶极矩的变化与键的偶极矩及振动形式有关。 一个分子中同时有C=C,C=O时，由于后者振动时偶极矩变化大的缘故，吸收峰强。 实际上偶极矩的变化还与分子结构的对称性有关，对称性越强，变化越小，完全对称，变化为零。 * * 人们对于吸收峰的识别主要是对比了大量的光谱而总结出来的一些规则，进而从理论上也得到证明。 例如正癸(kui)烷，正癸腈的红外图谱比较可以识别腈基的吸收峰。 这样，对于官能团的存在和吸收峰的存在相对应，因此，可以用一些易辨认，有代表性的吸收