红外光谱分析方法.pdf

红外光谱分析方法 朱永法 清华大学化学系 zhuyf@chem.tsinghua.edu.cn 2006-04-06 清华大学材料与表面组 1 红外光谱法的概述 • 19世纪初 ⇒红外光的存在 • 二十世纪初 ⇒不同官能团有不同红外吸收频率 • 1950年以后 ⇒ 自动记录式红外分光光度计 • 1970年以后 ⇒傅立叶变换型红外光谱仪 • 红外测定技术不断发展和完善 2006-04-06 清华大学材料与表面组 2 基础知识 • 红外光谱属于分子振动和转动光谱，主要与分子的结构有关 • 能产生偶极距变化的分子均可以产生红外吸收；除单原子分 子以及同核分子以外的分子均可以具有特征吸收。（F， N2） • 红外光谱的吸收频率，吸收峰的数目以及强度均与分子结构 有关，因此可以用来鉴定未知物质的分子结构和化学基团 • 此外，还与晶体的振动和转动有关；（材料科学研究较多） 2006-04-06 清华大学材料与表面组 3 红外光谱的划分 红外区域 λ/ μm υ/cm-1 能级跃迁类型 OH、NH及CH键的 近红外区 0.75~2.5 13158~4000 倍频吸收 中红外区 2.5~25 4000-400 分子振动 远红外区 25~1000 400-10 分子转动 2006-04-06 清华大学材料与表面组 4 红外光谱原理 • 红外吸收的产生 在分子内部具有振动和转动能级，当物质被一束 红外光线辐照时，只要红外光的能量与能级跃迁 的能量匹配，在分子内部就可以产生振动或转动 跃迁，产生红外吸收。 • 其吸收的能量是量子化的，由跃迁的两个能级所 决定。 • 振动能量E ＝（v ＋1/2）h ν 2006-04-06 清华大学材料与表面组 5 红外吸收的能量 Electronic Spectroscopy Vibrational Spectroscopy S S1 1 V 3 V 2 S V1 S0