分析中心-IR-new.ppt

* * 红外光谱和拉曼光谱属于分子振动光谱，是现代有机分析必不可少的分析工具 红外光谱 振动光谱的特点： 分子特异性，可提供分子中有关官能团的内在信息。 如种类、相互作用和定位等 异构体 定量和非破坏分析 分析不同样品 如固体、液体、气体， 表面、固液气界面， 微区、整体样品和逐层结构分析 中红外区（MIR）： 有机物的定性分析 多数分子的简正振动区（官能区和指纹区） 远红外（FIR）： 分子的骨架振动 含金属原子的分子的简正振动 近红外区（NIR）： 简正振动的泛频带 食品及工业混合物的例行分析（食品0.1～100％） 红外光谱与拉曼光谱的区别：信号产生的方式不同 红外光谱为吸收光谱，拉曼光谱为散射光谱（一般信号很弱） 二者在研究分子结构上具有互补性 §1 红外光谱法的特点 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） 几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收 (单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等除外) 凡是具有结构不同的两个化合物，其红外光谱一定不相同 (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除外) 分析特征性强 气体、液体、固体样品都可测定 用量少，分析速度快，不破坏样品的特点 能进行定性分析 鉴定化合物和测定分子结构 能进行定量分析 吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关 §1 红外光谱法的特点 §2 红外光谱与紫外可见光谱的区别 一、起源不同 均为吸收光谱 紫外光谱: 由电子能级跃迁引起 在发生电子能级跃迁时，虽振动、转动同时会发生跃迁，但终因它的能级相差很小，常在紫外可见光谱曲线中表现不出来，故紫外吸收光谱属电子光谱，光谱简单。 中红外吸收光谱：由振－转动能级跃迁引起，光谱复杂。 二、使用范围不同 紫外光谱：芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物或某些无机化合物的定性与定量分析，以溶液状态为主。 中红外光谱 所有有机化合物均具有独自的红外光谱。固、气、液，固体样品更方便 三、特征性不同 红外光谱较紫外光谱特征性强 四、应用领域不一样 红外光谱 定性鉴定、结构分析、定量功能差（ε小） 紫外光谱 定量（ε大） §2 红外光谱与紫外可见光谱的区别 §3 产生红外吸收的条件 1 . 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 例：双原子分子振动光谱。若把双原子分子（A-B）的两个原子看作两个小球，把连结它们的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，则两个原子间的伸缩振动，可近似地看成沿键轴方向的间谐振动。 该分子的振动总能量(E u )为： E u = （? +1/2）h? （ u =0，1，2，?） u为振动量子数（ u =0，1，2，……）； ?为分子振动的频率； E u是与振动量子数u相应的体系能量 产生红外吸收光谱的第一条件为： h?L =△E振 即?L = △u ? ? 即只有当红外辐射频率等于振动量子数的差值与分子振动频率的乘积时，分子才能吸收红外辐射，产生红外吸收光谱 基频峰: 分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（u =0）跃迁至第一振动激发态（ u =1）时，所产生的吸收峰 △u =1时，?L= ?，所以基频峰的位置（?L）等于分子的振动频率。 倍频峰: 由基态振动能级（u=0）跃迁至第二激发态（u=2）、第三激发态（u=3）?，所产生的红外吸收吸收峰 合频峰（?1+?2，2?1+?2，?），差频峰（ ?1-?2，2?1-?2，? ）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰 例H-Cl： 基频峰（?0→1） 2885.9 cm-1 最强 二倍频峰（ ?0→2 ） 5668.0 cm