69.红外光谱测试.ppt

红外光谱 （IR） infrared spectroscopy 当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些特定频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。 利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，称红外吸收光谱法 红外光谱法 1、概述 2、基本原理 3、红外光谱仪 4、试样的处理和制备 概述 一、红外光的区划 红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波 近红外区（NIR）:0.76~2.5μm（760~ 2500nm）-OH和-NH倍频吸收区 中红外区（MIR）:2.5~25μm （4000~ 400cm-1）振动、伴随转动光谱 远红外区（FIR）:25~500μm 纯转动光谱 紫外-可见（UV-VIS）:190 ~900nm 电子光谱 三、红外光谱的作用 绝大多数有机化合物的基频吸收带出现在MIR光 区。基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，最适于 进行红外光谱的定性和定量分析。中红外光谱仪最为 成熟、简单，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常, 中红外光谱法又简称为红外光谱法。 红外光谱是鉴别物质和分析物质化学结构的有效 手段，已被广泛应用于物质的定性鉴别、物相分析和 定量测定，并用于研究分子间和分子内部的相互作用。 四、红外光谱的表示方法 T ~σ曲线 →前疏后密 T~λ曲线 →前密后疏 IR与UV的区别 红外分光光度法基本原理 红外分光光度法 ——研究物质结构与红外光谱之间关系 红外光谱 ——由吸收峰位置和吸收峰强度共同描述 一、红外吸收光谱的产生 二、振动形式 三、吸收特征峰与相关峰 四、吸收峰位置与强度 红外吸收光谱的产生 红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差0.05 ? 1.0eV远大于转动能级差（0.0001 ? 0.05eV） 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁 双原子分子A-B→近似看作谐振子 两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动 振动形式 一般将振动形式分成两类：伸缩振动和变形振动。 （1）伸缩振动 原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动，用符号?表示。它又可以分为对称伸缩振动（ ?s）和不对称伸缩振动（ ? as ）。对同一基团，不对称伸缩振动的频率要稍高于对称伸缩振动。 （2）变形振动（又称弯曲振动或变角振动） 基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动，用符号?表示。变形振动又分为面内变形和面外变形振动。面内变形振动又分为剪式（以?表示）和平面摇摆振动（以?表示）。面外变形振动又分为非平面摇摆（以?表示）和扭曲振动（以?表示）。 图示 红外吸收峰 物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。 实验表明，组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C?C等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。 通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。 红外吸收峰 红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1、 1300 cm-1 ~ 600 cm-1两个区域。 4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间，称为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团（最有分析价值）。 1300 cm-1 ~600 cm-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。这种振动与整个分子的结构有关。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。（作为化合物存在某种基团的旁证） 特征区（官能团区）分为三个区域： （1）4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区 （X可以是O、H、C或S等原子） O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内，它可以作为