苯甲酸的红外光谱测定.pptVIP

一、实验目的 1、掌握FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪的使用方法。 2、掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法。 3、初步了解红外吸收光谱图的解析。 第一页，共二十二页。 卤化物压片法 压片法也叫碱金属卤化物锭剂法。由于碱金属卤化物（如KCI、KBr、KI以及CsI等）加压后变成可塑物，并在中红外区完全透明，因而被广泛用于固体样品的制备。 一般将固体样品 l～3.8mg放在玛瑙研钵中，加 100～300.mg的KBr或KCl，混合研磨均匀，使其粒度达到 2.5um以下。将磨好的混合物小心倒入压模中，加压成型，就可得到厚约0.8mm的透明薄片。 KBr的吸湿性较强，即使在红外灯烘烤下或在干燥箱中研磨，也不可避免地会吸收空气中的游离水。为了除去游离水的干扰。常在相同条件下制备另一个纯KBr透明薄片，作为补偿，放在参比光路中。 第二页，共二十二页。 压片法的优点： ①没有溶剂和糊剂的干扰，能一次完整地获得样品的红外吸收光谱。 ②可以通过减小样品的粒度来减少杂散光。从而获得尖锐的吸收带。 ③只要样品能变成细粉，并且加压下不发生结构变化，都可用压片法进行测试。 ④由于薄片的厚度和样品的浓度可以精确控制，因而可用于定量分析。 ⑤压成的薄片便于保存。 值得注意的是：压片法对样品中的水分要求严格，因为，样品含水不仅影响薄片的透明度，而且影响对化合物的判定。因此，要尽量采用加热、冷冻或其它有效方法除水。样品粉末的粒度对吸光度有影响，粒度越小，吸光度越大。因此，特别是做定量分析时，要求样品粉末有均一的分散性和尽可能小的粒度。 第三页，共二十二页。 二、测定原理 红外光谱（IR谱）是一种分子振动—转动光谱，它是由于分子的振动、转动、分子间的能级跃迁产生的。 纯转动 400~33 25~1000 远红外 分子振动-转动 （基本振动区） 4000~400 2.5~25 中红外 OH、NH、CH及SH倍频吸收区 12820~4000 0.76~2.5 近红外 能级跃迁类型 波数 (cm-1) 波长?(?m) 区域 红外光谱区域的划分 第四页，共二十二页。 变形或弯曲振动 面内变形振动（δ） 面外变形振动（γ） 剪式振动（δ） 面内摇摆振动（ρ） 面外摇摆振动（ω） 扭曲变形振动（τ） 变形振动又称变角振动。它是指基团键角发生周期变化而键长不变的振动。 伸缩振动 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 伸缩振动是指原子沿着价键方向来回运动，即振动时键长发生变化，键角不变。 基本振动形式分类:伸缩振动；变形振动 第五页，共二十二页。 第六页，共二十二页。 非线型分子：H2O 振动自由度=3N-6=3×3-6=3 线型分子：CO2 振动自由度=3N-5=3×3-5=4 第七页，共二十二页。 H2O的红外光谱 ?asOH3756cm-1 ?sOH3652cm-1 ?OH1595cm-1 当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一样，二者就会产生共振。此时光的能量通过分子偶极矩的变化而传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光产生共振跃迁。 第八页，共二十二页。 理论上计算的一个振动，在红外光谱上相应产生一个基频吸收带。 实际上，绝大多数化合物在红外光谱图上出现的峰数，远小于理论上计算的振动数，这是由如下原因引起的： （1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收，即非红外活性； （2）相同频率的振动吸收重叠，即简并； （3）仪器不能区别那些频率十分相近的振动，或因吸收带很弱，仪器检测不出； （4）有些吸收带落在仪器检测范围之外。 第九页，共二十二页。 例如，线性分子CO2，理论上计算其基本振动数为：3N-5=4。其具体振动形式如下： ← → O ═ C ═ O 对称伸缩（无吸收峰） → ← → O ═ C ═ O 反对称伸缩（2349 cm-1） ↑O ═ C ═ O↓ ↓ 面内变形（667 cm-1） ↖ ↖ O ═ C ═ O ↘ 面外变形（667 cm-1） 但在红外图谱上，只出现667 cm-1和2 349 cm-1两个基频吸收峰。这是因为对称伸缩振动偶极矩变化为零，不产生吸收。而面内变形和面外变形振动的吸收频率完全一样，发生简并。 第十页，共二十二页。 CO2的红外光谱 ?asC=O 2349cm-1 弯曲振动666cm-1 第十一页，共二十二页。 每种化合物都可绘制出具有自身特征的红外光谱图。从而