13.1 红外分光光度法概述和基本原理.ppt

山东中医药高等专科学校ShandongCollegeOfTraditionalChineseMedicine分析化学红外分光光度法概述山东中医药高等专科学校高荧红外分光光度法概述红外光谱（IR）化合物吸收红外光的能量而发生振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱，也称为分子振动-转动吸收光谱。红外分光光度法利用红外光谱进行定性、定量及分子结构分析的方法。红外分光光度法概述乙酰半胱氨酸YixianBanguangansuanAcetylcysteine【鉴别】（1）取本品约0.1g，加10%氢氧化钠溶液2ml溶解后，加醋酸铅试液1ml，加热煮沸，溶液渐显黄褐色，继而产生黑色沉淀。（2）取本品约10mg，加氢氧化钠试液1ml溶解后，加亚硝基铁氰化钠试液数滴，摇匀，即显深红色；放置后渐显黄色，上层留有红色环，振摇后又变成红色。（3）本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集7图）一致。红外分光光度法概述红外光波长范围为0.76～1000μm区域波长λ（μm）波数σ（cm-1）能级跃迁类型近红外区0.75～2.513158～4000OH、NH、CH键的倍频吸收区中红外区2.5～504000～200振动，伴随转动（基本振动区）远红外区50～1000200～10纯转动红外分光光度法概述红外光谱的表示方法多用T-σ或T-λ曲线描述红外分光光度法概述红外光谱与紫外光谱的区别IRUV吸收电磁波红外光线紫外光线起源分子振动能级伴随转动能级跃迁分子外层价电子能级跃迁适用所有红外吸收的有机化合物具n-π*跃迁有机化合物具π-π*跃迁有机化合物特征性特征性强简单、特征性不强红外分光光度法概述红外光谱的主要用途（1）确定化合物的类别（2）识别官能团（3）推测分子结构（4）定量分析分析化学红外分光光度法基本原理山东中医药高等专科学校高荧红外分光光度法基本原理红外光谱产生的条件（1）红外辐射的能量与分子振动-转动能级跃迁所需的能量相等。（2）分子振动前后必须伴有瞬时偶极矩的变化。红外分光光度法基本原理分子振动形式双原子分子振动多原子分子振动红外分光光度法基本原理双原子分子振动红外分光光度法基本原理红外光的波数σσ谐振子基频振动吸收波数（cm-1)，k化学键力常数μ成键两个原子A和B的折合相对原子质量红外分光光度法基本原理化学键的强度越大，折合质量越小，则振动频率越高；分子振动频率不同，产生振动能级跃迁所需的红外辐射频率也不相同。不同分子形成具有自身特征的红外吸收光谱，此为红外吸收光谱用于定性鉴别和结构分析的基础。红外分光光度法基本原理伸缩振动ν弯曲振动（变形振动）δ对称伸缩振动νs面内弯曲振动β剪式振动δ面内摇摆振动ρ不对称伸缩振动νas面外弯曲振动γ面外摇摆ω扭曲振动τ多原子分子振动红外分光光度法基本原理振动自由度与峰数振动自由度是指分子基本振动的数目。三维空间中，每个原子在空间有三个自由度，对N个原子组成的分子振动自由度=3n-平动自由度-转动自由度线性分子的振动自由度=3n-3-2=3n－5非线性分子振动自由度=3n-3-3=3n－6红外分光光度法基本原理理论上来说，每个振动自由度相当于一个红外吸收峰，但实际上红外光谱上吸收峰数目少于振动自由度数目。例4计算CO2分子的振动自由度。解：CO2振动自由度＝3n－5＝4故CO2分子有四种振动形式：νas＝2349cm-1νs＝1388cm-1＝667cm-1γ＝667cm-1红