红外光谱法课件(完整版).pptVIP

红外光谱法1

概述红外光谱法（IR）：是利用分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外吸收光谱法。波长在0.76—500μm的电磁波称红外线2

区域近红外中红外远红外（也称）泛频区基频区转动区波长—μm—25μm25—500μm波数13158—4000cm-14000—400cm-1400—20cm-1产生原因C-H，O-H，N-H分子中原子的振动分子转动或少数骨架振单键的倍频振动及分子的转动动、晶格振动10.1.1红外光谱的基本知识1.红外光区的划分10.1红外光谱基础。3

IR与UV的区别IRUV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*跃迁有机化合物及某些无机物具π-π*跃迁有机化合物特征性特征性强简单、特征性不强用途鉴定化合物类别定量鉴定官能团 推测有机化合物共轭骨架 推测结构4

分子的振动频率红外光的照射频率：：nnLLVEE=D产生红外光谱前提nD=DhVEV分子振动能级差Q当分子吸收某一频率的红外辐射后，由基态(V=0）跃迁到第一激发态（V=1）时所产生的吸收峰称为基频峰。为红外光谱主要吸收峰。2.红外光谱的产生5

红外吸收光谱产生的条件红外活性振动：分子振动发生偶极矩的变化，从而产生红外吸收红外非活性振动：分子振动不发生偶极矩的变化，不产生红外吸收即振动前后偶极矩产生变化即辐射能等于振动跃迁所需要的能量①②6

光栅光谱T~σ曲线→前疏后密以波数为等间距棱镜光谱T~λ曲线→前密后疏以波长为等间距波数与波长的关系：波数与频率成正比chl=1σl=hn=Cσn=波长与波数互为倒数hcσhcσ7

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）化学键力常数（原子间平衡距离原子间振动瞬间距离cmNKrr0/10.1.2分子振动和特征振动频率1.分子振动模型2)(21r0rKU-=简谐振动位能00T=T=UrrrrUrr000或当当8

动能位能L3210，，，分子振动量子数分子振动频率=VVnD零点能a’b’baf’fede’d’V=0V=123reUra-a’谐振子b-b’真实分子R原子间距离D解离能9

D零点能a’b’baf’fede’d’V=0V=123reUra-a’谐振子b-b’真实分子r原子间距离D解离能当时分子振动能级处于基态，，为振动体系的零点能；当≠0时，分子的振动能级处于激发态。双原子分子（非谐振子）的振动位能曲线如图中b-b’所示。当时，；当或时，。谐振子模型的位能曲线如图中a-a’所示。位能曲线分子吸收适当频率的红外辐射后，可以由基态跃迁至激发态，所吸收的光子能量必须等于分子振动能量之差10

振动频率基本振动频率（吸收峰的峰位），可由Hooke定律（简谐振动公式）计算K：化学键力常数：两原子由平衡位置伸长后的恢复力μ：折合质量μ’：相对原子质量C：光速μ’=mAmB/mA+mB13