红外分光光度法课件_2

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1、第四章红外吸收光谱法第一节概述利用物质分子对红外辐射的特征吸收而建立起来的光谱分析方法。红外光谱分子吸收光谱分子振动-转动光谱HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience红外光区划分红外光谱(0.78~1000m)远红外(转动区)(50-1000m)中红外(振动区)(2.5~50m)4000-200cm-1近红外(泛频）(0.78~2.5m)12820-4000cm-1倍频分子振动转动分子转动分区及波长范围跃迁类型（常用区）HEBEINORM

2、ALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience一、红外光谱特点1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低；2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience4）定量分析；5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品；6）分析速度快。7）与色谱等联用（GC-FT

3、IR）具有强大的定性功能。HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience二、红外光谱图T-或T-曲线透射比波长、波数波数：cm-1，线性波数表示法HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience波长：m，线性波长表示法（cm-1)=104/(m)HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience一、分子的振动分子简谐

4、振动方程式第二节红外吸收基本理论化学键越强，键的力常数(化学键由平衡位置伸长单位长度时的恢复力。N/cm)越大，原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience=例计算HCl伸缩振动所产生的吸收峰的频率kH-Cl=5.1N/cm理论值：2981.5cm-1实验值：2885.9cm-1计算O-H伸缩振动所产生的吸收峰的频率kO-H=7.7N/cm理论值：3724.4cm-1实验值：3600c

5、m-1HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialSciencek大，化学键的振动波数高，如kCC(2062cm-1)>kC=C(1683cm-1)>kC-C(1190cm-1)小，化学键的振动波数高，如C-H(3000cm-1)<C-N(1330cm-1)<C-O(1280cm-1)各种有机化合物的结构不同，k和不同，吸收峰的频率不同。—用于结构鉴定经典力学导出的波数计算式为近似式。因为振动能量变化是量子化的，分子中各基团之间、化学键之间会相互影响，

6、即分子振动的波数与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因）有关。Ev=（v±1/2）h为分子振动频率，v为振动量子数，其值取0，1，2，…分子中不同振动能级差为Ev=vhv=±1HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience（二）非谐振子—双原子分子HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience基频峰：由=0到=1的跃迁产生的吸收谱带。强度大倍频峰第一倍频峰：由=0到

7、=2跃迁产生的吸收谱带。弱，不是基频峰整数倍。第二倍频峰：由=0到=3……（二）非谐振子—双原子分子HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience（三）分子振动形式伸缩振动——原子沿着键轴方向伸缩，振动时键长变化，键角不变弯曲振动——键角发生变化，键长不变HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience振动的基本类型伸缩振动对称伸缩振动s不对称伸缩振动as弯曲振动面内弯曲振动面外弯

8、曲振动剪式振动面内摇摆振动面外摇摆振动面外扭曲振动HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry&MaterialScience对称伸缩振动s：振动时各键同时伸长或缩短。不对称伸缩振动as：振动时某些键伸长而另外的键缩短。面内弯曲振动：振动的方向位于分子的平面内。面外弯曲振动：在垂直于分子平面方向上