第二章红外吸收光谱ppt课件

《第二章红外吸收光谱ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章红外吸收光谱概述基本原理1.产生红外吸收的条件2.分子振动3.谱带强度4.振动频率5.影响基团频率的因素红外光谱仪红外光谱应用1红外光谱法的发展概况●1800年英国赫谢尔（Herschel）发现红外线●1892年朱利叶斯（Julius）用岩盐棱镜及测热辐射计（电阻温度计），测得了20几种有机化合物的红外光谱。●1947年世界上第一台双光束自动记录红外分光光度计在美国投入使用（第一代)2●20世纪60年代，采用光栅作为单色器（第二代）●20世纪70年代，干涉型的傅里叶变换红外光谱仪及计算机化色散型的仪器（第三代）。●20世纪70年代后期到80年代，用可

2、调激光作为红外光源代替单色器（第四代）。与其它仪器如GC、HPLC联用，并用计算机存贮及检索光谱3定义：  物质的分子受到频率连续变化的红外光照射时，吸收了某些特定频率的红外光，发生了分子振动能级和转动能级的跃迁，产生的吸收光谱。电子跃迁振动跃迁转动跃迁4红外光100nm(2.5-25um)5红外光谱图（T-λ或T-图）一些官能团的位置在很多化合物中几乎不变，因此红外谱可用于化合物鉴定和分子结构的表征6各种峰的描述7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：除单原子分子及同核双原子分子外(Ne、He、O2H2),几乎所有有机物均有红

3、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。4.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-FTIR)具有强大的定性功能。不适用：振动时无偶极矩变化，左右旋光物质IR谱相同，不能判别，长链正烷烃类IR谱相似。复杂性化合物光谱极复杂，难断结构，需与其它方法配合。8IR与UV-Vis区别IRUV起源分子振动能级分子外层价电子伴随转动能级能级跃迁适用所有红外吸收具有n-π*有机化合物的有机化合物具有π-π*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

4、别定量鉴定官能团推测有机化合物共轭骨架推测结构9一、红外光谱产生条件(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量EV2EV1－为高、低振动能级能量Ν－为红外辐射频率基本原理10(2)红外辐射与物质间有相互偶合作用条件：分子振动，必须伴随瞬时偶极矩的变化分子振动－－偶极矩作周期性变化－－交变的偶极场－－其频率与匹配的红外辐射交变电磁场耦合－－分子吸收能量从低的振动能级跃迁到高的振动能级。111）偶极子分子由于构成它的各原子电负性不同，显示不同的极性，称为偶极子。2）通常用分子的偶极矩（μ）来描述分子极性的大小，电负性差别越大，μ就越大，峰越强。3）红外活

5、性与非红外活性分子对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。但H2O有非对称分子：有偶极矩，红外活性。偶极子在交变电场中的作用示意图12指出下列振动是否具有红外活性？答案:(2)、(4)、(7)为红外活性，其余为非红外活性。13二、分子振动1）双原子分子：谐振子模型谐振子模型K－键力常数（达因/厘米）ｖ-振动频率Μ－两原子折合质量（克）经典力学虎克（Hook）定律化学键振动类似于连接一个弹簧的两个小球之间的振动。14例：由P266页表中查得C=C的力常数为9.5-9.9,令其为9.6,计算其波数正己烷中C=C的伸缩振动频

6、率实验值1652。15k,μ同,则ν;例：C-C、C=C、C≡Cμ相同，k，所以ν增大，依次为1430cm-1，1670cm-1，2220cm-1k同,μ,则ν；例:C-C、C-N、C-Ok相近，μ(C-C＜C-N＜C-O)，所以ν，分别为1430cm-1,1330cm-1,1280cm-1讨论：16经典力学x是偏离平衡位置距离量子力学E=(V+1/2)hνV=0,1…分子中的振动能级是量子化的，不是连续的。吸收红外的频率等于分子振动频率。能量:17非谐振模型Χ、χ′－非谐校正系数不再是抛物线振动能级间距越来越小除基频外，还可观察到弱倍频182）多原子分子

7、复杂多原子分子振动可以分解成许多简单的基本振动，称为简正振动。简正振动类型19伸缩振动V原子沿键轴方向伸缩特点：键长变化，键角不变化变形振动δ：弯曲振动或变角振动特点：键长不变，键角变化亚甲基2021基本振动的理论数（简正振动的数目）3n=振动自由度+平动自由度+转动自由度分子振动自由度=3n-6(3个平动自由度，3个转动自由度)非线形分子线形分子振动自由度=3n–5(3个平动自由度，2个转动自由度)22例：水分子H2O（非线性分子）　　　　　振动自由度＝３×３－６＝３例:二氧化碳分子CO2（线性分子）　　　　　　　振动自由度＝３×3－５＝４23线形C

8、O2分子理论上计算的简则振动数为4，共有4个振动形式，在红外谱图上