红外分光光度法培训ppt课件

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1、红外分光光度法概述红外区：0.76~500μm(或1000μm)近红外区:0.76~2.5μm13158~4000σcm-1中红外区：2.5~50μm4000~200σcm-1远红外区：50~500μm200~20σcm-1红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性进行结构分析、定性、定量分析方法。红外光谱的表示方法：T%~σ;T%~λ1.T%~λ曲线(峰前密后疏波长等距)2.T%~曲线(峰前疏后密波数等距)红外吸收光谱与紫外吸收光谱的区别1.起源不同UV-电子光谱IR-振转光谱2.

2、适用范围广UV：研究芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无机物,不适用饱和有机化合物。IR：所有红外吸收的有机化合物3.测定样品物态UV:溶液、少数蒸气IR:气、液、固4.特征性强5.用途：鉴定化合物类别、鉴定官能团、推测化合物的分子结构式（IR)定量分析，推测有机化合物共轭骨架（UV)基本原理红外吸收曲线：用峰位、峰强、峰数描述吸收峰产生原因、峰位、峰强、峰数，及影响因素：一、振动能级与振动光谱1.振动能级分子振动能级差0.05~1.0ev转动能级差0.0001~0.025ev。因此，分子

3、发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁，无法测纯振动光谱。若把分子A-B的两个原子视为两个小球，则两个原子间的伸缩振动可近似看成沿键轴方向的简谐振动，双原子可视为谐振子。二、振动形式双原子分子---伸缩多原子分子---伸缩+弯曲1.伸缩振动：s,as例：-CH2,-CH3~2850cm-1~2925cm-1,~2870cm-1~2960cm-1除-CH2,-CH3外，凡含有两个或两个以上相同键的基团也都有对称和反对称两种伸缩振动形式。2.弯曲振动：分为（1）面内弯曲振动----在由几个原子构成

4、的平面内进行。面内剪式弯曲---键角规律性变化，似剪刀“开”“闭”。例：-CH2（CH)1465±20cm-1面内摇摆振动---基团作为一个整体在平面内摇摆，键角无变化。例：-CH2（CH)~720cm-1_（CH2)n-n4（2）面外弯曲振动---弯曲振动在垂直于由几个原子构成的平面内进行。面外摇摆振动---两个原子同时垂直向面上或面下形成的振动。例：-CH2CH2~1300cm-1锩曲振动---一个原子垂直向面上，另一个原子垂直向面下例：-CH2CH2~1250cm-1（

5、3）变形振动----多个化学键端的原子相对于分子其余部分的弯曲振动。对称变形振动s---以-CH3为例，在振动过程中，三个C-H键与轴线组成的夹角对称的缩小或扩大，形似花瓣开、闭。例：-CH3sCH3~1375cm-1不对称变形振动as---在振动过程中，二个角缩小，一个角增大，或相反。(交替变化）例：-CH3asCH3~1460cm-1以上讨论了各种振动形式，一般地，每种形式的振动，都能产生振动能级跃迁，产生相应的吸收峰，但也有例外。伸缩振动弯曲振动振动自由度即分子独立振动的数目。

6、双原子分子---伸缩振动多原子分子---伸缩、弯曲（复杂）在中红外区，分子的运动形式有三种：平动（平移）、振动、转动如是非线型分子，除平动外，整个分子还绕三个坐标轴转动，因而，还有三个转动自由度，从总数扣除3+3，剩下3N-6个振动自由度。如是线型分子，转动自由度为2（以键轴为轴的转动惯量=0，不发生能量变化），则振动自由度为3N-5由振动自由度可估计基频峰的可能数目。例1：非线型分子----H2O振动自由度=33-6=3说明水分子有三种基本振动形式，可能产生三个吸收峰。即3652cm-13756cm

7、-11595cm-1例2：线型分子---CO2振动自由度=33-5=4说明CO2分子有四种振动形式，理论上产生四个吸收峰，但实际产生2个，原因？CO2分子的四种振动形式：+-+O=C=OO=C=O后二种振动形式虽不同，但振动频率相等，基频峰在图谱同一位置出现，合并为一个峰，这种现象称为简并。简并是使基频峰数小于振动自由度的原因之一。红外吸收光谱产生的条件和吸收峰强度一、红外吸收光谱的产生必须满足下列条件：1.红外辐射的能量必须与分子的振动能级差相等，即：hL=EV或EL=V·h或L=

8、V·2.分子振动过程中其偶极矩必须发生变化，即0，只有红外活性振动才能产生吸收峰。总结：分子吸收红外线发生能级跃迁，产生基频峰必须满足以上二个条件，缺一不可。判断某振动是否是红外活性振动，看分子的对称性。例：CO2为对称分子，为非活性振动，无峰。（二）吸收峰的强度红外光谱图中吸收峰的高、矮可说明峰的相对强度。峰的绝对强度用摩尔吸光系数描述谱带强度的划分>100非常强峰VS20~100强峰S10~20中强峰m1~10弱峰W