第四章 红外吸收光谱法ppt课件.ppt

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1、第四章红外吸收光谱法ChapterFourInfraredAbsorptionSpectrumForShort：IR§4-1红外吸收光谱概述分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。

2、记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。2§4.1红外光谱法概述红外光谱在化学领域中的应用，大体上可分为两个方面：用于分子结构的基础研究和用于化学组成的分析。前者，应用红外光谱可以测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型；根据所得的力常数可以知道化学键的强弱；由简正频率来计算热力学函数，等等。3红外光谱最广泛的应用还在于对物质的化学组成进行分析。用红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。此法具有快速、高灵敏度、检测试样用量少、能分

3、析各种状态的试样等特点，因此，它已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。4一.红外光谱分子中基团的振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。因此，红外光谱也称分子的振、转动光谱。5作用：有机化合物的结构解析的重要工具，根据有机化合物红外特征吸收频率，确定化合物结构中基团；也可依据特征峰的强度变化进行定量分析。6二、红外光区的划分（0.75~1000m）红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75~1000µm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.78~2.5µm），中红外光

4、区（2.5~25µm），远红外光区（25~300µm）。7表3-1.红外光区的划分波谱区近红外光中红外光远红外光波长/m0.75~2.52.5~5050~1000波数/cm-113333~40004000~200200~10跃迁类型分子振动分子转动8近红外光区（0.75~2.5µm）低能电子能级跃迁含氢原子团：-OH、-NH、-CH伸缩振动的倍频吸收峰稀土及过渡金属离子配位化学的研究对象适用于水、醇、高分子化合物（蛋白质、淀粉）及含氢原子团化合物的定量分析9分子的振动、转动基频吸收光谱区应用最为广泛的红外光谱区：绝大多数

5、有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法。中红外光区（2.5~50µm）10远红外光区（50~1000µm）气体分子的转动能级跃迁液体与固体中重原子的伸缩振动晶体的晶格振动某些变角振动、骨架振动-异构体的研究主要用于纯无机或者金属有机化合物、氢键、吸附现象研究，主要是定性分析但由于该光区能量弱，除

6、非其它波长区间内没有合适的分析谱带，一般不在此范围内进行分析。11三.红外吸收光谱的表示红外吸收光谱一般用T~曲线或T~波数曲线表示。纵坐标为百分透射比T%，因而吸收峰向下，向上则为谷；横坐标是波长（单位为µm），或波数（单位为cm-1）。波长与波数之间的关系为：波数/cm-1=104/（/µm）中红外区的波数范围是4000~200cm-1。121.应用范围广：紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物。而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光

7、谱中出现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。四、红外光谱法的特点132.特征性强：除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。143.气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析

8、速度快，不破坏样品的特点。4.峰多，复杂由于振动的多样性，红外吸收峰多且非常复杂，并不是红外谱图上的每一个峰都能解析。因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。15§4-2红外光谱产生的条件1.辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所