最新第六章红外吸收光谱法课件ppt.ppt

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1、第六章红外吸收光谱法红外吸收光谱法第一节概述第二节红外吸收光谱法的基本理论第三节红外吸收光谱仪第四节红外吸收光谱分析第五节红外吸收光谱的应用第一节概述分子吸收光谱后发生振动能级和转动能级的跃迁，红外吸收光谱也称为分子振动-转动光谱。与紫外吸收光谱法、核磁共振波谱法及质谱法一起称为四大谱学方法。微观：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跃迁，所以无法测得纯粹的振动能谱，而只能得到分子的振动—转动光谱。宏观：以λ或σ为横坐标，以T或A为纵坐标所作的曲线，为红外光谱图。研究范围近红外区：主要研究稀土和过渡金属离子的化合物，水，含氢原子团化合物的定量分析。

2、中红外光区（又称红外光谱区）：绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带都出现在该区，由于基频振动是最强的吸收，适宜进行定性、定量分析。远红外光谱区：由于低频骨架振动能很灵敏地反应出结构变化，所以对异构体的研究特别方便，还可用于金属有机化合物的、氢键、吸附现象的研究，但由于该光区弱，一般不在此范围内进行分析。第二节红外吸收光谱法的基本原理一、红外吸收光谱产生条件1.辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量。当一定频率（一定能量）的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致，就满足了第一个条件。2.辐射与物质之间有偶合作用（相互作用）。物质吸收辐射的第二个条件，

3、实质上是外界辐射迁移的能量到分子中去。而这种能量的转移是通过偶极矩的变化来实现的。偶极矩与红外活性用分子偶极距μ来描述分子偶极距的大小。μ=q.dd：正负电荷中心距离；q：电荷对称分子μ＝0，但不一定无红外活性固有偶极是红外光谱产生的必要条件有偶极矩变化的振动可观测到红外吸收谱带，这种振动称为红外活性振动二、双原子分子的振动把双原子分子看成质量分别为mA、mB的两个小球，其间的化学键看作不计质量的弹簧。当分子发生Δn=1的振动能级跃迁时，吸收红外光的波数和频率分别为：c光速；k化学键力常数（N·cm-1）；μ原子的折合质量μ＝mA.mB/(mA+mB)某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）键

4、类型—CC—>—C=C—>—C—C—力常数15179.59.94.55.6峰位4.5m6.0m7.0m三、多原子分子的振动多原子分子的振动可分解为多个简正振动来研究。简正振动整个分子质心不变、整体不转动、各原子在原地作简谐振动且频率及位相相同。此时分子中的任何振动可视为所有上述简谐振动的线性组合。简正振动基本形式伸缩振动：键长改变，键角不变。变形振动：键角改变，键长不变。又称弯曲振动或变角振动。振动基本形式2、峰位、峰数与峰强（1）峰位化学键的力常数k越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区；反之，出现在低波数区。（2）峰数峰数与分子自由度有关

5、。无瞬间偶极距变化时，无红外吸收。非线性分子的振动自由度为3n-6；线性分子的振动自由度为3n-5（n为原子数）（3）峰强：瞬间偶极矩变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；CO2分子振动情况（4）基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰；（5）倍频峰：由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰为一级倍频峰；（6）合频峰：两个以上基频峰之和或差处出现的峰。强度比基频峰弱得多。C2H4O1730cm-11165cm--12720cm-1HHHHOCC乙醛分子诸键振动示意图红外光谱区实际峰数少于基本振动数目原因：（1）当振动过程中分子不发生瞬间偶极

6、矩变化时，不引起红外吸收；（2）频率完全相同的振动彼此发生简并；（3）强宽峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰；（4）吸收峰有时落在中红外区域（4000~250cm-1）以外；（5）吸收强度太弱，以致无法测定。3、振动频率基团频率红外光谱区可分成4000~1300cm-1和1300~400cm两个区域。基团频率区在4000~1300cm-1之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征频率区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，常用于鉴定官能团。基团频率区又可分为三个区域：（1）4000~2500cm-1为O-H、N-H、C-H的伸缩振动。（2）2500~1900cm-1为叁键和累计双

7、键区。（3）1900~1300cm-1为双键伸缩振动区。X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）双键伸缩振动区（1900~1200cm-1）1-己烯1-己烯你能分辨出哪一个峰是双键峰？指纹区1、1800~900cm-1区域主要是C—O、C—N等单键的伸缩振动吸收及C—C单键骨架的振动。2、900~650cm-1区域主要是C—H的弯曲振动吸收。可用来确定化合物的顺反构型或苯环的取代类型。烯烃的δ=