红外光谱分析-王利平.ppt

红外光谱 聊城大学材料科学与工程学院王利平2011年10月 红外光谱的基本概念 红外光谱的基本概念 红外光区分三个区段 近红外区 0 75 2 5 m 13333 4000 cm 泛音区 用于研究单键的倍频 组频吸收 中红外区 2 5 25 m 4000 400 cm 基频振动区 各种基团基频振动吸收 远红外区 25 m以上 转动区 价键转动 晶格转动 分子骨架弯曲振动 红外光谱的产生 用波长2 5 25 m 频率4000 400 cm的光波照射样品 引起分子中原子振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱 中红外区的频率常用波数 表示 波数的单位是cm 1 标准红外谱图标有频率和波长两种刻度 波长和波数的关系是 各种振动方式及能量 分子振动方式分为 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 剪式振动 s 平面摇摆 面外弯曲振动 非平面摇摆 扭曲振动 按能量高低为 as s s高频区 低频区红外光谱的选律 使分子偶极矩发生改变的振动是红外活性的 二氧化碳的IR光谱 O C OO C OO C OO C O 对称伸缩振动反对称伸缩振动面内弯曲振动面外弯曲振动不产生吸收峰2360667667因此O C O的IR光谱只有2360和667 cm二个吸收峰 IR光谱得到的结构信息 IR光谱表示法 横坐标为吸收波长 m 或吸收频率 波数 cm 纵坐标常用百分透过率T 表示从谱图可得信息 1吸收峰的位置 吸收频率 2吸收峰的强度 常用vs verystrong s strong m medium w weak vw veryweak b broad sh sharp v variable 表示3吸收峰的形状 尖峰 宽峰 肩峰 各种化学键的红外吸收位置 外在因素 测定条件 正己酸在液态和气态的红外光谱a蒸气 134 b液体 室温 样品所处物态 制备样品的方法 溶剂的性质 氢键 结晶条件 吸收池厚度 色散系统以及测试温度等 红外光谱仪及样品制备技术 色散型双光束红外分光光度计傅立叶变换红外光谱仪 FTIR 红外样品的制备 色散型红外光谱仪 傅立叶变换红外光谱仪 迈克逊干涉仪 FTIR光谱仪的优点 扫描速度快 几十次 秒 信号累加 信噪比提高 可达60 1 光通量大 所有频率同时测量 检测灵敏度高 样品量减少 扫描速度快 可跟踪反应历程 作反应动力学研究 并可与GC LC联用 测量频率范围宽 可达到4500 6cm 1杂散光少 波数精度高 分辨率可达0 05 cm对温度 湿度要求不高 光学部件简单 只有一个动镜在实验中运动 不易磨损 红外光谱的测定方法 样品要求 干燥无水 浓度适当 多组分样要先分离固体样品 溴化钾压片法糊状法 加石蜡油Nujol调成糊状 溶液法 溶剂CS2 CCl4 CHCl3 薄膜法 高分子化合物 液体样品 液膜法溶液法 水熔液样品可用AgCl池子 气体样品 气体样品槽 红外光谱用于分析化学中的光谱区段是中红外区 即波数4000 400cm 1的范围内 KBr在中红外区没有吸收 用它来压片测定不会对样品信号产生干扰 为什么用溴化钾压片 苯甲酸 3300 2500cm 1 羧酸二聚体的O H伸缩振动 峰形宽 散 1695cm 1 C O伸缩振动 因与苯环共轭移向低波数 920cm 1 O H非平面摇摆振动 特征 苯甲酸分子中各原子基团的基频峰如下图 3175 61C Hstretchingonthering1685 37C Ostretching1396 05C Cskeletonofthering1