红外吸收光谱法ppt课件

1、5 5 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 5.1红外光谱概述红外光谱概述 5.2 红外光谱法根本原理及分析红外光谱法根本原理及分析 5.3红外光谱仪器及运用红外光谱仪器及运用5.1 5.1 概概 述述 一、红外光的开展简史和区划一、红外光的开展简史和区划 二、红外光谱的定义和表示方法二、红外光谱的定义和表示方法 三、三、IRIR与与UVUV的区别的区别 四、红外光谱的特点四、红外光谱的特点一一一一 红外开展简史红外开展简史 18001800年英国科学家赫谢尔发现红外线年英国科学家赫谢尔发现红外线 19361936年世界第一台棱镜分光单光束红外光谱仪制成年世界第一台棱镜分光单光束红外光谱仪制成 19

2、461946年制成双光束红外光谱仪年制成双光束红外光谱仪 6060年代制成以光栅为色散元件的第二代红外光谱仪年代制成以光栅为色散元件的第二代红外光谱仪 7070年代制成傅立叶变换红外光谱仪，使扫描速度大年代制成傅立叶变换红外光谱仪，使扫描速度大大提高大提高 7070年代末，出现了激光红外光谱仪，共聚焦显微红年代末，出现了激光红外光谱仪，共聚焦显微红外光谱仪等外光谱仪等一二红外光的区划一二红外光的区划光学光谱区光学光谱区区域区域 / / m m /cm/cm-1-1能级跃迁类型及应用能级跃迁类型及应用近红外近红外( (泛频区泛频区) )0.750.752.52.51282012820400040

3、00含氢原子团伸缩振动的含氢原子团伸缩振动的倍频吸收倍频吸收区；区；稀土稀土和其它和其它过渡金属离子过渡金属离子的的化合物，并适用于化合物，并适用于水、醇、某些水、醇、某些高分子化合物高分子化合物以及以及含氢原子团化含氢原子团化合物合物的定量分析的定量分析中红外中红外( (基基本振动区本振动区) )2.5-252.5-25 40004000400400分子的振动、转动；分子的振动、转动；绝大多数有绝大多数有机化合物和无机离子的机化合物和无机离子的基频吸收基频吸收 远红外远红外( (转动区转动区) )2525100010004004001010气体气体分子中的纯分子中的纯转动转动跃迁、跃迁、振动

4、振动- -转动跃迁转动跃迁、液体和固体液体和固体中中重原子重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动架振动以及晶体中的以及晶体中的晶格振动晶格振动所所引起的；金属有机化合物（包括引起的；金属有机化合物（包括络合物）、氢键、吸附现象络合物）、氢键、吸附现象 二、红外光谱的定义和表示方法二、红外光谱的定义和表示方法 定义：红外光谱又称分子振动转动光谱，属定义：红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品遭到频率延续变化的红分子吸收光谱。样品遭到频率延续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净

5、变化，使振分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振- -转能级从基态跃迁到激发态，记录百分透过转能级从基态跃迁到激发态，记录百分透过率率T%T%对波数或波长的曲线，即红外光谱对波数或波长的曲线，即红外光谱 红外吸收光谱普通用红外吸收光谱普通用T T 曲线或曲线或T T波数曲线波数曲线表示。纵坐标为百分透射比表示。纵坐标为百分透射比T%T%，横坐标是波长，横坐标是波长 单位为单位为mm，或波数单位为，或波数单位为cm-1cm-1三、三、IRIR与与UVUV的区别的区别区别区别IRIRUVUV起源起源 分子分子振动能级振动能级伴伴随随转动能级转动能级跃迁跃迁分子外层价分子外层价电子电子能级跃迁能级跃

6、迁适用适用 所有红外吸收的所有红外吸收的有机化合物有机化合物具具n-n-* *跃迁有机化合物跃迁有机化合物具具-* *跃迁有机化合物跃迁有机化合物特征性特征性 特征性强特征性强 简单、特征性不强简单、特征性不强用途用途 鉴定化合物类别；鉴定化合物类别；鉴定鉴定官能团官能团；推；推测测结构结构 定量；推测有机化合物定量；推测有机化合物共轭骨架共轭骨架四、红外光谱的特点四、红外光谱的特点1 1红外吸收只需振红外吸收只需振- -转跃迁转跃迁, ,能量低能量低2 2运用范围广运用范围广, ,除单原子分子及单核分子外除单原子分子及单核分子外, ,几乎几乎一切的有机物均有红外吸收一切的有机物均有红外吸收3

7、 3分子构造更为精细的表征：经过波谱的波峰数分子构造更为精细的表征：经过波谱的波峰数目及强度确定分子基团和分子构造目及强度确定分子基团和分子构造4 4可以进展定量分析可以进展定量分析5 5固、液、气态试样均可用固、液、气态试样均可用, ,用量少用量少, ,不破坏样品不破坏样品6 6分析速度快分析速度快7 7与色谱等联用与色谱等联用GC-FTIRGC-FTIR具有强大的定性功具有强大的定性功能能5.2 5.2 红外光谱根本原理红外光谱根本原理一、红外吸收光谱的产生一、红外吸收光谱的产生二、双原子分子振动二、双原子分子振动三、多原子分子振动三、多原子分子振动四、吸收谱带的强度四、吸收谱带的强度五、

8、红外光谱的特征性和基团频率五、红外光谱的特征性和基团频率六、影响基团频率的要素六、影响基团频率的要素一一 红外吸收光谱的产生条件红外吸收光谱的产生条件 物质分子要吸收红外辐射产物质分子要吸收红外辐射产生红外光谱，必需满足两个条生红外光谱，必需满足两个条件：件： 条件一：条件一： 辐射光子的能量辐射光子的能量与发生振动、转动跃迁所需的与发生振动、转动跃迁所需的能量相等；能量相等； 条件二：条件二： 辐射与物质之间辐射与物质之间有耦协作用有耦协作用 根据量子力学原理，分根据量子力学原理，分子振动能量子振动能量EVEV是量子化的是量子化的即即EV= (V+1/2)hEV= (V+1/2)h 为分子振

9、动频率，为分子振动频率，V V为为振动量子数，其值取振动量子数，其值取0 0，1 1，2 2， 分子中不同振动能级分子中不同振动能级能量差能量差:EV =V h; :EV =V h; 也就是说，只需当也就是说，只需当EV=Ea EV=Ea 即即a=Va=V时，才能够发时，才能够发生振转跃迁生振转跃迁EV = V hEa=ha条件一：辐射光子的能量应与振条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等动跃迁所需能量相等条件一：辐射光子的能量与振动跃条件一：辐射光子的能量与振动跃迁所需能量相等迁所需能量相等 1 1 基频峰：分子吸收一基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能定频率红外线，振动能级从基态

10、跃迁至第一振级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰动激发态产生的吸收峰即即V=01V=01产生的峰产生的峰红外辐射的频率与分子振动频率的整数倍相等红外辐射的频率与分子振动频率的整数倍相等2 2 泛频峰泛频峰1)1)倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰即高能态时所产生的吸收峰即V=0V=2V=0V=2，3 3产生的峰产生的峰2)2)合频峰：分子吸收光子后，同时发生合频峰：分子吸收光子后，同时发生频率为频率为11，22的跃迁，此时产生的跃的跃迁，此时产生的跃迁为迁为1+21+2的

11、谱峰的谱峰3)3)差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰产生的峰1-21-2 泛频峰强度较弱，难识别泛频峰强度较弱，难识别却添加了光谱特征性却添加了光谱特征性问题：何时发生共振？问题：何时发生共振？条件二：辐射与分子必需有耦协作用条件二：辐射与分子必需有耦协作用 由于红外辐射是电磁波，与电磁振荡能发生相由于红外辐射是电磁波，与电磁振荡能发生相互作用，而与机械振动不能相互作用，因此分互作用，而与机械振动不能相互作用，因此分子振动时必需伴随偶极矩的变化，振动时才会子振动时必需伴随偶极矩的变化，振动时才会产生电磁振荡，与红外辐射发生共振而吸收其产生电磁振荡，与红外辐

12、射发生共振而吸收其能量能量 不对称分子如不对称分子如HCl振动过程中具有确定的偶极振动过程中具有确定的偶极距变化率距变化率1，是电磁振荡，有红外吸收；对称，是电磁振荡，有红外吸收；对称分子如分子如H2振动过程中偶极距变化率为零，是机振动过程中偶极距变化率为零，是机械振动无红外吸收械振动无红外吸收条件二：辐射与分子必需有耦协作用条件二：辐射与分子必需有耦协作用条件二条件二 辐射与物质之间必需有耦协作用辐射与物质之间必需有耦协作用 1231 1：偶极子本身伸缩振动波：偶极子本身伸缩振动波2 2：偶极子在外加交变电场作用：偶极子在外加交变电场作用下的伸缩振动波下的伸缩振动波3 3：偶极子共振叠加的伸

13、缩振动：偶极子共振叠加的伸缩振动波条件：二者的振动频率相等波条件：二者的振动频率相等红外条件：红外条件：1 1 红外辐射的频率与分子振动频率的整数红外辐射的频率与分子振动频率的整数倍相等；倍相等；2 2 分子在振动过程中有偶极矩的变化分子在振动过程中有偶极矩的变化 同核双原子分子，如同核双原子分子，如H2H2，N2N2，O2O2等非等非极性分子，振动时没有偶极矩的变化，极性分子，振动时没有偶极矩的变化，所以没有红外吸收，称为非红外活性所以没有红外吸收，称为非红外活性 极性分子如极性分子如HClHCl等，振动时有偶极矩的等，振动时有偶极矩的变化，有红外吸收，所以称为红外活变化，有红外吸收，所以称

14、为红外活性性二二 双原子分子的振动双原子分子的振动双原子分子双原子分子A-BA-B的伸缩振动的伸缩振动近似看作简谐振动近似看作简谐振动由经典力学可导出该体系的根本由经典力学可导出该体系的根本振动频率计算公式：振动频率计算公式： = =1/21/2k/k/13021302k /k /1/21/2K K化学键的力常数：将两原子化学键的力常数：将两原子由平衡位置伸长单位长度时的恢由平衡位置伸长单位长度时的恢复力单位为复力单位为N Ncm-1cm-1为双原子分子的折合质量为双原子分子的折合质量m1m2/(m1+m2)m1m2/(m1+m2) 影响根本振动频率的直接缘由是相对原子质量和化学键影响根本振动

15、频率的直接缘由是相对原子质量和化学键的力常数的力常数 1 1对于有类似质量的原子基团，对于有类似质量的原子基团，k k大，振动频率就大大，振动频率就大 2 2对于一样化学键的基团，对于一样化学键的基团，大，振动频率就小大，振动频率就小 除了化学键两端的原子质量、化学键的力常数影响根本除了化学键两端的原子质量、化学键的力常数影响根本振动频率外，而且还与内部要素构造要素和外部要振动频率外，而且还与内部要素构造要素和外部要素化学环境有关素化学环境有关 需求阐明的是上面用经典力学的方法来处置分子的振动是为了得到宏观的图象，便于了解；实践上分子的运动是量子化的，运用量子实际来处置，如真实分子的振动能量的

16、变化是量子化的 三三 多原子分子振动多原子分子振动 多原子分子原子数目或化学键多，基团和空间多原子分子原子数目或化学键多，基团和空间构造不同可以把它们的复杂振动分解成许多简构造不同可以把它们的复杂振动分解成许多简单的根本振动单的根本振动 1 1 简正振动：分子质心坚持不变，整体不转动，简正振动：分子质心坚持不变，整体不转动，每个原子都在其平衡位置附近做简谐振动，其振每个原子都在其平衡位置附近做简谐振动，其振动频率和相位都一样，即每个原子都在同一瞬间动频率和相位都一样，即每个原子都在同一瞬间经过其平衡位置，而且同时到达其最大位移值。经过其平衡位置，而且同时到达其最大位移值。分子中任何一个复杂振动

17、都可以看成这些简正振分子中任何一个复杂振动都可以看成这些简正振动的线性组合动的线性组合2. 2. 简正振动的根本方式简正振动的根本方式1 1伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长发生伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角变化而键角b b不变的振动，不变的振动， 以以表示表示 对同一基团对同一基团, ,普通不对称伸缩振动的频率普通不对称伸缩振动的频率要稍高于对称伸缩振动要稍高于对称伸缩振动2 2变形振动变形振动( (弯曲振动或变角振动弯曲振动或变角振动):):基团键基团键角发生变化而键长不变的振动，以角发生变化而键长不变的振动，以 表示表示 由于变形振动的力常数比伸缩振动的小，因此，同一基

18、团的变形振动都在其伸缩振动的低频端出现面内变形振动又分为剪式以面内变形振动又分为剪式以表示和平面表示和平面摇摆振动以摇摆振动以表示。面外变形振动又分为表示。面外变形振动又分为非平面摇摆以非平面摇摆以表示和扭曲振动以表示和扭曲振动以表表示示 3 3 根本振动的实际数峰数根本振动的实际数峰数 1简正振动的数目称为振动自在度，指分简正振动的数目称为振动自在度，指分子独立的振动数目或根本的振动数目，每个子独立的振动数目或根本的振动数目，每个振动自在度实际上相当于红外光谱图上一个振动自在度实际上相当于红外光谱图上一个基频吸收带基频吸收带 2N个原子组成分子，每个原子在空间具个原子组成分子，每个原子在空间

19、具三个自在度三个自在度 分子的振动自在度分子的振动自在度F3N-平动自在度转动平动自在度转动自在度自在度 非线性分子：非线性分子： F=3N-6(3个平动，个平动，3个转动个转动 线性分子：线性分子： F=3N-5(3个平动，个平动，2个转动个转动振动自在度反映吸收峰数量振动自在度反映吸收峰数量 并非每个振动都产生基频峰并非每个振动都产生基频峰吸收峰数常少于振动自在度数吸收峰数常少于振动自在度数水分子水分子(H2O)(H2O)非线性分子；非线性分子；F=3F=33-6=33-6=3365237561595CO2CO2分子分子线性分子线性分子;F=3;F=33-5=43-5=42439667实践

20、吸收峰数目小于实际振动数实践吸收峰数目小于实际振动数 (1) (1) 没有偶极矩变化的振动没有偶极矩变化的振动, ,不产生红外吸不产生红外吸收收 (2) (2) 一样频率的振动吸收重叠一样频率的振动吸收重叠, ,即简并即简并 (3) (3) 仪器不能区别那些频率非常接近的振动仪器不能区别那些频率非常接近的振动或因吸收带很弱仪器检测不出或因吸收带很弱仪器检测不出 (4) (4) 一些吸收带落在仪器检测范围之外一些吸收带落在仪器检测范围之外四四 吸收谱带的强度吸收谱带的强度 谱带强度取决于偶极矩变化，振动时分子偶谱带强度取决于偶极矩变化，振动时分子偶极矩变化越大，谱带强度也就越大。分子振动时极矩变

21、化越大，谱带强度也就越大。分子振动时偶极距的变化与分子构造的对称性有关：通常极偶极距的变化与分子构造的对称性有关：通常极性强的基团如性强的基团如C=OC=O振动振动, ,吸收强度较大；分子吸收强度较大；分子对称度高如对称度高如C=CC=C, ,振动偶极矩小振动偶极矩小, ,产生的谱带产生的谱带就弱就弱, ,甚至不出现甚至不出现 峰强度可用很强峰强度可用很强vs)vs)、强、强s s、中、中m m、弱弱w w、很弱、很弱vwvw等来表示等来表示 100 100 非常强峰非常强峰vsvs 20 20 100 100 强峰强峰s s 10 10 20 20 中强峰中强峰m m 1 1 10 M 17

22、35cm-1 1715cm-1 I 五元环五元环 六元环。随环张力添加，红外峰向高波数挪动六元环。随环张力添加，红外峰向高波数挪动 8 8 物质形状及制样方法物质形状及制样方法 通常，物质由固态向气态变化，其波数通常，物质由固态向气态变化，其波数将添加；由于分子在气态时，其相互作用将添加；由于分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以察看到伴随振动光谱的力很弱，此时可以察看到伴随振动光谱的转动吸收的精细构造；但是液态和固态分转动吸收的精细构造；但是液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时，子间作用力较强，在有极性基团存在时，能够发生分子间的缔合或构成氢键，导致能够发生分子间的缔合或构成氢键

23、，导致特征吸收带频率、强度和外形有较大的改特征吸收带频率、强度和外形有较大的改动，如丙酮在液态时，动，如丙酮在液态时，C=O=1718cm-1; C=O=1718cm-1; 气态时气态时C=O=1742cm-1C=O=1742cm-1 9 9 溶剂效应溶剂效应: : 极性基团的伸缩振动频率通常随极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性添加而降低。如羧酸中的羰基溶剂极性添加而降低。如羧酸中的羰基C=OC=O： 气态时：气态时： C=O=1780cm-1C=O=1780cm-1 非极性溶剂：非极性溶剂： C=O=1760cm-1C=O=1760cm-1 乙醚溶剂：乙醚溶剂： C=O=1735cm-1C

24、=O=1735cm-1 乙醇溶剂：乙醇溶剂： C=O=1720cm-1C=O=1720cm-1因此红外光谱通常需在非极性溶剂中丈量因此红外光谱通常需在非极性溶剂中丈量5.3 5.3 红外分光光度计红外分光光度计一一 仪器构造仪器构造二二 部件性能部件性能 1 1光源光源 常用的光源是能斯特灯和硅碳棒常用的光源是能斯特灯和硅碳棒类型类型 制作材料制作材料 工作温度工作温度 特特 点点 Nernst灯灯 Zr, Th, Y氧化氧化物物 1700oC 高波数区高波数区（ 1000cm-1）有有更更强强的的发发射射；稳定性好；稳定性好；机械强度差；机械强度差； 但但价格较高价格较高。 硅碳棒硅碳棒 S

25、iC 1200-1500oC 低波数区低波数区光光强强较较大大；波波数数范围范围更更广广； 坚固、发光面积大坚固、发光面积大。 2. 2. 吸收池吸收池 红外吸收池运用可透过红外的资料制成窗片，不同的红外吸收池运用可透过红外的资料制成窗片，不同的样品形状固、液、气态运用不同的样品池样品形状固、液、气态运用不同的样品池, ,固态样固态样品可与晶体混合压片制成。由于玻璃、石英等对红外光品可与晶体混合压片制成。由于玻璃、石英等对红外光均有吸收均有吸收, ,因此红外光谱吸收池窗口因此红外光谱吸收池窗口, ,普通用一些盐类的普通用一些盐类的单晶制造单晶制造材材 料料 透透光光范围范围/ m 注注 意意

26、事事 项项 NaCl 0.2-25 易易潮潮解解、湿度湿度低低于于 40% KBr 0.25-40 易易潮潮解解、湿度湿度低低于于 35% CaF2 0.13-12 不不溶溶于于水水，用用于于水水溶溶液液 CsBr 0.2-55 易易潮潮解解 TlBr + TlI 0.55-40 微微溶溶于于水水（有有毒毒） 3. 3. 单色器单色器 单色器由色散元件棱镜和光栅、准直镜和单色器由色散元件棱镜和光栅、准直镜和狭缝构成狭缝构成 色散元件常用复制的闪耀光栅。由于闪耀光栅色散元件常用复制的闪耀光栅。由于闪耀光栅存在次级光谱的干扰，因此，需求将光栅和用存在次级光谱的干扰，因此，需求将光栅和用来分别次级光

27、谱的滤光器或前置棱镜结合起来来分别次级光谱的滤光器或前置棱镜结合起来运用运用 以光栅为分光元件的红外光谱仪缺乏之处：以光栅为分光元件的红外光谱仪缺乏之处： 1 1需采用狭缝需采用狭缝, ,光能量遭到限制光能量遭到限制 2 2扫描速度慢扫描速度慢, ,不适于动态分析及和其它仪器不适于动态分析及和其它仪器联用联用 3 3不适于过强或过弱的吸收信号的分析不适于过强或过弱的吸收信号的分析4. 4. 检测器及记录仪检测器及记录仪 红外光能量低红外光能量低, ,缺乏以引起光电子的发射，不能缺乏以引起光电子的发射，不能用光电管，因此常用热电偶最常用、测热辐用光电管，因此常用热电偶最常用、测热辐射计、热释电检

28、测器和碲镉汞检测器等射计、热释电检测器和碲镉汞检测器等 热电偶检测器任务原理：利用不同导体构成回路热电偶检测器任务原理：利用不同导体构成回路时的温差电景象，将温差转变为电位差，回路电时的温差电景象，将温差转变为电位差，回路电流的大小随照射的红外光的强弱而变化流的大小随照射的红外光的强弱而变化几种红外检测器几种红外检测器 Fourier变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源硅碳棒、高压汞灯、Michelson干涉仪、检测器、计算机和记录仪组成 光源发出的红外辐射，经干涉仪转变成干涉图，经过试样后得到含有试样信息的干涉图，由电子计算机采集，经过快速傅立叶变换，得到吸光度或透光度随频率或波数变化的红

29、外谱图 三三 傅立叶红外光谱仪傅立叶红外光谱仪 1 仪器构造仪器构造相关光相关光2 2 傅立叶红外光谱仪任务原理傅立叶红外光谱仪任务原理 仪器中迈克耳逊干涉仪的作用是将光源发出的光仪器中迈克耳逊干涉仪的作用是将光源发出的光分为两束后分为两束后, ,再以不同的光程差重新组合再以不同的光程差重新组合, ,发生干发生干涉景象涉景象 当两束光的光程差为当两束光的光程差为/2/2的偶数倍时的偶数倍时, ,那么落在那么落在检测器上的相关光相互叠加检测器上的相关光相互叠加, ,产生明线产生明线, ,其相关光其相关光强度有极大值；相反强度有极大值；相反, ,当两光束的光程差为当两光束的光程差为/2/2的奇数倍

30、时的奇数倍时, ,那么落在检测器上的相关光将相互那么落在检测器上的相关光将相互抵消抵消, ,产生暗线产生暗线, ,相关光强度有极小值。由于多色相关光强度有极小值。由于多色光的干涉图等于一切各单色光干涉图的加合光的干涉图等于一切各单色光干涉图的加合, ,故故得到的是具有中心极大得到的是具有中心极大, ,并向两边迅速衰减的对并向两边迅速衰减的对称干涉图称干涉图单色光单色光单色光单色光二色光二色光多色光多色光多色干涉光经样品吸收后的干涉图多色干涉光经样品吸收后的干涉图(a)(a)FourierFourier变换后的红外光谱图变换后的红外光谱图(b)(b)3 3 傅立叶变换红外光谱仪的特点傅立叶变换红

31、外光谱仪的特点 1 1扫描速度极快扫描速度极快1s)98%)(98%)，通常在分析，通常在分析前，样品需求纯化；对于前，样品需求纯化；对于GC-FTIRGC-FTIR那么无此要那么无此要求求2)2)试样不含有水试样不含有水( (水可产生红外吸收且可侵蚀水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗盐窗) ) 3)3)试样浓度或厚度应适当，以使试样浓度或厚度应适当，以使T T在适宜范围在适宜范围 二制样方法二制样方法1 1 气态样品气态样品 气态样品普通灌入气体气态样品普通灌入气体槽内进展测定。槽体普通槽内进展测定。槽体普通由带有进口管和出口管的由带有进口管和出口管的玻璃筒组成图玻璃筒组成图6 61414。它的两

32、端粘有透红外光的它的两端粘有透红外光的窗片窗片, ,窗片的材质普通是窗片的材质普通是NaCINaCI或或KBrKBr。再用金属池。再用金属池架将其固定。气槽的厚度架将其固定。气槽的厚度常为常为100mm100mm。分析前。分析前, ,先抽先抽真空真空, ,然后通入经过枯燥然后通入经过枯燥的气体样品的气体样品 图图4.26 4.26 红外气体槽红外气体槽2 2 液体样品液体样品1 1液体吸收池法：液体样品可注入液体吸收池液体吸收池法：液体样品可注入液体吸收池内测定。吸收池的两侧是用内测定。吸收池的两侧是用NaCINaCI或或KBrKBr等品片作等品片作成的窗片。常用的液体吸收池有两种：固定式吸成

33、的窗片。常用的液体吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池收池和可拆式吸收池2 2液膜法：液膜法是定性分析中常用的简便方液膜法：液膜法是定性分析中常用的简便方法。尤其对沸点较高法。尤其对沸点较高, ,不易清洗的液体样品采用不易清洗的液体样品采用此法更为方便。在可拆池两窗之间此法更为方便。在可拆池两窗之间, ,滴上滴上1 12 2滴滴液体样品液体样品, ,构成一薄膜。液膜厚度可借助于池架构成一薄膜。液膜厚度可借助于池架上的固紧螺丝作微小调理。低沸点易挥发的样品上的固紧螺丝作微小调理。低沸点易挥发的样品不宜采用此法不宜采用此法3 3 固体试样固体试样1)1)压片法：压片法：1-2mg1-2mg样品

34、样品+200mg KBr+200mg KBr枯燥处置枯燥处置研细：研细：粒度小于粒度小于2m(2m(散射小散射小)混合压成透明薄片混合压成透明薄片直接测直接测定定 2)2)石蜡糊法：试样石蜡糊法：试样磨细磨细与液体石蜡混合与液体石蜡混合夹于盐夹于盐片间片间( (石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该法不适于研讨饱石蜡为高碳数饱和烷烃，因此该法不适于研讨饱和烷烃和烷烃) )3)3)薄膜法：薄膜法： 高分子试样高分子试样加热熔融加热熔融涂制或压制成膜涂制或压制成膜 高分子试样高分子试样溶于低沸点溶剂溶于低沸点溶剂涂渍于盐片涂渍于盐片 挥发除溶剂挥发除溶剂 样品量少时，采用光束聚光器并配微量池样品量少时，采用

35、光束聚光器并配微量池 五五 红外吸收光谱的运用红外吸收光谱的运用红外光谱法广泛用于有机化合物的定性鉴定和构造分析红外光谱法广泛用于有机化合物的定性鉴定和构造分析一、定性分析一、定性分析1. 1. 知物的签定知物的签定 将试样谱图与规范谱图对照或与相关文献上的谱图对照将试样谱图与规范谱图对照或与相关文献上的谱图对照2 2决择性鉴定决择性鉴定 被测物能够是某几个知化合物被测物能够是某几个知化合物, ,仅需用红仅需用红外光谱法予以一定。假设无规范图谱外光谱法予以一定。假设无规范图谱, ,必需先对红外谱必需先对红外谱图进展官能团定性分析图进展官能团定性分析, ,根据分析结果根据分析结果, ,推断最能够

36、的推断最能够的化合物化合物3. 3. 未知物构造分析未知物构造分析 假设化合物不是新物质假设化合物不是新物质, ,可将其红外谱图与规可将其红外谱图与规范谱图对照查对；假设化合物为新物质范谱图对照查对；假设化合物为新物质, ,那么须进展光谱解析。其步骤为：那么须进展光谱解析。其步骤为： 1 1该化合物的信息搜集：试样来源、熔点、该化合物的信息搜集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等；沸点、折光率、旋光率等； 2 2不饱和度的计算：经过元素分析得到该化不饱和度的计算：经过元素分析得到该化合物的分子式合物的分子式, ,并求出其不饱和度并求出其不饱和度 。2nnn1134 =0=0时时, ,分子是

37、饱和的分子是饱和的, ,分子为链状烷烃或其不含双键分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物；的衍生物； =1=1时时, ,分子能够有一个双键或脂环；分子能够有一个双键或脂环； =2=2时时, ,分子能够有三键；分子能够有三键； =3=3时时, ,分子能够有两个双键或脂环；分子能够有两个双键或脂环； =4=4时时, ,分子能够有一个苯环。分子能够有一个苯环。 一些杂原子如一些杂原子如S S、O O不参与计算。不参与计算。 3 3查找基团频率查找基团频率, ,推测分子能够的基团；推测分子能够的基团； 4 4查找红外指纹区查找红外指纹区, ,进一步验证基团的相关峰；进一步验证基团的相关峰； 5 5能过其它

38、定性方法进一步确证：能过其它定性方法进一步确证：UV-V isUV-V is、MSMS、NMRNMR、RamanRaman等等二、定量分析二、定量分析 红外光谱定量分析是经过对特征吸收红外光谱定量分析是经过对特征吸收谱带强度的丈量来求出组份含量。其实际谱带强度的丈量来求出组份含量。其实际根据是朗伯根据是朗伯- -比耳定律比耳定律 由于红外光谱的谱带较多，选择的余由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组份和多组份地大，所以能方便地对单一组份和多组份进展定量分析。此外，该法不受样品形状进展定量分析。此外，该法不受样品形状的限制，能定量测定气体、液体和固体样的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。因此，红外光谱定量分析运用广泛。品。因此，红外光谱定量分析运用广泛。但红外定量灵敏度较低，尚不适用于微量但红外定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份的测定组份的测定1 C12H24解1计算不饱和度: =1+12+0-24/2=1 阐明该化合物分子具有一个双键或一个环 2图谱解析 3075cm-1处有吸收峰,阐明存在与不饱和碳相连的氢,因此,该化