红外吸收光谱法2011学习教案

1、会计学1红外吸收光谱红外吸收光谱(x shu un p)法法2011第一页，共68页。u1800年，发现红外辐射。年，发现红外辐射。u第二次世界大战期间，得到迅速发展。第二次世界大战期间，得到迅速发展。u与紫外、核磁共振、质谱一起称为四大与紫外、核磁共振、质谱一起称为四大(s d)谱，谱，是有机化合物结构分析的重要手段。是有机化合物结构分析的重要手段。第1页/共67页第二页，共68页。u近红外区（泛频区）：近红外区（泛频区）：12800-4000 cm-1；u中红外区（基本中红外区（基本(jbn)振动区）：振动区）：4000-400 cm-1；u远红外区（转动区）：远红外区（转动区）：400-

2、33 cm-1。第2页/共67页第三页，共68页。第3页/共67页第四页，共68页。 红外光谱红外光谱(gungp)图：纵坐标为透光率，横坐图：纵坐标为透光率，横坐标为波长标为波长l(mm)或波数或波数(1/l, cm-1)。第4页/共67页第五页，共68页。章节章节第5页/共67页第六页，共68页。第6页/共67页第七页，共68页。 分子不是一个刚体，分子中原子以平衡点为中分子不是一个刚体，分子中原子以平衡点为中心，以非常心，以非常(fichng)小的振幅作周期性振动。最小的振幅作周期性振动。最简单的化学键振动类似于连接两个小球的弹簧。简单的化学键振动类似于连接两个小球的弹簧。第7页/共67

3、页第八页，共68页。任意任意(rny)(rny)两个相邻的能级间的能量差两个相邻的能级间的能量差为：为：kkckhhE13072112第8页/共67页第九页，共68页。k1307第9页/共67页第十页，共68页。 化学键键强越强（即键的力常数化学键键强越强（即键的力常数K越大），原子折越大），原子折合质量越小，化学键振动频率合质量越小，化学键振动频率(pnl)越大，吸收峰在高越大，吸收峰在高波数区。波数区。第10页/共67页第十一页，共68页。 实际上双原子分子并非理想谐振子！随振动实际上双原子分子并非理想谐振子！随振动量子数的增加，上下振动能级量子数的增加，上下振动能级(nngj)间隔逐渐间

4、隔逐渐减小！减小！u由基态振动能级跃迁至第由基态振动能级跃迁至第1振动激发态时，所产振动激发态时，所产生的吸收峰称为基频峰，基频峰位置等于分子的生的吸收峰称为基频峰，基频峰位置等于分子的振动频率。振动频率。u由基态振动能级跃迁至第由基态振动能级跃迁至第2、3振动激发态时，振动激发态时，吸收峰称为第一、第二倍频峰。吸收峰称为第一、第二倍频峰。u一般一般(ybn)情况下，基频峰最强，倍频峰则弱得情况下，基频峰最强，倍频峰则弱得多。多。第11页/共67页第十二页，共68页。 多原子分子振动很复杂多原子分子振动很复杂(fz)，可分为两类，可分为两类：第12页/共67页第十三页，共68页。 多原子分子振

5、动多原子分子振动(zhndng)形式的多少用振动形式的多少用振动(zhndng)自由度表示。自由度表示。u三维空间中，原子能沿三维空间中，原子能沿x、y、z三个坐标方向独三个坐标方向独立运动，立运动，n个原子则有个原子则有3n个独立运动，再除去个独立运动，再除去三个坐标轴方向的分子平移三个坐标轴方向的分子平移(pn y)及整体分及整体分子转动。子转动。u非线性分子：非线性分子：3n-6，如，如H2O有有3个自由度。个自由度。u线性分子：线性分子：3n-5，如，如CO2有有4个自由度。个自由度。第13页/共67页第十四页，共68页。u红外辐射频率与基本振动频率一致时，可产生红外辐射频率与基本振动

6、频率一致时，可产生=0=1跃迁的基频吸收谱带。跃迁的基频吸收谱带。u红外辐射能量刚好红外辐射能量刚好(gngho)满足满足=0=2跃迁跃迁时，则产生时，则产生2倍频吸收谱带，等等。倍频吸收谱带，等等。u也可能发生也可能发生=1=2跃迁，单常温下，绝大多数跃迁，单常温下，绝大多数分子处于分子处于=0的振动基态，因此观察到的主要是从的振动基态，因此观察到的主要是从基态开始跃迁的吸收谱带。基态开始跃迁的吸收谱带。第14页/共67页第十五页，共68页。第15页/共67页第十六页，共68页。第16页/共67页第十七页，共68页。第17页/共67页第十八页，共68页。第18页/共67页第十九页，共68页。

7、ue 100e 100：非常：非常(f(fichg)ichg)强峰强峰(v)(v)u20 e 10020 e 100：强峰：强峰()()u10 e 2010 e 20：中强峰：中强峰()()u1 e 101 e 10：弱峰：弱峰(w)(w)ue 1e 80C） 溶液法溶液法-液体液体(yt)池池溶剂：溶剂：CCl4、CS2常用常用 研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法） 薄膜法薄膜法第53页/共67页第五十四页，共68页。GC/FTIR（气相色谱红外光谱（气相色谱红外光谱(gungp)联用）联用）LC/FTIR（液相色谱（液相色谱(s p)红外光谱联用红外光谱联用）PAS/FTIR（光声红外光谱（光声红外光谱(gungp)）MIC/FTIR（显微红外光谱）显微红外光谱）-微量及微区分析微量及微区分析第54页/共67页第五十五页，共68页。章节章节第55页/共67页第五十六页，共68页。第56页/共67页第五十七页，共68页。正己烷正己烷第57页/共67页第五十八页，共68页。1-己烯己烯第58页/共67页第五十九页，共68页。正丁醇正丁醇第59页/共67页第六十页，共68页。丁醛丁醛第60页/共67页第六十一页，共68页。3-戊酮戊酮第61页/共67页第六十二页，共68页。第62页/共67页第六十三页，共68页。正己酸正己酸第63页/共67页第