红外基础概念课件

红外光谱与FTIR基本概念红外基本概念红外光谱本质属性红外活性基本公式谱区的划分红外光谱出峰规律理解FTIRFTIR仪器原理基本概念的理解红外光谱的获得FTIR工作流程红外光谱与FTIR基本概念红外基本概念1分子运动类别分子运动的能量由平动能、转动能、振动能和电子能四部分组成。分子运动服从量子力学规律。分子运动的能量E可以表示为：E=E平＋E转＋E振＋E电分子的平移运动可以连续变化，不是量子化的。分子的转动、振动和电子运动都是量子化的。分子运动类别分子运动的能量由平动能、转动能、振动2红外光谱是分子振动转动光谱分子所有运动都会产生红外光谱？？红外光是热辐射.分子的振动和转动能量在红外谱区。红外光谱是分子振动转动光谱分子所有运动都会产生红外光谱？？红3分子振动运动分类基团的振动模式分为两大类，即伸缩振动和弯曲振动。分子振动运动分类基团的振动模式分为两大类，即伸缩4分子运动与红外谱图对应关系分子运动与红外谱图对应关系5红外活性一切分子的振动和转动均有对应的红外光谱？双原子分子？单原子分子？金属？？O=C=O（理论3*3-5=4）偶极矩发生变化的振动——红外活性同理，对多原子分子而言，并非所有的振动都有红外吸收分子对称运动没有红外吸收红外活性一切分子的振动和转动均有对应的红外光谱？？O=C=O6基本公式ν(cm-1)＝104/λ(μm)T=I/I0

（I0入射光强度I透射光强度）A=log(I0/I)=-logT=εCL（ε吸光系数C样品浓度L吸收池厚度）（朗伯-比尔定律红外光谱定量基础）基本公式ν(cm-1)＝104/λ(μm)7红外光谱的表示A=-logT=KCLT=I/I0坐标的物理意义红外光谱的表示A=-logT=KCLT=I/I0坐标的物理意8谱区的划分谱区的划分9基团频率不同分子中相同基团的某种振动模式，如果振动频率基本相同，总是出现在某一范围较窄的频率区间，有相当强的红外吸收强度，且与其它振动频率分得开，这种振动频率称为基团频率。基团频率受分子中其余部分影响较小，具有特征性，可用于鉴定该基团的存在。大多数特征基团频率出现在4000－1330cm-1之间。

基团频率不同分子中相同基团的某种振动模式，如果振10指纹频率1330－400cm-1区间称为指纹区。指纹区出现的频率有基团频率和指纹频率。指纹频率不是某个基团的振动频率，而是整个分子或分子的一部分振动产生的。分子结构的微小变化会引起指纹频率的变化。指纹频率没有特征性，但对特定分子是特征的。

不能企图将全部指纹频率进行指认。指纹频率1330－400cm-1区间称为指纹区。11常见基团特征频率常见基团特征频率12红外出峰规律——四区划分┕━━━━━━━━━━━━┙4000～2200cm-1

端H结构┕━━━┙2500～2000cm-1

叁键、连双键┕━━━━━━┙1600～400cm-1

单键┕━━┙1800～1500cm-1

双键红外出峰规律——四区划分┕━━━━━━━━━━━━┙┕━━━13红外光谱解析步骤应先算出分子的不饱和度。确定分子所含基团及化学键的类型，判断化合物的种类。4000－1333cm-1范围为官能团区，可以判断化合物的种类。根据样品来源信息，种类等情况，结合谱库检索和标准样品谱图的对比特别是进行指纹区的比较，确定样品的归属。1333－650cm-1范围为指纹区，反映整个分子结构的特点。三个要素：峰位、形状、相对比例红外光谱解析步骤应先算出分子的不饱和度。14理解FT变换1.FTIR光路图2.重要概念(FT变换,干涉图,单通道光谱)3.红外光谱的获得4.FTIR工作流程理解FT变换1.FTIR光路图15FTIR光路图

从光源（如：SiC棒）发出的红外光照射到干涉仪。经过干涉以后光通过样品腔，然后聚焦在检测器。TENSOR27光谱仪的光路图FTIR光路图从光源（如：Si16几个基本概念的理解干涉图：干涉图是所有波长的干涉条纹的连续求和。表征光强随光程差的变化。FT变换：数学运算方法。通过傅里叶数学变换（FT）把干涉图转变成单通道光谱图。单通道光谱：各频率对应的光强，是光源输出，分束器特性，检测器响应等的所有仪器部件的综合结果（也反映了空气中水气和CO2的吸收）。检测器信号离散傅里叶变换（DFT）公式：S(k.Δ)=ΣI(n

Δx)

exp(i2πk

n/N)几个基本概念的理解干涉图：干涉图是所有波长的干涉条纹的连续求17红外光谱的获得FT变换T(

)=S(

)/R(

)红外光谱的获得FT18FTIR工作流程IR光源干涉仪样品检测器光频率和吸收红外光干涉光干涉图FT变换单通道图强度变化透过图T(

)