材料現(xiàn)代分析方法_紅外與紫外

1、材料現(xiàn)代分析方法 朱誠(chéng)身 綱要 緒論 紅外光譜與紫外光譜 核磁共振 光譜分析概論 1873年，J.C Maxwell提出可見(jiàn)光是電磁波（又稱電磁輻射，輻 射能）的一種形式。概括講，電磁波包括無(wú)線電波、微波、 紅外光、可見(jiàn)光、紫外光、x射線、射線等。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 電磁波譜區(qū)域分類 光譜分析概論 輻射能具有光的特性：吸收，發(fā)射，散射，折射，反射，偏振等。 光譜分析方法就是利用輻射能的某一特性，通過(guò)測(cè)量能量作用于待 測(cè)物質(zhì)后產(chǎn)生的輻射訊號(hào)的分析方法。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 分子或原子吸收 光譜光源輻射能 所

2、產(chǎn)生的光譜 分子或原子受能源（光， 電，熱等）的激發(fā)后而 產(chǎn)生的光譜 光譜分析 吸收光譜 發(fā)射光譜 原子吸收光譜 分子吸收光譜 原子發(fā)射光譜-原子熒光光譜 分子發(fā)射光譜 紫外可見(jiàn)分光譜-電子光譜 紅外光譜 激光拉曼光譜 振動(dòng)光譜 核磁共振 ESR（電子自旋共振） 熒光光譜 磷光光度法 X射線光譜 光譜分析方法分類圖 p 發(fā)展歷史：1800年，英國(guó)天文學(xué)家Hershel發(fā)現(xiàn)紅外輻射； 20世紀(jì)初，發(fā)現(xiàn)吸收譜帶與基團(tuán)間關(guān)系； 20世紀(jì)5070年代棱鏡式IR儀、光柵式IR儀、FTIR。 p 應(yīng)用：各種分子結(jié)構(gòu)，特別是官能團(tuán)的鑒定 p 特點(diǎn)： 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論

3、緒論 a) 固、液、氣態(tài)均可測(cè)定； b) 分析速度快； c) 樣品用量少； d) 操作簡(jiǎn)便； e) 定量分析準(zhǔn)確度低，單獨(dú)確定結(jié)構(gòu)困難。 IR分析中常用中紅外區(qū)（=2.5-15m），因?yàn)榉肿又性诱駝?dòng)譜 帶基本處于這一區(qū)域內(nèi)，遠(yuǎn)紅外區(qū)主要研究分子骨架彎曲振動(dòng)。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光分類 IR法基本原理：分子的振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 有機(jī)化合物分子吸收的紅外光頻率s，。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光譜中吸收譜帶都相應(yīng)著分子和分子中各級(jí)團(tuán)的振動(dòng)形式， 吸收

4、譜帶數(shù)目、位置及強(qiáng)度是判斷一個(gè)分子結(jié)構(gòu)的最主要依據(jù)。 紅外吸收峰 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光譜中吸收譜帶都相應(yīng)著分子和分子中各級(jí)團(tuán)的振動(dòng)形式， 吸收譜帶數(shù)目、位置及強(qiáng)度是判斷一個(gè)分子結(jié)構(gòu)的最主要依據(jù)。 紅外吸收峰 由公式可知：決定吸收峰位置的主要因素是兩振動(dòng)原子的質(zhì)量和化學(xué)鍵力常數(shù)。 IR法基本原理：譜圖表示法 u 吸收譜帶的位置及影響譜帶位移的因素吸收譜帶的位置及影響譜帶位移的因素：各類型振動(dòng)都有一定的頻率， 伸縮振動(dòng)的吸收峰大約在36001500cm-1區(qū)域，而彎曲振動(dòng)的吸收峰多在 1600cm-1以下的區(qū)域。因?yàn)槭规I長(zhǎng)改變所需能量比使鍵角改變所

5、需能量更 多。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光譜中吸收譜帶都相應(yīng)著分子和分子中各級(jí)團(tuán)的振動(dòng)形式， 吸收譜帶數(shù)目、位置及強(qiáng)度是判斷一個(gè)分子結(jié)構(gòu)的最主要依據(jù)。 紅外吸收峰 影響譜帶位移的因素很多，主要有以下幾種： 誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、氫鍵作用、振動(dòng)的偶合作用和費(fèi)米共振。 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 u基團(tuán)特征頻率基團(tuán)特征頻率 具有相同官能團(tuán)的系列化合物近似有一共同的吸收頻率范圍， 分子其它部分對(duì)其吸收位置的影響較小，這種能代表基團(tuán)存在并有較高強(qiáng)度 的吸收峰即特征吸收峰，其所在位置稱為特征頻率。 u官

6、能團(tuán)區(qū)官能團(tuán)區(qū) IR中40001300 cm-1部分，是特征吸收峰出現(xiàn)較多的部分。該區(qū) 可分為三段：40002500 cm-1區(qū)為X-H（如O-H、-COOH、-N-H等）伸縮振 動(dòng)區(qū)；25001900 cm-1區(qū)為三鍵和累積雙鍵區(qū)，含有三鍵的化合物如-CC、 -CN、X=Y=Z和含S-H、Si-H、P-H、B-H基團(tuán)的化合物在此區(qū)域出現(xiàn)吸收 峰；20001330 cm-1區(qū)為雙鍵（如C=O, C=C, C=N, N=O ）伸縮振動(dòng)區(qū)， 芳香環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)和NH的彎曲振動(dòng)也位于此峰區(qū)。 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 u 指紋區(qū)指紋區(qū)

7、1350600 cm-1部分吸收譜帶數(shù)目很多，但各個(gè)化合物在此區(qū)特異 性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)相近的同系物譜帶也有一定差別，如同人的指紋一樣，因此稱 為指紋區(qū)。該區(qū)分為兩波段：300900 cm-1區(qū)，主要包括C-O、C-N、C-F、 C-P、C-S、P-C、C-S、P-O、Si-O等單鍵和C=S, S=O, P=O等雙鍵的伸縮 振動(dòng)；900600 cm-1區(qū)主要為C-H的彎曲振動(dòng)和C-Cl的伸縮振動(dòng)。 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 烷烴 C-H 30002840cm-1 as CH3 2962cm-1 as CH2 2926cm-1 s CH3

8、2872cm-1 s CH2 2853cm-1 CH2 14701420 cm-1 CH3 13401380cm-1 -(CH2)n-平面搖擺 n4 720 cm-1 n3 729726 cm-1 n2 743734 cm- n1 785770 cm-1 ： 伸縮振動(dòng) s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 ： 彎曲振動(dòng) 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 烯烴 ： 伸縮振動(dòng) s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 ： 彎曲振動(dòng) =C-H 30003100 cm-1 =C-H （面外） 1000650 cm-1 =C-C 16001675 cm-1（弱，

9、特征） 烯烴C-H鍵面外彎曲振動(dòng)的波數(shù) 烯烴波數(shù)（范圍）/cm-1 RCH=CH21000-960和940-900 R2C=CH2915-870 反RCH=CHR990-940 順RCH=CHR790-650 R2C=CHR850-790 烯烴的紅外吸收 振動(dòng)類別峰位/cm-1 =C-H伸縮 3000-3100 =C-H彎曲 800-1000 =CH2彎曲 855-885 C=C伸縮 1600-1700 2-甲基-1，3-丁二烯的紅外譜圖 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 炔烴 單取代炔烴CC 21402100 cm-1 二取代炔烴CC 2

10、2602190 cm-1 單取代炔烴的伸縮振動(dòng)在3333267 cm-1內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)的尖吸收峰，而彎曲振 動(dòng)在13701220 cm-1以又弱又寬的譜 帶形式出現(xiàn)。 炔烴的紅外譜圖 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 芳烴 CH 31033000 cm-1 C-H（面外） 710675 cm-1 苯環(huán)骨架 16001585 cm-1及15001400 cm-1（雙峰形式） 弱的復(fù)合頻和倍頻 20001650 cm-1 ： 伸縮振動(dòng) ： 彎曲振動(dòng) 醇和酚 OH 36503584 cm-1（稀釋液） 35503200 cm-1（純液、固體，峰變寬）

11、OH 14201330cm-1 C-O（寬強(qiáng)峰） 1230 cm-1（酚） 1150 cm-1叔醇 1100 cm-1仲醇 1050 cm-1伯醇 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 醚、環(huán)氧化物 脂肪醚a(bǔ)s C-O-C 11501085cm-1 芳香族as C-O-C 12751200cm-1 s C-O-C 10751020 cm-1 環(huán)氧化物 環(huán)骨架 1250 cm-1 as 950810 cm-1 CH 30502990 cm-1 ： 伸縮振動(dòng) s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 ： 彎曲振動(dòng) 特征響應(yīng)是COC體系的伸縮振動(dòng) 雙醛A型環(huán)

12、氧樹(shù)脂的紅外光譜圖 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 酮和醛 醛 C-H 28302695 cm-1 CO 17001740 cm-1 酮 CO 16001750 cm-1 CO 13001100cm-1 ： 伸縮振動(dòng) s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 ： 彎曲振動(dòng) 聚甲醛的紅外光譜 值得注意的是羰基因受周 圍環(huán)境的影響，發(fā)生誘導(dǎo)、 共軛效應(yīng)，吸收峰會(huì)向高 頻或低頻移動(dòng)。 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 胺 伯胺 as N-H 3500cm-1 , s N-H 3400 cm-1（雙峰

13、） 仲胺 N-H 33503310 cm-1(氫鍵形成使譜帶向低波數(shù)移動(dòng)) 叔胺 在此區(qū)域無(wú)吸收。 在激發(fā)態(tài)的伯胺和仲胺光譜中， N-H低波數(shù)一側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)肩 峰，這是費(fèi)米共振加強(qiáng)的NH彎曲振動(dòng)的信頻引起的。 ： 伸縮振動(dòng) s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 ： 彎曲振動(dòng) 稀溶液里 伯胺 N-H 16501580 cm-1 仲胺 N-H 1515 cm-1 （芳族）（脂肪族很難觀察到NH ） 脂肪族胺 C-H 12501070 cm-1（弱峰） 芳胺 C-H 13401266 cm-1（強(qiáng)峰，因?yàn)镃-N鍵與環(huán) 的共振作用使鍵力常數(shù)增加） 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光

14、譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 胺 伯胺(a)、仲胺(b)、叔胺(c)的紅外光譜 a b c 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 羧酸 ： 伸縮振動(dòng) ： 面內(nèi)搖擺 ： 面外搖擺 羧酸酐 C=O 17401840cm-1（雙峰） C-O 10501200 cm-1 （強(qiáng)、寬峰） O-H 3550cm-1（游離單體） 33002500 cm-1（二聚體，寬而強(qiáng)的峰） C=O 1720cm-1（游離單體，比酮的-C=O要強(qiáng)的多） 17201706 cm-1（二聚體，由于氫鍵作用向低波數(shù)移動(dòng)且強(qiáng)度降低） C-O 13201210 cm-1（肩峰） O-

15、H 14401395 cm-1 ， O-H 920 cm-1（中等強(qiáng)度和寬度）（二聚體特征譜帶） 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 酯 ： 伸縮振動(dòng) C=O 1750 cm-1（會(huì)隨周圍環(huán)境改變而改變） C-O 13001000 cm-1（較強(qiáng)峰） 聚甲基丙烯酸甲酯的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 酰胺 ： 伸縮振動(dòng) ： 彎曲振動(dòng) ： 面外搖擺 酰胺 C=O 1650 cm-1（羧基吸收譜帶） 酰胺 N-H 15701515cm-1（尖峰） N-H 35003400 cm-1

16、 C-N 1400 cm-1 C-N 800660 cm-1（中等強(qiáng)度寬峰） 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 酰胺 聚酰胺紅外光譜 尼龍66的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 腈(R-CN) ： 伸縮振動(dòng) -CN 22602220 cm-1（中等強(qiáng)度尖峰） 聚丙烯腈的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含鹵素原子 ： 伸縮振動(dòng) ： 面外搖擺 C-Br 690515cm-1 C-I 600500 cm-1 C-X 1

17、3001150 cm-1（強(qiáng)峰） C-Cl 50550cm-1 聚四氟乙烯的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含鹵素原子 ： 伸縮振動(dòng) ： 面外搖擺 聚氯乙烯的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含硫-氧鍵 s： 對(duì)稱伸縮 as：不對(duì)稱伸縮 砜類 as S=O 13501300 cm-1 , as S=O 1300 cm-1（形成氫鍵后） s S=O 11601120 cm-1 , s S=O 1125 cm-1（形成氫鍵后） 亞砜類 as S=O 10701030 c

18、m-1 二甲基亞砜的紅外光譜圖 高分子聚 合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含硅 ： 伸縮振動(dòng) ： 彎曲振動(dòng) Si-H 2200 cm-1 ， Si-H 950800 cm-1 Si-O-H 37003200 cm-1（與醇的在同一區(qū)域)， Si-Cl 666 cm-1以下 Si-O 1110830 cm-1（強(qiáng)吸收帶)， Si-F 1000800 cm-1 聚甲基硅氧烷的紅外光譜 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含磷 ： 伸縮振動(dòng) P=O 13001150 cm-1 P-O-P 100087

19、0 cm-1（強(qiáng)峰） 脂肪族P-O-C 1050970 cm-1（強(qiáng)峰） 芳族P-O-C 12601160 cm-1（強(qiáng)峰） 高分子聚合物的紅外光譜 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 按高分子在紅外光譜中的最強(qiáng)譜帶的位置，從1800到1600 cm-1分成6區(qū)： 1區(qū)：18001700 cm-1 含酯、羧酸、酰亞胺等基團(tuán)的聚合物 2區(qū)：17001500 cm-1 主要是聚酰亞胺、聚脲等 3區(qū)：15001300 cm-1 主要是飽和線形脂肪族聚烯烴和一些有極性基團(tuán)取代的聚烴類 4區(qū)：13001200 cm-1 主要是芳香族聚醚類、聚砜類和一些含氯的高聚物 5區(qū)：12

20、001000 cm-1 主要是脂肪族的聚醚類、醇類和含硅、含氟的高聚物 6區(qū)：1000600 cm-1 主要含有取代苯、不飽和雙鍵和一些含氯的高聚物 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光譜儀 最常用的紅外光譜儀有兩種，雙光束紅外分光光度計(jì) 和傅里葉變換紅外分光光度計(jì)。它們的主要區(qū)別在于 分光元件的不同，前者使用的是光柵，后者是干涉儀。 u色散型雙光束紅外分光度計(jì) 得到“頻域圖” 光源樣品單色儀檢測(cè)儀放大儀記錄系統(tǒng) u 佛立葉變換紅外光譜儀 得到“時(shí)域圖” 光源邁克爾干涉儀探測(cè)儀計(jì)算機(jī) 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光

21、譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紅外光譜儀 u 傅立葉變換紅外光譜儀優(yōu)點(diǎn)： 測(cè)量時(shí)間短 分辨能力高 波數(shù)精度高 測(cè)定光譜范圍寬 其它優(yōu)點(diǎn)：重復(fù)性好，雜散光小，靈敏度。還可 與GC、HPLC等儀器一起采用連用技術(shù)，解決混合物 的分離、分析問(wèn)題。 u注意事項(xiàng)：FI-IR在使用時(shí)對(duì)周圍環(huán)境要求較高，溫度、濕度 影響到測(cè)定的穩(wěn)定性，使用時(shí)一定要注意防潮、防高溫。 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 樣品的制備無(wú)論氣體、液體或固體都可以進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。 u 氣體氣體樣品樣品：一般直接通入抽成真空的氣體池內(nèi)測(cè)定。 u 液體液體樣品樣品：使用純

22、液或溶液進(jìn)行測(cè)定。 純液直接滴在兩鹽片間，形成0.01mm或更薄的薄膜即可測(cè)定。 若液樣吸收很強(qiáng)而得不到滿意譜圖，可制成溶液降低濃度后再測(cè)定。將溶液放在 0.11mm厚的吸收池中，純?nèi)軇┑难a(bǔ)償吸收池放在參比光束中，則得到溶質(zhì)IR。 溶劑的選擇：干燥無(wú)水、在測(cè)定區(qū)無(wú)吸收（常用溶劑CCl4在1333cm-1以上少吸收， CS2 在1330cm-1以下少吸收）、可選多種溶劑、避免使用會(huì)和溶質(zhì)反應(yīng)的溶劑。 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 樣品的制備 下圖是紅外常用液體樣品池的示意圖，主要部分是 用螺絲固定在兩隔板之間的兩個(gè)鹽片。 紅外光譜樣品池

23、 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 樣品的制備無(wú)論氣體、液體或固體都可以進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。 u 固體樣品：固體樣品：固體樣品可采用以下幾種方法測(cè)定： 溶液法：把固體樣品溶解在溶劑中，用液體池測(cè)定。 研糊法：多數(shù)固體樣品都可以使用研糊法測(cè)定。首先將固體樣品研細(xì)，然后加 入一滴或幾滴研磨劑，在瑪瑙研缽中研磨成均勻糊狀，將研糊涂于兩鹽片之間， 即可形成薄膜進(jìn)行測(cè)量。常用的研磨劑Nujul（石蠟油，長(zhǎng)鏈烷烴）、Flurolube （含氟和氯的鹵代高聚物）和六氯代丁二烯。使用上述研磨劑時(shí)，可在4000 2500cm-1區(qū)域內(nèi)得到?jīng)]有干擾譜帶的譜圖。

24、 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 樣品的制備無(wú)論氣體、液體或固體都可以進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。 u 固體樣品：固體樣品：固體樣品可采用以下幾種方法測(cè)定： 壓片法：干燥的KBr粉末在真空下加壓可形成 透明固體薄片，因此研細(xì)的樣品與干燥的KBr粉 末在10000-15000Psi壓力下也可制成透明薄片。 不過(guò)KBr壓片樣品較難制備，該方法并不常用。 析出薄膜法：即樣品從溶液中沉淀析出或溶劑 揮發(fā)而形成透明薄膜的制樣技術(shù)。析出薄膜特別 使用于能夠成膜的高分子物質(zhì)。 壓片裝置 (a)固定板(b)壓片池(c)加壓螺絲 紅外色譜儀和樣品制備技術(shù) 紅外光譜

25、與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 樣品的制備無(wú)論氣體、液體或固體都可以進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。 u 固體樣品：固體樣品：固體樣品可采用以下幾種方法測(cè)定： ATR技術(shù)：衰減全反射光譜Attenuated Total Reflection，又稱為內(nèi)反射光譜 Internal Reflection，其原理是光的反射和散射。多數(shù)有機(jī)物折射率1.5的紅外透過(guò)晶體。 測(cè)量時(shí)，紅外光經(jīng)紅外透過(guò)晶體到達(dá)樣品表面，產(chǎn)生全反射。但光線并非直接被 反射，而是貫穿到樣品內(nèi)一定深度后再返回。若樣品在入射光頻率范圍內(nèi)有吸收， 則反射光強(qiáng)度減弱，產(chǎn)生和普通透射吸收相似的現(xiàn)象，經(jīng)檢測(cè)器后得到ATR。 ATR中

26、譜帶強(qiáng)度取決于樣品的吸收性質(zhì)、光線的反射次數(shù)和穿透到樣品的深度。 常用譜圖集有美國(guó)Sadtler研究實(shí)驗(yàn)室編集和出版 的大型光譜集Sadtler Reference Spctra collections 和Hummel 和 Scholl 等著的“Infraqred Analysis of Polymers, Resins and Additives, An Atlas”共三冊(cè)。 u 已知物的鑒定：已知物譜圖解析最直 接、最可信的方法是直接對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜圖。 使用譜圖集時(shí)，應(yīng)注意測(cè)試樣品的狀態(tài)， 使用的溶劑與標(biāo)準(zhǔn)譜圖是否一致。 u 未知物的結(jié)構(gòu)測(cè)定：常用的解析方法 有，否定法；肯定法；否定法與肯定法相

27、 結(jié)合。 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 聚合物的定性分析 又叫譜圖解析，是紅外譜圖常使用的 方法，主要是依據(jù)吸收峰的位置，形 狀和強(qiáng)度及數(shù)目來(lái)推測(cè)聚合物的結(jié)構(gòu)。 譜圖解析又可分為已知物的鑒定已知物的鑒定和未未 知物的結(jié)構(gòu)測(cè)定知物的結(jié)構(gòu)測(cè)定。 對(duì)于否定法應(yīng)用的特征基團(tuán)頻率 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 聚合物的定量分析 紅外光譜的定量分析，主要依據(jù)朗伯 （Lambert）比爾(Bonguer)定律： A=lg(I0/I)=lg(1/T)=bc 。 紅外光譜定量分

28、析主要應(yīng)用于多組分聚合 物（如共混和共聚）的多組分分析，聚合 物中添加劑和殘余單體的定量分析以及聚 合物某些結(jié)構(gòu)特征（如端基、不飽和性、 結(jié)晶性、取向度等）的定量測(cè)定。 常用的定量分析有以下幾種： 直接計(jì)算法； 標(biāo)準(zhǔn)曲線法； 求解法； 內(nèi)標(biāo)法。 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 聚合物立體構(gòu)型構(gòu)象分析及結(jié)晶度測(cè)定 聚合物分子鏈通過(guò)CC鍵的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生不同的 構(gòu)象異構(gòu)體。聚合物立體結(jié)構(gòu)不同，反映在 紅外光譜上譜帶吸收位置、強(qiáng)度都不同，因 此，可通過(guò)紅外譜圖的比較來(lái)確定聚合物的 立體異構(gòu)體或進(jìn)行構(gòu)象分析。 結(jié)晶度是影響聚合物物理性能的重要

29、因素之 一，用紅外光譜可以方便的測(cè)出它的結(jié)晶度。 高分子鏈上支鏈的數(shù)目、長(zhǎng)短分布對(duì)聚合物 形態(tài)有較大影響，會(huì)破壞結(jié)晶度，可以用紅 外吸收法測(cè)定聚合物的支化度。 三種聚丁二烯的紅外光譜圖 738cm-1 967cm-1 910cm-1 聚苯乙烯的紅外光譜圖(A.全同結(jié)晶B無(wú)規(guī)) 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 共聚物研究 對(duì)于無(wú)規(guī)共聚物，特別是一些偶合 敏感振動(dòng)，其紅外譜圖中譜帶位移 及強(qiáng)度的微小變化，反映出重復(fù)單 元的長(zhǎng)度及序列結(jié)構(gòu)，從而給出共 聚物微觀連接的信息。 共聚物的性能和共聚物組成與序列分 布有關(guān)。用紅外吸收光譜可測(cè)定

30、兩種 單體反應(yīng)活性的比率（競(jìng)聚率）及共 聚物的組成分析及序列分布等。 四氟乙烯和三氟氯乙烯不同組份的共聚物在1000-900厘 米-1區(qū)域譜帶的變化（圖中百分?jǐn)?shù)為三氟氯乙烯的含量） 丙烯酸甲酯和苯乙烯共聚物的序列分布 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 聚合反應(yīng)的研究 用傅立葉變換紅外光譜，可直接對(duì)高 聚物反應(yīng)進(jìn)行原位測(cè)定、反應(yīng)等級(jí)及 化學(xué)過(guò)程的研究?？裳芯烤酆戏磻?yīng)動(dòng) 力學(xué)和降解，老化過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理等。 環(huán)氧樹(shù)脂與環(huán)氧酸酐的固化反應(yīng)： 通過(guò)檢測(cè)1858 cm-1的酸酐的羰基譜帶 的強(qiáng)度變化，可測(cè)定其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)； 在體系中加入適當(dāng)?shù)亩?/p>

31、胺促進(jìn)劑，在 80條件下固化，用紅外光譜可測(cè)定 其交聯(lián)度。 紅外光譜在聚合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 聚合物表面研究 FT-IR-ATR在聚合物表面結(jié)構(gòu)定性及 定量方面發(fā)揮了重要作用。把透射法 和ATR法結(jié)合起來(lái)，可以了解樣品表 面和本體的組成，或結(jié)構(gòu)差異。 丙烯酸（b）和N，N-甲基雙丙烯酰胺（c）在含光敏物的聚丙 烯腈基膜(a)表面接枝前后的FT-IR-ATR和透射的紅外光譜圖 紫外光譜是當(dāng)光照射樣品分子或原子時(shí)，外層的電子吸收 一定波長(zhǎng)的紫外光，由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生分光譜。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振

32、緒論緒論 不同結(jié)構(gòu)的分子，其 電子躍遷方式不同， 吸收的紫外光波長(zhǎng)不 同，吸收率也不同。 因此可根據(jù)樣品的吸收波長(zhǎng)范圍，吸 光強(qiáng)度來(lái)鑒別不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異。 根據(jù)波光范圍，紫外光可分為真空紫外區(qū)（遠(yuǎn)紫外區(qū)）、 近紫外區(qū)（200-400nm）。通常使用的紫外光譜屬近紫外區(qū)， 而常用的紫外光譜儀的測(cè)試范圍可擴(kuò)展到可見(jiàn)光區(qū)。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 紫外光分類 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：分子軌道能級(jí)與電子躍遷類型 分子軌道能級(jí) 有機(jī)聚合物的紫外光譜與分子的電子結(jié)構(gòu)有關(guān)。 按結(jié)合成分子的原子的電子類型，分子軌道包

33、括成鍵軌道 和*反鍵軌道、成鍵軌道和*反鍵軌道以及n非鍵軌道。 能 量 高 *反鍵軌道 *反鍵軌道 n非鍵軌道 成鍵軌道 成鍵軌道 * * n (a) (b) (c) (d) 分子軌道能級(jí)及電子躍遷 聚合物的電子躍遷形式有 *，n*，*，n*。 躍遷所需能量依次為 *n*n*。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：分子軌道能級(jí)與電子躍遷類型 電子躍遷類型 分子處于基態(tài)時(shí)，電子在成鍵軌道和非鍵軌道上，反鍵軌道由 于能量較高沒(méi)有電子。而當(dāng)分子吸收一定波長(zhǎng)的紫外光時(shí)，電 子吸收光能，從成鍵軌道（，）或非鍵軌道（n）激發(fā)到反 鍵軌道（*，*），這一此過(guò)程稱為電子躍

34、遷。 *躍遷：實(shí)現(xiàn)*躍遷所需的能量最大，即吸收波長(zhǎng)最短，一般小于150nm， 處于真空紫外區(qū)。烷基中的C-C都是鍵，他們的吸收都在真空紫外區(qū)。 n*躍遷：實(shí)現(xiàn)n*躍遷所需吸收波長(zhǎng)一般是150-250nm。含有O,N,S和鹵素 等雜質(zhì)的飽和烴的衍生物可發(fā)生此類躍遷。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：分子軌道能級(jí)與電子躍遷類型 電子躍遷類型 有機(jī)聚合物的四種躍遷中，有紫外吸收的是*和n*。 因此，紫外光譜主要研究和應(yīng)用的就是這兩種躍遷的吸收特征。 除此之外，常用的還有兩種較特殊的躍遷方式：主要存在于過(guò) 渡金屬絡(luò)合物溶液中的d-d躍遷和電荷轉(zhuǎn)移電荷轉(zhuǎn)移躍遷。

35、 *躍遷：實(shí)現(xiàn)*躍遷所需吸收波長(zhǎng)多在紫外區(qū)。*躍遷吸收強(qiáng)度較大， 吸收峰的吸收系數(shù)很高，一般在103-105之間。不飽和烴，共軛烯烴和芳香烴可 發(fā)生此類躍遷。 n*躍遷：實(shí)現(xiàn) n*躍遷能量較小，一般在紫外區(qū)，但吸收強(qiáng)度較小，吸收 系數(shù)一般在10-100之間。分子中孤對(duì)電子和鍵同時(shí)存在時(shí)，易發(fā)生n*躍遷。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：吸收帶的類型 紫外光譜中躍遷方式相同的吸收峰稱為吸收帶。在有機(jī)物 和高聚物的紫外光譜分析中，常將吸收譜帶分為四類： R吸收帶（簡(jiǎn)稱R帶）：由n*躍遷形成。含有雜原子的基團(tuán)，如C=O、-NO2、 -CHO、-NH2等都有R

36、帶。由于吸收較小，譜帶較弱，而被強(qiáng)吸收帶掩蓋。 K吸收帶（簡(jiǎn)稱K帶）：由*躍遷形成。含共軛雙鍵及取代芳香化合物可產(chǎn) 生這類譜帶。K帶吸收系數(shù)一般大于104，吸收強(qiáng)度較大。 B吸收帶：芳香化合物和雜芳香化合物的特征譜帶。此帶為一寬強(qiáng)峰，并常分裂 成一系列多重小峰，反映出化合物的“精細(xì)結(jié)構(gòu)”。其最大峰值在230-270nm 之間， 中心在254nm，是判斷苯環(huán)存在的主要依據(jù)。 E吸收帶：與B帶類似，也是芳香化合物的特征峰之一，吸收強(qiáng)度較大，但吸收 波長(zhǎng)偏向低波長(zhǎng)部分，有時(shí)在真空紫外區(qū)。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：吸收帶的類型 高聚物分子在紫外區(qū)的 特

37、征吸收與電子躍遷有關(guān) 電子結(jié)構(gòu)例子躍遷最大(nm)最大 吸收 帶a) 乙烷 *135 n 水 甲醇 1.己硫醇 正丁基碘 n * n * n * n * 167 183 224 257 7000 500 126 486 乙烯 乙炔 * * 165 173 10,000 6000 和n丙酮 * n * n * 約150 188 279 1860 15 R - 1,3-丁二稀 1,3,5-己三稀 * * 217 258 21,000 35,000 K K -和n丙烯醛 * n * 210 315 11,500 14 K R 電子結(jié)構(gòu)與躍遷的總結(jié)表 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁

38、共振緒論緒論 基本原理：吸收帶的類型 高聚物分子在紫外區(qū)的 特征吸收與電子躍遷有關(guān) 續(xù)表 電子結(jié)構(gòu)與躍遷的總結(jié)表 電子結(jié)構(gòu)例子躍遷 最大 (nm) 最大 吸收 帶a) 芳香性苯 芳香族* 芳香族* 芳香族* 約180 約200 255 60,000 8000 215 E1 E2 B 芳香性-苯乙烯芳香族* 芳香族* 244 282 12,000 450 K B 芳香性- （超共軛） 甲苯 芳香族* 芳香族* 208 262 2460 174 E2 B 芳香性-和n 苯乙酮 芳香族* 芳香族* n* 240 278 319 13,000 1110 50 K B R 芳香性-n （助色團(tuán)） 苯酚芳

39、香族* 芳香族* 210 270 6200 1450 E2 B 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：生色基與助色基 生色基 有機(jī)聚合物分子中能夠產(chǎn)生電子吸收的不飽和共價(jià)鍵基團(tuán)。即能 產(chǎn)生n*和*躍遷的電子體系，如C=C、C=O、-NO2等基團(tuán)。 生色基電子躍遷 * n* * * n*n* CCCH COC S CN CC L C CCC C O C CO 生色基結(jié)構(gòu)與電子躍遷類型 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：生色基與助色基 助色基 某些本身無(wú)電子吸收，但與生色基相聯(lián)時(shí)，能改變其最大吸收 波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度的原子或飽

40、和基團(tuán)，如-OH、-NH2、-Cl 等。 紅移與藍(lán)移 取代基或溶劑的效應(yīng)，使生色基吸收峰波長(zhǎng)發(fā)生位移。吸收峰波長(zhǎng)向長(zhǎng) 波方向移動(dòng)為紅移；向短波方向移動(dòng)為藍(lán)移。如苯的max=254nm，而苯 酚由于助色基-OH的作用，其max=270nm，即苯酚的吸收峰產(chǎn)生了紅移。 增色與減色效應(yīng) 使吸收峰的吸收強(qiáng)度增加的效應(yīng)稱為增色效應(yīng)， 反之使其強(qiáng)度減弱的效應(yīng)稱為減色效應(yīng)。 溶劑效應(yīng)因溶劑極性不同使某些化合物吸收峰產(chǎn)生紅移或藍(lán)移的效應(yīng)。 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：紫外光譜表示法 有機(jī)或聚合物的紫外光譜通常以紫外吸收曲線來(lái)表示， 其中縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度,常用單位為

41、透光率T%，或吸光度A。 紫外譜圖（a）波光-透過(guò)光譜圖 (b)波光-吸收光光譜圖 （a） (b) 由L-B定律(Lambert-Beer)： A=bc 成為吸光系數(shù)； c為樣品波長(zhǎng)； b為液層厚度； 而透光率T=I/I0， A=-logT I為透射光強(qiáng)度； I0為入射光強(qiáng)度； 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 基本原理：紫外光譜表示法 紫外光譜吸收譜帶的主要特征： 譜帶的位置和強(qiáng)度與吸收光的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)； 波長(zhǎng)所具有的能量與電子躍遷所需能量相等； 吸收強(qiáng)度主要取決于價(jià)電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的幾率； 在光譜中通常用吸光系數(shù)表示電子躍遷產(chǎn)生的吸收強(qiáng)度。 有機(jī)及聚合物的

42、紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 僅含電子 飽和烷烴僅含電子只產(chǎn)生*躍遷，吸收波長(zhǎng)約為150nm（真空 紫外區(qū)）。所以飽和烷烴因在近紫外區(qū)無(wú)吸收，可作為測(cè)定溶劑。 有機(jī)聚合物的紫外吸收能力與其電子結(jié)構(gòu)有關(guān) 高分子紫外吸收峰： 只有2-3個(gè)； 峰形平穩(wěn)； 只有具有重鍵和芳香共軛體系的高分 子才有紫外活性。 紫外光譜對(duì)高分子種類的測(cè)定有 一定局限，但對(duì)多數(shù)高分子單體 及各種有機(jī)小分子添加劑的分析 卻有獨(dú)到之處。 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含n電子 含雜原子（如氧、氮、硫或鹵素）的飽和 化合

43、物除電子外還有不成鍵電子，但這 類化合物大部分在紫外區(qū)仍沒(méi)有吸收。 硫化物R-SR、二硫化物R-SS-R、硫醇R-SH、 胺、溴化物及碘化物在紫外區(qū)有以肩峰或 拐點(diǎn)出現(xiàn)的弱吸收。 化合物max(nm)max溶劑 甲醇 2-正-丁基硫醚 2-正-丁基二硫醚 1.己硫醇 三甲基胺 N-甲替哌啶 氯代甲烷 溴甲烷 碘代甲烷 二噁英 177 210 229s 204 251 224s 199 213 173 208 259 188 177 200 1200 2089 398 126 3950 1600 200 300 400 1995 3981 己烷 乙醇 乙醇 環(huán)己烷 己烷 乙醚 己烷 己烷 己烷

44、氣相 含雜原子的飽和化合物的吸收特征（n*） 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 生色團(tuán)體系 例子最大(nm)最大躍遷溶劑 烯 炔 羰基 羰基 羧基 酰胺基 甲亞胺 腈 偶氮 RCH=CHR RR1C=O RHC=O RCOOH RCONH2 RR1C=H 乙烯 乙炔 丙酮 乙醛 乙酸 乙酰胺 丙酮 乙腈 偶氮甲烷 165 193 173 188 279 290 204 208 190 160 347 15,000 10,000 6,000 900 15 16 60 - 5,000 - 4.5 * * * * n* n* n* n

45、* * * n* 蒸氣 蒸氣 正己烷 庚烷 水 - 水 - 二氧六環(huán) 乙醚 CC RR CN NN 孤立的生色團(tuán)的吸收數(shù)據(jù) 表中給出了一些 含單一孤立生色 基化合物的特征 吸收。這類化合 物都有電子， 許多還含有不成 鍵電子對(duì)?？僧a(chǎn) 生n*， * 及n*三種躍遷。 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 生色團(tuán)體系 例子最大(nm)最大躍遷溶劑 亞硝基 硝酸酯 硝基 亞硝酸酯 亞砜 砜 ONO2 ONO2 亞硝丁烷 硝酸乙酯 硝基甲烷 亞硝酸戊酯 甲基環(huán)己亞砜 二甲基亞砜 300 665 270 271 218.5 346.5a 21

46、0 180 100 20 12 18.6 1,120 1,500 - n* n* * n* 二氧六環(huán) 醇 石油醚 醇 - 續(xù)表 孤立的生色團(tuán)的吸收數(shù)據(jù) 表中給出了一些 含單一孤立生色 基化合物的特征 吸收。這類化合 物都有電子， 許多還含有不成 鍵電子對(duì)?？僧a(chǎn) 生n*， * 及n*三種躍遷。 NO N O O OS O O S 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 孤立烯烴：強(qiáng)吸收由*引起，但幾乎都 在真空紫外區(qū)。如氣態(tài)乙烯在165nm處有 吸收，在200nm附近有第二吸收帶。 共軛烯烴：共軛的結(jié)果是HOMO與LUMO 之間能級(jí)差減

47、小，使躍遷所需能量減小， 發(fā)生紅移。無(wú)環(huán)的共軛二烯在215230nm 間有強(qiáng)的*吸收峰。在開(kāi)鏈的二烯與多 烯中進(jìn)一步的共軛效應(yīng)引起紅移，并伴有 強(qiáng)度增加（增色效應(yīng)）。 化合物 *（K帶） 溶劑max (nm) 最大 1,3-丁二稀 2,3-二甲基-1,3-丁二稀 1,3,5-己三稀 1,3-環(huán)基二稀 1,3-環(huán)戊二稀 217 226 253 263 274 256 239 21,000 21,400 50,000 52,500 50,000 8,000 3,400 己 烷 環(huán)己烷 異辛烷 己 烷 己 烷 共軛烯烴吸收數(shù)據(jù) 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共

48、振核磁共振緒論緒論 含電子 炔烴：特征峰比烯基復(fù)雜。乙炔在173nm處有一個(gè)由*引起的弱吸收帶，共軛 的多炔類在近紫外區(qū)有兩個(gè)主要譜帶，并具有特征的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 最大最大最大最大 2,4-己二炔 2,4,6-辛三炔 2,4,6,8-葵四炔 207 234 135,000 281,000 227 268 306 360 200 180 共軛多炔的吸收數(shù)據(jù) 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 羰基化合物：含一對(duì)電子和兩對(duì)不成鍵n電子。 飽和酮和醛顯示三個(gè)吸收譜帶，其中兩個(gè)在真空紫 外區(qū)(靠近150nm的*和190nm的*)。 第三個(gè)由

49、n*引起的弱R譜帶(270-300nm， max10,000)。 化合物 * K譜帶 B譜帶 n* R譜帶 溶劑 max (nm) 最大 max (nm) 最大 max (nm) 最大 苯 苯乙烯 苯乙炔 苯乙醛 苯乙酮 硝基苯 苯甲酸 苯基氰 二苯亞砜 苯基甲基砜 244 236 244 240 252 230 224 232 217 12,000 12,500 15,000 13,000 10,000 10,000 13,000 14,000 6,700 255 282 278 280 278 280 270 271 262 264 215 450 650 1,500 1,100 1,00

50、0 1,400 977 328 319 330 20 50 125 醇 醇 己烷 醇 醇 己烷 水 水 醇 生色團(tuán)取代苯的吸收特征 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 取代苯：生色基 直接接在苯環(huán)上 化合物 * K譜帶 B譜帶 n* R譜帶 溶劑 max (nm) 最大 max (nm) 最大 max (nm) 最大 二苯甲酮 聯(lián)苯 *（順式） *（反式） 1-苯基-1，3-丁二烯 順式 反式 1，3-戊二稀 順式 反式 252 246 283 295b 268 280 223 223.5 20,000 20,00

51、0 12,300a 25,000a 18,500 27,000 22,600 23,000 淹沒(méi) 淹沒(méi) 淹沒(méi) 325 180 醇 醇 醇 醇 異辛烷 異辛烷 醇 醇 續(xù)表 生色團(tuán)取代苯的吸收特征 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 取代苯：苯胺和苯酚的紫外與溶液pH值有直接關(guān)系。 在堿性溶液中苯酚轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的陰離子，E2和B譜帶向 長(zhǎng)波移動(dòng)，最大增加（圖a）。 在酸性溶液中，苯胺轉(zhuǎn)化成苯胺陽(yáng)離子，這苯胺的不 成鍵電子對(duì)不再與苯環(huán)上的-電子相互作用，因此得 到一個(gè)與苯幾乎相同的光譜（圖b）。 苯酚和苯胺的紫外光譜 b

52、 a 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 稠環(huán)芳烴：多環(huán)芳香族可當(dāng)作 單個(gè)生色團(tuán)來(lái)處理。隨稠環(huán)數(shù) 目的增加，吸收逐漸向長(zhǎng)波移 動(dòng)，直到出現(xiàn)在可見(jiàn)光區(qū)域。 苯、萘、菲、蒽及丁省的電子吸收光譜 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 芳香雜環(huán)化合物：飽和的五、六 元雜環(huán)化合物在 200nm區(qū)無(wú) 吸收，只有不飽和的在近紫外區(qū) 有吸收。 不飽和的五、六元雜環(huán)化合物的紫 外吸收與相應(yīng)的芳烴或取代物相似。 如吡啶的光譜與苯相似，而喹啉的 光譜與萘相似。

53、 一些雜環(huán)化合物的紫外光譜 吡啶的紫外光譜 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 芳香雜環(huán)化合物： 母體取代基 譜帶譜帶 max (nm) 最大 max (nm) 最大 呋喃 呋喃 呋喃 呋喃 呋喃 呋喃 吡咯 吡咯 吡咯 2-CHO 2-COOH 2-NO2 2-Br,5-NO2 2-CHO 200 277 225 214 225 183 252 250 10,000 2,200 2,300 3,800 3,400 5,000 4,400 252 272 270 243 315 315 211 290 287 1

54、13,000 12,900 10,700 8,100 9,600 15,000 16,600 16,000 C CH3 O 2 C CH3 O 2 五元芳香雜環(huán)的吸收特征 不飽和的五、六元雜環(huán)化合 物的紫外吸收與相應(yīng)的芳烴 或取代物相似。 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 芳香雜環(huán)化合物： 續(xù)表 五元芳香雜環(huán)的吸收特征 母體取代基 譜帶譜帶 max (nm) 最大 max (nm) 最大 吡咯 吡咯 噻吩 噻吩 噻吩 噻吩 噻吩 噻吩 2-COOH 2-CHO 2-COOH 2-NO2 2-Br 228 234

55、231 265 252 249 268-272 236 4,500 10,800 7,100 10,500 10,500 11,500 6,300 9,100 258 288 279 273 269 294-298 12,600 760 6,500 7,200 8,200 6,000 C CH3 1 O C CH3 O 2 不飽和的五、六元雜環(huán)化合 物的紫外吸收與相應(yīng)的芳烴 或取代物相似。 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 芳香雜環(huán)化合物： 化合物 E1譜帶aE2譜帶aB譜帶a 溶劑max (nm) 最大 max

56、 (nm) 最大 max (nm) 最大 苯 萘 喹啉 異喹啉 蒽 丫啶 184 221 228 218 256 250 60,000 100,000 40,000 63,000 180,000 200,000 204 286 270 265 375 358 7,900 9,300 3,162 4,170 9,000 10,000 256 312 315 313 200 280 2,500 1,800 環(huán)己烷 環(huán)己烷 乙醇 一些含氮的芳香雜環(huán)及其碳環(huán)類似物的吸收特征 有機(jī)及聚合物的紫外特征吸收 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 含電子 芳香族化合物： 芳香雜環(huán)化合

57、物： 化合物 E1譜帶aE2譜帶aB譜帶a 溶劑max （nm） 最大 max （nm） 最大 max （nm） 最大 苯 萘 喹啉 異喹啉 蒽 丫啶 184 221 228 218 256 250 60,000 100,000 40,000 63,000 180,000 200,000 204 286 270 265 375 358 7,900 9,300 3,162 4,170 9,000 10,000 256 312 315 313 200 280 2,500 1,800 環(huán)己烷 環(huán)己烷 乙醇 一些含氮的芳香雜環(huán)及其碳環(huán)類似物的吸收特征 紅外光譜與紫外光譜紅外光譜與紫外光譜 核磁共振核磁共振緒論緒論 儀器與樣品制備 儀器構(gòu)成 紫外光的測(cè)定儀器為紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。 現(xiàn)代化的光電式分光光度計(jì)主要有五部分組成: 光源光源：分為兩部分,紫外部分常用氘燈作光源,其波長(zhǎng)范圍190-500nm；可見(jiàn)光部分用鎢燈或鹵素 燈作光源,其波長(zhǎng)范圍350-2500nm。兩光源間波長(zhǎng)可切換。 單色器單色器：可將光源發(fā)射的復(fù)合光色散成不