紅外吸收精品課件

1、紅外吸收第1頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二61 概述紅外吸收光譜法：利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收的特性來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法，又稱(chēng)紅外吸收分光光度法。第2頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二不同點(diǎn) 紫外可見(jiàn)吸收光譜紅外吸收光譜光 源紫外可見(jiàn)光紅外光起 源電子能級(jí)躍遷振動(dòng)能級(jí)躍遷研 究范 圍不飽和有機(jī)化合物；共軛雙鍵、芳香族等幾乎所有有機(jī)化合物；許多無(wú)機(jī)化合物特 色反映發(fā)色團(tuán)、助色團(tuán)的情況反映各個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)特性第3頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二紅外線：波長(zhǎng)在0.76500m (1000m)

2、 范圍內(nèi)的電磁波近紅外區(qū)：0.762.5m OH和NH倍頻吸收區(qū)中紅外區(qū)：2.525m 振動(dòng)、伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)光譜遠(yuǎn)紅外區(qū)：25500m 純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 第4頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二特點(diǎn)1. 快速、操作簡(jiǎn)便2. 靈敏度高（定性）、特征性強(qiáng)、適用范圍寬3. 測(cè)試樣品量少（氣、液、固）4. 測(cè)試完畢不破壞樣品。5. 豐富的基團(tuán)信息.第5頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二紅外光譜圖表示方法：以透射比T為縱坐標(biāo)，以波長(zhǎng)（ m ）或波數(shù)1/（ ，cm-1）為橫坐標(biāo)作圖得到紅外吸收光譜圖。第6頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二波數(shù) （c

3、m-1）：波長(zhǎng)的倒數(shù)。物理意義-每厘米光波長(zhǎng)中波的數(shù)目從紅外光譜圖上得到的信息：峰的數(shù)目與分子中基團(tuán)有關(guān)峰的形狀寬窄；結(jié)構(gòu)定性的輔助手段峰的位置結(jié)構(gòu)定性的主要依據(jù)峰的強(qiáng)度高低，結(jié)構(gòu)定性的輔助手段，可作為定量依據(jù)第7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二影響吸收峰強(qiáng)度的因素1、峰強(qiáng)度的劃分：按照吸光系數(shù)劃分 100，極強(qiáng) 20100，強(qiáng) 1020，中 198%），樣品中不應(yīng)含有水分第33頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二3、單色器把通過(guò)樣品池和參比池的復(fù)合光色散成單色光，再射到檢測(cè)器上加以檢測(cè) 光柵光柵單色器不僅對(duì)恒溫恒濕要求不高，而且具有線性色散，分

4、辨率高和能量損失小等優(yōu)點(diǎn) 棱鏡早期的紅外光譜儀使用一些能透過(guò)紅外光的無(wú)機(jī)鹽如NaCl、KBr 等晶體制作棱鏡；易吸濕，需恒溫、恒濕；近年來(lái)已被淘汰第34頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二4、檢測(cè)器將照射在它上面的紅外光變成電信號(hào)。紅外區(qū)光子能量低，不能使用紫外可見(jiàn)吸收光譜儀上的光電管或光電倍增管常用的紅外檢測(cè)器有三種：真空熱電偶、測(cè)輻射熱計(jì)、熱電檢測(cè)器5、記錄器由檢測(cè)器產(chǎn)生的微弱電信號(hào)經(jīng)電子放大器放大后，由記錄筆自動(dòng)記錄下來(lái)新型的儀器配有微處理機(jī)以控制儀器操作、譜圖檢查等第35頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二二、傅里葉變換紅外光譜儀干涉儀光源樣

5、品室檢測(cè)器顯示器繪圖儀計(jì)算機(jī)干涉圖光譜圖FTS傅里葉變換紅外光譜儀是20世紀(jì)70年代問(wèn)世的第三代紅外光譜儀；用干涉計(jì)取代了單色器第36頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二邁克爾干涉儀工作原理圖 第37頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二由光源發(fā)出的紅外光分成兩束光，經(jīng)動(dòng)鏡、定鏡反射后到達(dá)檢測(cè)器并產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的偶數(shù)倍時(shí)，則落到檢測(cè)器上的相干光相互疊加，產(chǎn)生明線，其相干光的強(qiáng)度有最大值。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的奇數(shù)倍時(shí)，則落到檢測(cè)器上的相干光相互抵消，產(chǎn)生暗線，其相干光的強(qiáng)度有最小值。連續(xù)改變干涉計(jì)的反射鏡位置，可在檢測(cè)器上得

6、到一個(gè)干涉強(qiáng)度對(duì)光程差和輻射頻率的函數(shù)圖再經(jīng)過(guò)傅里葉變換，得到吸收強(qiáng)度對(duì)透射比對(duì)頻率或波長(zhǎng)的普通紅外光譜圖第38頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二傅里葉變換紅外吸收光譜儀特點(diǎn)測(cè)量時(shí)間短，掃描速度快，1s完成全光譜掃描靈敏度高，檢測(cè)限可達(dá)10-910-12 g分辨率高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm-1測(cè)定精度高測(cè)定光譜范圍寬儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴第39頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二65 紅外吸收光譜法的應(yīng)用紅外吸收光譜廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析方面，也用在定量分析方面。第40頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二一

7、、定性分析已知物的鑒定 試樣 試樣紅外譜圖 標(biāo)樣 標(biāo)樣紅外譜圖在相同條件下 對(duì)兩譜圖進(jìn)行比較，若兩譜圖的吸收峰位置、形狀和強(qiáng)度完全一致，可認(rèn)為兩者為同一物質(zhì) 也可按名稱(chēng)或分子式查標(biāo)準(zhǔn)圖譜，但要注意與標(biāo)準(zhǔn)圖譜測(cè)定條件一致新型儀器配有計(jì)算機(jī)，常用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢索，檢測(cè)到樣品的紅外譜圖后，計(jì)算機(jī)找出與之相配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紅外譜圖第41頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二二、定量分析（弱項(xiàng)）通過(guò)對(duì)特征吸收譜帶強(qiáng)度的測(cè)量來(lái)求組分含量；理論依據(jù)是：朗伯-比爾定律紅外光譜的譜帶較多，選擇余地大，能方便地對(duì)單組分或多組分進(jìn)行定量分析；能測(cè)定氣體、液體和固體樣品。紅外光譜定量分析靈敏度較低，不

8、適于微量組分的組分可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、內(nèi)標(biāo)法、求解聯(lián)立方程等方法進(jìn)行定量分析第42頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二三、未知物結(jié)構(gòu)的確定1. 試樣的純化紅外樣品需純度很高（98%以上），不含干擾測(cè)定物質(zhì)?？衫酶鞣N分離手段如：分餾、萃取、重結(jié)晶、層析等提純?cè)嚇?. 了解工作了解樣品來(lái)源、外觀，根據(jù)樣品存在的形態(tài)選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒?；觀察樣品的顏色和氣味；注意樣品的純度以及樣品的元素分析，相對(duì)分子質(zhì)量，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、折光率等物理常數(shù)的測(cè)定結(jié)果，縮小結(jié)構(gòu)的推測(cè)范圍第43頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二3. 計(jì)算不飽和度 不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽

9、和所缺一價(jià)元素的“對(duì)”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個(gè)氫原子，不飽和度為1。若分子中僅含一，二，三，四價(jià)元素（H，O，N，C），則 = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目。由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。第44頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二4. 圖譜解析掌握四先四后原則：先特征后指紋、先強(qiáng)峰后弱峰、 先否定后肯定、 先粗查后細(xì)找解析圖譜時(shí)的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)： （1）查找基團(tuán)時(shí)，先否定，以逐步縮小范圍 （2） 在解析特征吸收峰時(shí)，要注意其它基團(tuán)吸收峰的干

10、擾 （3） 圖中的吸收峰往往不可能全部解析，特別是指紋區(qū) （4）掌握主要基團(tuán)的特征吸收第45頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二5、與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照解析完后，進(jìn)行驗(yàn)證，不飽和度與計(jì)算值是否相符，性質(zhì)與文獻(xiàn)值是否一致，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行驗(yàn)證最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜有三種1. 薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜集 美國(guó)sadtler research laborationies 編輯出版的。收集的圖譜最多2. 分子光譜文獻(xiàn)“DMS”穿孔卡片 英國(guó)和德國(guó)聯(lián)合編制3. “API”紅外光譜資料 美國(guó)石油研究所（ API ）編制。主要是烴類(lèi)化合物的光譜第46頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)37分，星期二本章重點(diǎn)1.物質(zhì)吸收紅外光應(yīng)滿足的兩個(gè)條件2.雙原子分子振動(dòng)的理論3