紅外光譜法測定聚合物的結(jié)構(gòu)

1、紅外光譜法測定聚合物的結(jié)構(gòu)第1頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二一、實驗?zāi)康?了解紅外光譜的基本性能。2初步掌握紅外光譜樣品的制備和紅外光譜儀的使用。3初步學(xué)會紅外光譜圖的解析。第2頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二第3頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二第4頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二二、實驗原理紅外輻射光的波數(shù):近紅外區(qū)(800nm2.5m,1250004 000cm-1)中紅外區(qū)( 2.5m25m,4 000400cm-1)遠紅外區(qū)(25m1000m,400l0cm-1 )。最常用的是中紅外區(qū)，大

2、多數(shù)化合物的化學(xué)鍵振動能的躍遷發(fā)生在這一區(qū)域，在此區(qū)域出現(xiàn)的光譜為分子振動光譜，即紅外光譜。 第5頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二分子中基團的基本振動形式 兩類基本振動形式伸縮振動 亞甲基：彎曲振動 亞甲基第6頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二分子振動方程式式中：k 化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-1 折合質(zhì)量，單位為 g第7頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件 分子振動時，必須伴隨有瞬時偶極矩的變化。分子是否顯示紅外活性（產(chǎn)生紅外吸收），與分子是否具有永久偶極矩?zé)o關(guān)，如CO2分子。只有同核雙原子分子才是非

3、紅外活性，如H2、N2等。 照射分子的紅外光的頻率與分子某種振動的頻率相同時，分子吸收能量后，才能產(chǎn)生躍遷，在紅外譜圖上出現(xiàn)相應(yīng)的吸收帶。第8頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二第9頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二第10頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二基團振動與紅外光譜區(qū)域 特征區(qū)（ 4000 1300 cm-1 ） 指紋區(qū)(1300 cm-1 ) OH 、N H 40003300 cm-1 確定醇、酚、酸；伯胺、仲胺、叔胺 在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r，峰形尖銳，強吸收；當(dāng)濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。第11頁

4、，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二 飽和碳原子上的CH 3000 cm-1 以下 不飽和碳原子上的=CH（ CH ） 苯環(huán)上的CH 3030 cm-1 =CH 3010 3000 cm-1 CH 3300 cm-1 3000 cm-1 以上（2）CH伸縮振動 33002700 cm-1第12頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二(3) 叁鍵（C C）和累積雙鍵區(qū)伸縮振動區(qū)(2500 1900 cm-1 )(4) C=O伸縮振動及芳烴中C-H彎曲振動的倍頻和合頻 19001650 cm-1碳氧雙鍵的特征峰，強度大，峰尖銳。第13頁，共19頁，2022年，5月

5、20日，9點41分，星期二（5）芳環(huán)、C=C、C=N伸縮振動區(qū) 16751500cm-1 RC=CR 1620 1680 cm-1 強度弱， R=R（對稱）時，無紅外活性。 芳環(huán)骨架振動在16001450 cm-1有二到四個中等強度的峰，是判斷芳環(huán)存在的重要標志之一。第14頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二（6）C-H面內(nèi)彎曲振動 15001300cm-1一般甲基、亞甲基的彎曲振動位置都比較恒定。由于存在著對稱和不對稱彎曲振動（對于CH3），因此通?？吹絻蓚€以上的峰。而亞甲基的彎曲振動在此區(qū)段內(nèi)僅有s（1465 cm-1），其as出現(xiàn)在720 cm-1處。（7） C-O、

6、C-F、Si-O伸縮振動和C-C骨架振動 13001000cm-1（8）C-H面外彎曲振動、C-Cl伸縮振動 1000650 cm-1不同取代類型的烯烴，其C-H位置不同，由此可以判斷烯烴的取代類型。芳烴的C-H在900650 cm-1，對于確定芳環(huán)取代類型是很特征的。第15頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二三、實驗儀器及試劑1儀器：傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀是一種干涉型紅外光譜儀，干涉儀由光源、動鏡(M,)、定鏡(M) )、分束器、檢測器組成。第16頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二邁克爾干涉儀工作原理圖動鏡移動距離傅立葉變換紅外光譜儀原理圖第17頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分，星期二用傅立葉變換紅外光譜儀測量樣品的紅外光譜包括以下幾個步驟： 分別收集背景（無樣品時）的干涉圖及樣品干涉圖。 分別通過傅立葉變換，將上述干涉圖轉(zhuǎn)化為單光束紅外光譜。 經(jīng)過計算，將樣品的單光束光譜除以背景的單光束光譜，即得到樣品的透射光譜或吸收光譜。FTIR光譜獲得過程示意圖 第18頁，共19頁，2022年，5月20日，9點41分