紅外吸收光譜法liu

紅外吸收光譜法liu第1頁(yè)/共109頁(yè)第一節(jié)概述第二節(jié)紅外吸收基本理論

第三節(jié)紅外吸收光譜儀第四節(jié)紅外吸收光譜分析主要內(nèi)容第2頁(yè)/共109頁(yè)

紅外光譜是根據(jù)物質(zhì)對(duì)紅外光的特征吸收建立起來(lái)的一種光譜分析方法。第一節(jié)概述第3頁(yè)/共109頁(yè)一、紅外光區(qū)的劃分及主要應(yīng)用

第4頁(yè)/共109頁(yè)紅外光譜在可見(jiàn)光和微波光區(qū)之間，其波長(zhǎng)范圍約0.78～1000μm。根據(jù)能量與可見(jiàn)光的接近程度，習(xí)慣上按紅外光波長(zhǎng)，將紅外光譜分成三個(gè)區(qū)域：近紅外（泛頻區(qū)）λ0.78～2.5μmσ12000～4000cm-1

中紅外（基本振動(dòng)區(qū)）λ2.5～50μmσ4000～200cm-1遠(yuǎn)紅外（轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)）λ50～1000μmσ200～10cm-1第5頁(yè)/共109頁(yè)

這樣分區(qū)的原因是由于測(cè)定這些區(qū)域的光譜時(shí)，所用的儀器不同，各個(gè)區(qū)域所得到的信息各不相同。其中，中紅外區(qū)是研究、應(yīng)用最多的區(qū)域，因?yàn)榻^大多數(shù)有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子的化學(xué)鍵基頻吸收都出現(xiàn)在中紅外區(qū)。第6頁(yè)/共109頁(yè)⒈紅外光譜不涉及分子的電子能級(jí)，主要是振動(dòng)能級(jí)躍遷（當(dāng)然還有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷）。EnergyofIRphotoninsufficienttocauseelectronicexcitationbutcancausevibrationalorrotationalexcitation！。⒉涉及絕大多數(shù)有機(jī)物；二、紅外光譜法特點(diǎn)第7頁(yè)/共109頁(yè)3、紅外光譜的結(jié)構(gòu)信息豐富；4、物質(zhì)對(duì)紅外輻射的吸收強(qiáng)度與物質(zhì)含量的關(guān)系符合朗伯－比爾定律，可以定量分析，但一般只做結(jié)構(gòu)分析。5、非破壞性分析。第8頁(yè)/共109頁(yè)

IRUV起源分子振動(dòng)能級(jí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷分子外層價(jià)電子能級(jí)躍遷適用所有紅外吸收的有機(jī)化合物具n-π*躍遷有機(jī)化合物具π-π*躍遷有機(jī)化合物特征性特征性強(qiáng)簡(jiǎn)單、特征性不強(qiáng)用途鑒定化合物類(lèi)別定量鑒定官能團(tuán) 推測(cè)有機(jī)化合物共軛骨架 推測(cè)結(jié)構(gòu)第9頁(yè)/共109頁(yè)三、紅外光譜圖表示方法以透射比T％為縱坐標(biāo)，以波長(zhǎng)λ（μm）或波數(shù)1/λ（σ，cm-1）為橫坐標(biāo)作圖得到紅外吸收光譜圖。第10頁(yè)/共109頁(yè)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11頁(yè)/共109頁(yè)第二節(jié)紅外吸收基本理論

紅外光譜是分子的振動(dòng)能級(jí)的躍遷產(chǎn)生對(duì)紅外光的吸收，振動(dòng)能級(jí)之間的能級(jí)差反映紅外譜圖上吸收峰頻率的高低。而峰的數(shù)目與分子的振動(dòng)數(shù)目（振動(dòng)自由度）相關(guān)，首先介紹一下分子的振動(dòng)情況。一、分子的振動(dòng)與振動(dòng)能級(jí)第12頁(yè)/共109頁(yè)1、諧振子（harmonicoscillator）對(duì)簡(jiǎn)單的雙原子分子的振動(dòng)可以用諧振子模型來(lái)模擬雙原子分子的化學(xué)鍵的振動(dòng)類(lèi)似于連接兩個(gè)小球的彈簧。彈簧的力常數(shù)k來(lái)代表化學(xué)鍵的強(qiáng)度（N/cm）。第13頁(yè)/共109頁(yè)諧振子的振動(dòng)頻率（經(jīng)典力學(xué)的計(jì)算方法）根據(jù)虎克定律：關(guān)于力常數(shù)k:化學(xué)鍵的強(qiáng)度可以用k來(lái)形象描述，同類(lèi)原子組成的化學(xué)鍵，折合質(zhì)量相同，頻率取決于k.如：－C－C－，k=5N/cm,頻率＝1190cm-1

－C＝C－,101685

－C≡C－,152062第14頁(yè)/共109頁(yè)如果化學(xué)鍵相同，原子質(zhì)量決定頻率。如：C－H，2920C－C，1190對(duì)于雙原子分子（諧振子）的振動(dòng)能量：要用量子力學(xué)來(lái)處理第15頁(yè)/共109頁(yè)υ可取0，1，2，……稱(chēng)為振動(dòng)量子數(shù)（Vibrationalquantumnumber），ν為振動(dòng)頻率。第16頁(yè)/共109頁(yè)注意：（1）對(duì)于雙原子分子，其振動(dòng)頻率可以采用經(jīng)典力學(xué)的方法計(jì)算，但振動(dòng)的能量是量子化的，必須根據(jù)量子力學(xué)的方法處理。（2）能級(jí)等間隔，都是hv。（3）雙原子分子（諧振子）的振動(dòng)能級(jí)的躍遷選律（VibrationalSelectionRule）：Dn=±1第17頁(yè)/共109頁(yè)2、非諧振子實(shí)際上雙原子分子不是理想的諧振子，原因有倆：（1）電子云的排斥，兩個(gè)原子靠的越近，斥力越大；（2）兩個(gè)原子之間的距離增大到一定程度后，分子解離。因此雙原子分子應(yīng)該看成是非諧振子。從勢(shì)能圖上看區(qū)別！第18頁(yè)/共109頁(yè)1第19頁(yè)/共109頁(yè)(1)Harmonicatlown(2)DEbecomessmallerathighn(broadensband)(3)Selectionrule，Dn=±1andalsoDn=±2...第20頁(yè)/共109頁(yè)討論:（1）振動(dòng)能級(jí)之間的能級(jí)差能量較小，分子在振動(dòng)能級(jí)之間躍遷吸收紅外光輻射；（2）從v=0躍遷至v＝1產(chǎn)生的吸收譜線稱(chēng)為基本譜帶或基頻峰；（3）從v＝0躍遷至v＝2產(chǎn)生的吸收譜帶稱(chēng)為倍頻峰，躍遷至v＝2稱(chēng)為第一倍頻峰，v＝3稱(chēng)為第二倍頻峰；倍頻峰的頻率不是基頻峰的整數(shù)倍，而是略小。（4）基頻峰躍遷幾率大，峰最強(qiáng)，倍頻峰較弱第21頁(yè)/共109頁(yè)二、分子的振動(dòng)方式構(gòu)成分子的原子不是靜止不動(dòng)的，原子在其平衡位置做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)！原子與原子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)非有兩種情況，即：鍵長(zhǎng)發(fā)生變化（伸縮振動(dòng)，Stretch），鍵角發(fā)生變化（彎曲振動(dòng)，Bend）1、對(duì)于雙原子分子：沒(méi)有彎曲振動(dòng)，只有一個(gè)伸縮振動(dòng)第22頁(yè)/共109頁(yè)2、對(duì)于多原子分子來(lái)說(shuō)，情況比較復(fù)雜伸縮振動(dòng)：changeinbondlength彎曲振動(dòng)：changeinbondangle先看一下伸縮振動(dòng)：也兩種情況：對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)伸縮以亞甲基－CH2為例：第23頁(yè)/共109頁(yè)nsnassymmetricasymmetric第24頁(yè)/共109頁(yè)再看一下彎曲振動(dòng)：鍵角發(fā)生變化而鍵長(zhǎng)不變兩類(lèi)：面內(nèi)彎曲振動(dòng)rdscissoringwagging第25頁(yè)/共109頁(yè)面外彎曲振動(dòng)wttwisting/torsionrocking第26頁(yè)/共109頁(yè)三、分子的振動(dòng)自由度分子振動(dòng)形式的多少稱(chēng)為振動(dòng)的自由度，換句話說(shuō)，振動(dòng)自由度就是分子的獨(dú)立的振動(dòng)數(shù)目。如何計(jì)算分子的振動(dòng)自由度？1、如果一個(gè)分子有N個(gè)原子，在三維空間里（x,y,z)，每個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)自由度為3，N個(gè)原子的總運(yùn)動(dòng)自由度（運(yùn)動(dòng)數(shù)目）＝3N。第27頁(yè)/共109頁(yè)2、分子在空間的運(yùn)動(dòng)形式有三種：平動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)（1）平動(dòng)：分子作為一個(gè)整體在空間平移。有三種平動(dòng)方式，平動(dòng)自由度為3第28頁(yè)/共109頁(yè)（2）轉(zhuǎn)動(dòng)：分子在空間圍繞一個(gè)通過(guò)其質(zhì)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于線形分子：有兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方式，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為2第29頁(yè)/共109頁(yè)對(duì)于非線形分子：有三種轉(zhuǎn)動(dòng)方式，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為3第30頁(yè)/共109頁(yè)（3）振動(dòng)因此：對(duì)于有N個(gè)原子的分子來(lái)說(shuō)，總的運(yùn)動(dòng)自由度＝平動(dòng)自由度＋轉(zhuǎn)動(dòng)自由度＋振動(dòng)自由度＝3N振動(dòng)自由度＝運(yùn)動(dòng)自由度－平動(dòng)自由度－轉(zhuǎn)動(dòng)自由度對(duì)于線性分子：振動(dòng)自由度＝3N－5對(duì)于非線性分子：振動(dòng)自由度＝3N－6第31頁(yè)/共109頁(yè)例如：H2，雙原子分子，3N－5＝1H2O，三原子分子，非線性，3N－6＝3vsvasd第32頁(yè)/共109頁(yè)CO2,三原子分子，線性，3N－5＝4++-dt第33頁(yè)/共109頁(yè)例如：苯，3N－6＝30種，實(shí)際上苯的紅外譜圖上只有幾個(gè)吸收峰！說(shuō)明：不單苯，許多化合物在紅外譜圖上的吸收峰數(shù)目要遠(yuǎn)小于其振動(dòng)自由度（理論計(jì)算值）。原因:(1)相同頻率的峰重疊，即簡(jiǎn)并；（2）頻率接近或峰弱，儀器檢測(cè)不出；（3）有些吸收峰落在儀器的檢測(cè)范圍之外；（4）并不是所有的振動(dòng)都產(chǎn)生紅外吸收！那么什么情況下的振動(dòng)產(chǎn)生紅外吸收？第34頁(yè)/共109頁(yè)第35頁(yè)/共109頁(yè)我們?cè)诠鈱W(xué)導(dǎo)論提到過(guò)，光是電磁波（電場(chǎng)＋磁場(chǎng)）分子也有電場(chǎng)（偶極矩），分子中的原子在做振動(dòng)時(shí)，偶極矩會(huì)發(fā)生變化。紅外吸收的產(chǎn)生是由于分子電場(chǎng)和紅外光電場(chǎng)的相互耦合作用！第36頁(yè)/共109頁(yè)重點(diǎn)討論分子吸收紅外輻射必須同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：（1）輻射應(yīng)具有剛好滿(mǎn)足振動(dòng)躍遷所需的能量。（2）只有能使偶極矩發(fā)生變化的振動(dòng)形式才能吸收紅外輻射（輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用）。A、對(duì)稱(chēng)分子：沒(méi)有偶極矩，輻射不能引起共振，無(wú)紅外活性。如：N2、O2、Cl2

等。B、非對(duì)稱(chēng)分子：有偶極矩，紅外活性。第37頁(yè)/共109頁(yè)四、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ε>100，極強(qiáng)20<ε<100，強(qiáng)10<ε<20，中1<ε<10，弱第38頁(yè)/共109頁(yè)2、影響因素：躍遷幾率和偶極矩的變化值（1）從基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷，幾率大：基頻峰一般較強(qiáng)，而倍頻峰一般較弱；（2）對(duì)于基頻峰：偶極矩變化越大的振動(dòng)，吸收峰越強(qiáng)偶極矩：i.原子的電負(fù)性相差越大，即鍵的極性越大，偶極矩變化越大：C-Cl比C－H強(qiáng);第39頁(yè)/共109頁(yè)ii.分子的對(duì)稱(chēng)性：越差，偶極矩變化越大，對(duì)稱(chēng)性分子沒(méi)有紅外活性。如：ClCH＝CCl2，有C＝C峰；而Cl2C＝CCl2無(wú)C＝C峰iii.一般來(lái)說(shuō)，不對(duì)稱(chēng)伸縮>對(duì)稱(chēng)伸縮，伸縮>彎曲第40頁(yè)/共109頁(yè)五、基團(tuán)振動(dòng)與紅外吸收光譜注意兩個(gè)問(wèn)題：（1）紅外光譜的產(chǎn)生是由于分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷（2）分子對(duì)紅外光的吸收頻率與分子振動(dòng)的頻率相匹配第41頁(yè)/共109頁(yè)吸收有規(guī)律可循（1）各種基團(tuán)的振動(dòng)頻率不一樣，因此其對(duì)紅外光的吸收頻率也不一樣。換句話說(shuō)，每種基團(tuán)（原子團(tuán)）都有特征的紅外吸收光譜，或者說(shuō)同一基團(tuán)的IR吸收峰總是出現(xiàn)在相近的吸收波長(zhǎng)范圍內(nèi)，無(wú)論該基團(tuán)是在什么樣的分子結(jié)構(gòu)中。（2）可想而知，同一基團(tuán)在不同的化學(xué)環(huán)境中其吸收峰會(huì)發(fā)生變化。第42頁(yè)/共109頁(yè)如羰基－C＝O，紅外吸收峰在1700cm-1附近當(dāng)R－C＝OH1730R－C＝O－OH1760R－C＝O－OR1740R－C＝O－NH21690R－C＝O－R’1715（1）1700附附近；（2）受臨近基團(tuán)影響，位移第43頁(yè)/共109頁(yè)幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ);（1）基頻峰：分子吸收一定頻率紅外線，振動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷至第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收峰（即V=0→1產(chǎn)生的峰）基頻峰的峰位等于分子的振動(dòng)頻率基頻峰強(qiáng)度大——紅外主要吸收峰（2）倍頻峰：分子的振動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷至第二振動(dòng)激發(fā)態(tài)、第三振動(dòng)激發(fā)態(tài)等高能態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的吸收峰（即V=0→V=2，3---產(chǎn)生的峰）第44頁(yè)/共109頁(yè)（3）組頻峰：振動(dòng)之間相互作用產(chǎn)生的吸收峰（4）泛頻峰：倍頻峰＋組頻峰;泛頻峰強(qiáng)度較弱，難辨認(rèn)→卻增加了光譜特征性（5）特征峰：可用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰。（6）相關(guān)峰：由一個(gè)官能團(tuán)引起的一組具有相互依存關(guān)系的特征峰。相關(guān)峰的數(shù)目與基團(tuán)的活性振動(dòng)及光譜的波數(shù)范圍有關(guān)；用一組相關(guān)峰才可以確定確定一個(gè)官能團(tuán)的存在。第45頁(yè)/共109頁(yè)紅外光譜可分為基頻區(qū)和指紋區(qū)兩大區(qū)域（1）基頻區(qū)(4000～1350cm)又稱(chēng)為特征區(qū)或官能團(tuán)區(qū)，其特征吸收峰可作為鑒定基團(tuán)的依據(jù)。特點(diǎn)：吸收峰稀疏，易辨認(rèn)，一般為伸縮振動(dòng)產(chǎn)生。

X－H伸縮振動(dòng)區(qū)(4000～2500cm-1)三鍵及累積雙鍵區(qū)(2500～1900cm-1)雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(1900～1200cm-1)

X－H彎曲振動(dòng)區(qū)(1650～1350cm-1)第46頁(yè)/共109頁(yè)（2）指紋區(qū)(1350～650）指紋區(qū)的吸收峰是由于C－C,C－O,C－X單鍵的伸縮振動(dòng)以及分子骨架中多數(shù)基團(tuán)的彎曲振動(dòng)所引起。特點(diǎn)：各種單鍵的強(qiáng)度接近，相鄰單鍵之間相互作用，吸收光譜復(fù)雜；彎曲振動(dòng)的能級(jí)差小，譜帶結(jié)構(gòu)細(xì)微差別，在指紋區(qū)有特色反映，對(duì)于鑒定很有用。第47頁(yè)/共109頁(yè)六、影響基團(tuán)頻率位移的因素化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)分子中各基團(tuán)的振動(dòng)并不是孤立的，要受到分子中其它部分特別是鄰近基團(tuán)的影響，這種影響可分為內(nèi)部因素和外部因素。相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上。內(nèi)部因素有誘導(dǎo)效應(yīng)，共軛效應(yīng)，氫鍵作用等；外部因素，測(cè)定樣品時(shí)，試樣所處的狀態(tài)、溶劑效應(yīng)等因素影響基團(tuán)頻率。第48頁(yè)/共109頁(yè)1、內(nèi)部因素（1）誘導(dǎo)效應(yīng)：由于鄰近基團(tuán)具有不同的電負(fù)性，通過(guò)靜電誘導(dǎo)效應(yīng)引起基團(tuán)中電荷分布的變化，從而改變了鍵的力常數(shù)，使鍵或基團(tuán)的特征頻率發(fā)生位移。頻率向高波數(shù)方向移動(dòng)第49頁(yè)/共109頁(yè)鄰近基團(tuán)的電負(fù)性越強(qiáng)，誘導(dǎo)效應(yīng)越強(qiáng)，吸收峰向高頻方向移動(dòng)的程度越顯著。第50頁(yè)/共109頁(yè)（2）共軛效應(yīng)：包括p－p，p－p共軛，由于軌道耦合，使共軛體系中的電子云密度平均化，結(jié)果是雙鍵電子云密度降低，力常數(shù)減小，吸收峰發(fā)生位移。共軛效應(yīng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)!第51頁(yè)/共109頁(yè)共軛效應(yīng)頻率使p電子離域，雙鍵性下降!第52頁(yè)/共109頁(yè)（3）誘導(dǎo)共軛同時(shí)存在：誘導(dǎo)：電負(fù)性差異造成共軛：軌道耦合哪一種占上風(fēng)？如：R-C=O-ORR-C=O-CR-C=O-SR

誘導(dǎo)>共軛誘導(dǎo)<共軛

173517151690第53頁(yè)/共109頁(yè)（4）氫鍵：形成氫鍵后，X－H的振動(dòng)頻率降低，吸收向低波數(shù)移動(dòng)，吸收強(qiáng)度增大，譜帶變寬。分子間氫鍵：特點(diǎn)：與濃度和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。第54頁(yè)/共109頁(yè)分子內(nèi)氫鍵：特點(diǎn)：與濃度無(wú)關(guān)，可以區(qū)分是內(nèi)，間氫鍵。第55頁(yè)/共109頁(yè)2、外部效應(yīng)：物質(zhì)的狀態(tài)：氣態(tài)：轉(zhuǎn)動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)；液固：締合，氫鍵，溶劑效應(yīng)：極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率隨溶劑極性的增加而向低波數(shù)移動(dòng)。注意：查閱文獻(xiàn)時(shí)要注意這兩點(diǎn)！第56頁(yè)/共109頁(yè)七、常見(jiàn)官能團(tuán)的IR特征吸收1、X－H伸縮振動(dòng)區(qū)（1）飽和烴中C－H鍵：sC-H=3000~2800，強(qiáng)吸收—CH32960cm-1反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)

2870cm-1對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)—CH2—2930cm-1反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)

2850cm-1對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)第57頁(yè)/共109頁(yè)（2）不飽和烴中C－H鍵：sC-H》3000苯環(huán)上的C—H3030cm-1=C—H3010～2260cm-1≡C—H3300cm-1，

－CO－H2820/2720，一般為雙峰（不絕對(duì)）注意：在3000以上，一般為強(qiáng)吸收。第58頁(yè)/共109頁(yè)（3）醇、酚－O—H3700～3200cm-1

－O—H3650～3580cm-1（游離）－O—H3400～3200cm-1（締合）注意：可判斷有無(wú)醇、酚、有機(jī)酸。第59頁(yè)/共109頁(yè)（4）胺－N—H3500～3100cm-1

－N—H3500～3700cm-1（游離）－N—H3400～3100cm-1（締合）注意：與—OH的伸縮譜帶重疊，不易區(qū)分。第60頁(yè)/共109頁(yè)2、三鍵伸縮：2500～1900cm-1（1）RC≡CH（2100～2140cm-1）

RC≡CR’（2190～2260cm-1）當(dāng)R=R’時(shí)，無(wú)紅外活性（2）RC≡N（2260～2220cm-1）（3）C＝C＝C：1950cm-1

（4）－N≡N：2310～2135cm-1

特點(diǎn)：譜帶較少第61頁(yè)/共109頁(yè)3、雙鍵伸縮：1900～1920cm-1（1）－C＝O－：1700cm-1,(1850~1600)：最強(qiáng)峰第62頁(yè)/共109頁(yè)（2）RC＝CR’：（1620～1680cm-1

）當(dāng)R=R’時(shí)，無(wú)紅外活性（3）苯環(huán)的特征吸收峰：i.苯環(huán)的骨架振動(dòng)，C＝C伸縮，有兩個(gè)明顯的吸收峰：1600，1500；ii.若苯環(huán)與C＝C雙鍵共軛，又增加1580，1450兩個(gè)峰（但不絕對(duì)）。初步確定苯環(huán)。第63頁(yè)/共109頁(yè)（4）苯的衍生物：i.在2000～1667處有C－H面外彎曲振動(dòng)的泛頻峰（弱吸收），可以用來(lái)判斷取代基的位置。ii.聯(lián)合指紋區(qū)900～600區(qū)苯環(huán)的C－H彎曲振動(dòng)峰可以確定苯環(huán)的取代類(lèi)型。第64頁(yè)/共109頁(yè)單取代第65頁(yè)/共109頁(yè)雙取代鄰取代（單峰）740間取代（三峰）

700，780，850對(duì)取代（單峰）810第66頁(yè)/共109頁(yè)第67頁(yè)/共109頁(yè)4.X—Y，X—H彎曲振動(dòng)區(qū)指紋區(qū)(1300～600cm-1),較復(fù)雜。（1）－CH3，對(duì)稱(chēng)彎曲，1380（強(qiáng)），特征吸收，可以用來(lái)判斷有無(wú)甲基的存在。（2）－C－（CH3）2：兩個(gè)甲基的彎曲振動(dòng)相互耦合，使1370的峰分裂為雙峰：1370/1380；（3）－CH3的不對(duì)稱(chēng)彎曲和－CH2的剪式彎曲重疊：1460第68頁(yè)/共109頁(yè)第三節(jié)紅外吸收光譜儀器

一、紅外光譜儀主要部件(色散型)紅外光譜儀由光源、單色器、吸收地、檢測(cè)器和記錄系統(tǒng)五部分組成⒈光源：連續(xù)紅外光輻射，常用的有能斯特?zé)艉凸杼及簪参盏兀河捎谥屑t外光不能透過(guò)玻璃和石英，因此紅外吸收地是一些無(wú)機(jī)鹽晶體材料，常用KBr晶體(易吸潮應(yīng)保持干燥)第69頁(yè)/共109頁(yè)⒊單色器：以光柵作為分光元件⒋檢測(cè)器：常用真空熱電偶，熱電量熱計(jì)，光電導(dǎo)管等。⒌記錄系統(tǒng)：由記錄儀自動(dòng)記錄圖譜第70頁(yè)/共109頁(yè)1.色散型紅外光譜儀參考池樣品池light斬波器單色器檢測(cè)器記錄儀光柵優(yōu)點(diǎn):頻率域光譜儀-簡(jiǎn)單缺點(diǎn):采譜速度慢;靈敏度低;波數(shù)分辨率低.第71頁(yè)/共109頁(yè)干涉儀光源樣品室檢測(cè)器顯示器繪圖儀計(jì)算機(jī)傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖2.傅里葉變換紅外（FTIR)光譜儀時(shí)間域光譜儀第72頁(yè)/共109頁(yè)干涉儀示意圖light半透鏡固定反射鏡動(dòng)鏡第73頁(yè)/共109頁(yè)NicoletAvatarFT-IR360紅外光譜儀工作原理圖SourceInterferometerDetectorSampleLaser第74頁(yè)/共109頁(yè)

可在短時(shí)間內(nèi)得到頻率范圍內(nèi)的干涉圖------快通過(guò)多次掃描提高信噪比.

S/N

n-2----靈敏度高分辨率高(<0.1

cm-1)傅里葉變換紅外光譜儀主要優(yōu)勢(shì)傅里葉變換紅外光譜儀是時(shí)間域光譜儀,需要進(jìn)行FTIR變換后得到頻率域光譜圖.目前廣泛使用傅立葉變換紅外光譜儀.第75頁(yè)/共109頁(yè)第四節(jié)紅外吸收光譜分析一、試樣的制備1、氣體樣品：氣體吸收池2、液體試樣：液體池法和涂片法/液膜法3、固體試樣糊狀法壓片法薄膜法第76頁(yè)/共109頁(yè)溶劑：CCl4，CS2常用。①研糊法（液體石臘法）②KBr壓片法③薄膜法2.固體：1.液體：①液膜法——難揮發(fā)液體（bp>80C）②溶液法——液體池(KBr為稀釋劑)常用樣品池窗片（載體）:NaCl,KBr,CaF2,LiF液體和固體樣品制備五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)盡可能避免來(lái)自于大氣中水和CO2的吸收;固體樣品要研磨至小于紅外光最小波長(zhǎng)(<2m)第77頁(yè)/共109頁(yè)第78頁(yè)/共109頁(yè)第79頁(yè)/共109頁(yè)二、IR的應(yīng)用：官能團(tuán)定性與結(jié)構(gòu)分析1、定性分析的一般過(guò)程（思路步驟）（1）試樣的純化（2）了解試樣的來(lái)源，性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)資料，如分子量，m.b.點(diǎn)，溶解度，外觀等（3）根據(jù)分子式確定其不飽和度第80頁(yè)/共109頁(yè)不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽和所缺一價(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。計(jì)算：若分子中僅含一，二，三，四價(jià)元素（H，O，N，C），則可按下式進(jìn)行不飽和度的計(jì)算：

Ω=1+n4+（n3–n1

）