《紅外光譜第一節(jié)》課件

《紅外光譜第一節(jié)》ppt課件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE紅外光譜的基本概念紅外光譜儀的工作原理紅外光譜實驗技術(shù)紅外光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用紅外光譜的局限性紅外光譜的基本概念PART01紅外光譜的產(chǎn)生紅外光譜是由于分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生的光譜。當(dāng)紅外光照射分子時，分子吸收特定波長的光，導(dǎo)致分子振動和轉(zhuǎn)動能級發(fā)生躍遷。分子振動是指分子中原子的相對位置發(fā)生變化，轉(zhuǎn)動則是指分子整體圍繞其質(zhì)心旋轉(zhuǎn)。0102紅外光譜的基本原理紅外光譜的波長范圍通常在2.5-20微米之間，對應(yīng)于分子振動頻率在4000-400厘米^(-1)之間。分子中不同的化學(xué)鍵或基團(tuán)吸收不同波長的紅外光，因此紅外光譜可以用于鑒定分子中的特定化學(xué)鍵或基團(tuán)。紅外光譜在化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。例如，在化學(xué)領(lǐng)域中，紅外光譜可用于確定化合物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型。在生物學(xué)領(lǐng)域，紅外光譜可用于研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，如蛋白質(zhì)和核酸等。此外，紅外光譜還可用于環(huán)境監(jiān)測，如檢測大氣中的污染物。紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜儀的工作原理PART02光源單色器干涉儀探測器紅外光譜儀的基本結(jié)構(gòu)01020304發(fā)射一定波長的紅外光，常用光源有碘鎢燈和溴鎢燈。將光源發(fā)出的紅外光分成單色光，一般由棱鏡或光柵組成。使單色光發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉圖。常用干涉儀有Michelson干涉儀和Fabry-Perot干涉儀。檢測干涉圖，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。常用的探測器有熱電偶和光電導(dǎo)探測器。紅外光譜儀的工作流程光源發(fā)射一定波長的紅外光。單色器將紅外光分成單色光。干涉儀使單色光發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉圖。探測器檢測干涉圖，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，記錄下來形成紅外光譜。發(fā)射紅外光分光干涉檢測與記錄指紅外光譜儀能夠測量的光譜范圍，一般用波數(shù)（cm^-1）表示。波長范圍指紅外光譜儀能夠分辨的最小光譜范圍，一般用波數(shù)（cm^-1）表示。分辨率指紅外光譜儀能夠檢測到的最小吸收強(qiáng)度，一般用dB表示。靈敏度指紅外光譜儀測量同一物質(zhì)時，多次測量結(jié)果的重復(fù)性，一般用波數(shù)（cm^-1）表示。重現(xiàn)性紅外光譜儀的主要性能指標(biāo)紅外光譜實驗技術(shù)PART03研磨、混合、干燥等步驟，確保樣品均勻、純凈，以提高紅外光譜的準(zhǔn)確性和可靠性。固體樣品制備液體樣品制備氣體樣品制備選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，將樣品溶解或稀釋至適當(dāng)濃度，以獲得清晰的紅外光譜圖。將氣體樣品通過特定的采樣裝置，如吸收池或氣袋，以進(jìn)行紅外光譜分析。030201樣品制備技術(shù)確保紅外光譜儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，包括光源、檢測器、光路等部分的校準(zhǔn)。儀器校準(zhǔn)按照規(guī)定的操作流程進(jìn)行實驗，包括儀器預(yù)熱、樣品安裝、參數(shù)設(shè)置等步驟。實驗操作步驟通過儀器自動采集紅外光譜數(shù)據(jù)，并記錄實驗條件和參數(shù)。數(shù)據(jù)采集實驗操作技術(shù)

數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑、基線校正、歸一化等處理，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。譜圖解析根據(jù)譜峰的位置、形狀和強(qiáng)度等信息，對樣品進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)解析。定量分析通過譜峰的強(qiáng)度或面積，計算樣品中各組分的含量，并進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理。紅外光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用PART04通過與標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖進(jìn)行比對，可以確定未知物的組成成分。確定未知物的組成不同化合物具有獨特的紅外光譜特征，可以用于化合物的鑒別。鑒別化合物紅外光譜的峰位置和強(qiáng)度與分子中的化學(xué)鍵有關(guān)，通過分析紅外光譜可以判斷化學(xué)鍵的類型和數(shù)量。判斷化學(xué)鍵定性分析監(jiān)測反應(yīng)過程在化學(xué)反應(yīng)過程中，通過實時測量反應(yīng)物的紅外光譜變化，可以監(jiān)測反應(yīng)過程和計算反應(yīng)速率。測定混合物組分通過測量混合物中各組分的紅外光譜強(qiáng)度，可以計算各組分的含量。質(zhì)量控制在工業(yè)生產(chǎn)中，紅外光譜可以用于產(chǎn)品質(zhì)量控制，檢測產(chǎn)品是否符合規(guī)格要求。定量分析測定分子振動模式紅外光譜的峰位置與分子中特定化學(xué)鍵的振動模式有關(guān)，可以用于測定分子振動模式。研究分子間相互作用通過分析紅外光譜的變化，可以研究分子間的相互作用和分子聚集狀態(tài)。確定分子結(jié)構(gòu)通過分析紅外光譜的峰位置和強(qiáng)度，可以推斷分子的結(jié)構(gòu)和組成。結(jié)構(gòu)分析紅外光譜的局限性PART05紅外光譜分析需要樣品具有較高的純度和結(jié)晶度，以便獲得準(zhǔn)確的譜圖。對于某些難以獲得純品的樣品，如高分子材料或生物樣品，紅外光譜分析可能難以進(jìn)行。對樣品的要求較高水分對紅外光譜的干擾較大，因為水分子具有強(qiáng)烈的紅外吸收，會掩蓋其他組分的特征吸收峰。在進(jìn)行紅外光譜分析時，需要特別注意控制樣品中的水分含量，以避免干擾。對水分的干擾較大對某些化合物的靈敏度較低紅外光譜對于某些低濃度的化合物可