《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(shí)驗(yàn)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(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光譜。當(dāng)紅外光照射分子時(shí)，分子吸收特定波長(zhǎng)的光，導(dǎo)致分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷。分子振動(dòng)是指分子中原子的相對(duì)位置發(fā)生變化，轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhǎng)范圍通常在2.5-20微米之間，對(duì)應(yīng)于分子振動(dòng)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(zhǎng)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(cè)，如檢測(cè)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(cè)器紅外光譜儀的基本結(jié)構(gòu)01020304發(fā)射一定波長(zhǎng)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(cè)干涉圖，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。常用的探測(cè)器有熱電偶和光電導(dǎo)探測(cè)器。紅外光譜儀的工作流程光源發(fā)射一定波長(zhǎng)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(cè)器檢測(cè)干涉圖，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，記錄下來形成紅外光譜。發(fā)射紅外光分光干涉檢測(cè)與記錄指紅外光譜儀能夠測(cè)量的光譜范圍，一般用波數(shù)（cm^-1）表示。波長(zhǎng)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(cè)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(cè)量同一物質(zhì)時(shí)，多次測(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)驗(yàn)，包括儀器預(yù)熱、樣品安裝、參數(shù)設(shè)置等步驟。實(shí)驗(yàn)操作步驟通過儀器自動(dòng)采集紅外光譜數(shù)據(jù)，并記錄實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)。數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(jì)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(duì)，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(dú)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(cè)反應(yīng)過程在化學(xué)反應(yīng)過程中，通過實(shí)時(shí)測(cè)量反應(yīng)物的紅外光譜變化，可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)過程和計(jì)算反應(yīng)速率。測(cè)定混合物組分通過測(cè)量混合物中各組分的紅外光譜強(qiáng)度，可以計(jì)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(cè)產(chǎn)品是否符合規(guī)格要求。定量分析測(cè)定分子振動(dòng)模式紅外光譜的峰位置與分子中特定化學(xué)鍵的振動(dòng)模式有關(guān)，可以用于測(cè)定分子振動(dòng)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(duì)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(duì)樣品的要求較高水分對(duì)紅外光譜的干擾較大，因?yàn)樗肿泳哂袕?qiáng)烈的紅外吸收，會(huì)掩蓋其他組分的特征吸收峰。在進(jìn)行紅外光譜分析時(shí)，需要特別注意控制樣品中的水分含量，以避免干擾。對(duì)水分的干擾較大對(duì)某些化合物的靈敏度較低紅外光譜對(duì)于某些低濃度的化合物可