紅外吸收光譜通用課件

紅外吸收光譜通用課件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE紅外吸收光譜基本原理紅外光譜儀器與樣品制備紅外光譜解析與應(yīng)用實驗操作與注意事項案例分析紅外吸收光譜基本原理PART01紅外光是一種電磁波，位于可見光和微波之間，波長范圍在0.78-1000微米。紅外光具有波粒二象性，即具有波動和粒子的雙重特性。紅外光可以被物質(zhì)吸收、反射、折射和散射。紅外光的性質(zhì)分子由原子組成，原子之間通過化學(xué)鍵連接。當(dāng)分子吸收紅外光能量時，化學(xué)鍵會振動，產(chǎn)生分子振動能級躍遷。分子振動能級躍遷伴隨著轉(zhuǎn)動能級躍遷，形成獨(dú)特的紅外吸收光譜。分子振動與轉(zhuǎn)動

紅外吸收光譜的產(chǎn)生當(dāng)紅外光照射到物質(zhì)上時，物質(zhì)中的分子會吸收特定波長的紅外光能量。分子吸收能量后，振動能級和轉(zhuǎn)動能級發(fā)生躍遷，產(chǎn)生紅外吸收光譜。不同物質(zhì)具有不同的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，因此會產(chǎn)生不同的紅外吸收光譜。紅外光譜儀器與樣品制備PART02紅外光譜儀的組成分束器檢測器將入射光分成兩束，一束用于樣品，一束用于參考。檢測干涉圖樣，轉(zhuǎn)換為電信號。光源干涉儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供紅外光，常用光源為碘化銫或溴化銫。產(chǎn)生干涉圖樣，增加光譜分辨率。處理和顯示光譜數(shù)據(jù)。光源發(fā)出的紅外光經(jīng)過分束器分為兩束，一束通過樣品，一束通過參考。通過干涉儀產(chǎn)生干涉圖樣，增強(qiáng)光譜分辨率。檢測器檢測干涉圖樣，轉(zhuǎn)換為電信號。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理電信號，生成光譜圖。01020304紅外光譜儀的工作原理樣品制備方法研磨成粉末，與干燥的KBr混合均勻后壓片。使用液體池進(jìn)行測試，常用的液體池材料有CaF2和BaF2。將氣體導(dǎo)入氣體池進(jìn)行測試。將薄膜放置在KBr窗片上，用于測試薄膜的紅外光譜。固體樣品液體樣品氣體樣品薄膜樣品紅外光譜解析與應(yīng)用PART03紅外光譜的表示方法紅外光譜通常以波數(shù)（cm^-1）為橫坐標(biāo)，以透射比或吸光度為縱坐標(biāo)繪制。紅外光譜的分區(qū)紅外光譜分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三個區(qū)域，不同區(qū)域?qū)?yīng)不同的分子振動和轉(zhuǎn)動能級。紅外光譜的產(chǎn)生紅外光譜是由于分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷而產(chǎn)生的，不同物質(zhì)具有獨(dú)特的紅外吸收光譜。紅外光譜解析基礎(chǔ)在3000-3200cm^-1范圍內(nèi)出現(xiàn)伸縮振動吸收峰，不同取代基會使峰位發(fā)生位移。烴類化合物醇類在3400cm^-1附近出現(xiàn)OH伸縮振動吸收峰，酚類具有相似特征；醚類在1000-1350cm^-1范圍內(nèi)出現(xiàn)C-O伸縮振動吸收峰。醇、酚、醚類化合物醛類在2700cm^-1附近出現(xiàn)C=O伸縮振動吸收峰；酮類在2900cm^-1附近出現(xiàn)雙鍵伸縮振動吸收峰；酯類在1750-1850cm^-1范圍內(nèi)出現(xiàn)C=O伸縮振動吸收峰。醛、酮、酯類化合物常見有機(jī)化合物的紅外光譜特征紅外光譜可用于鑒定未知化合物的結(jié)構(gòu)和組成，也可用于研究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理?；瘜W(xué)領(lǐng)域紅外光譜可用于研究材料表面的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)，如表面涂層、吸附物等。材料科學(xué)領(lǐng)域紅外光譜可用于檢測大氣中氣體成分和污染物，如二氧化碳、甲烷等溫室氣體。環(huán)境科學(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)、核酸等，還可用于醫(yī)學(xué)診斷和藥物研發(fā)。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域紅外光譜在各領(lǐng)域的應(yīng)用實驗操作與注意事項PART04實驗準(zhǔn)備檢查儀器設(shè)備是否正常，準(zhǔn)備樣品和試劑，確保實驗室環(huán)境符合要求。樣品制備根據(jù)實驗需求，將樣品制備成適合進(jìn)行紅外光譜分析的形態(tài)，如液體、固體或薄膜。光路調(diào)整調(diào)整儀器光路，確保紅外光源、樣品和檢測器之間的位置正確。參數(shù)設(shè)置根據(jù)實驗需求，設(shè)置合適的掃描范圍、分辨率和掃描次數(shù)等參數(shù)。開始掃描啟動儀器，開始進(jìn)行紅外光譜掃描。數(shù)據(jù)記錄實時記錄掃描得到的光譜數(shù)據(jù)，并保存到計算機(jī)中。實驗操作流程將記錄的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，去除異常值和噪聲，平滑處理。數(shù)據(jù)整理譜峰識別與標(biāo)注定量分析數(shù)據(jù)處理軟件根據(jù)譜峰的位置和形狀，識別和標(biāo)注出樣品中存在的官能團(tuán)或化學(xué)鍵。根據(jù)譜峰的強(qiáng)度，對樣品中特定成分的含量進(jìn)行定量分析。使用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，如OMNIC、OMNIC_Graph等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析。實驗數(shù)據(jù)記錄與處理確保實驗室有良好的通風(fēng)設(shè)施，避免有毒有害氣體對實驗人員造成危害。實驗室安全對于某些具有腐蝕性或毒性的樣品，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，如佩戴化學(xué)防護(hù)眼鏡、實驗服和化學(xué)防護(hù)手套等。樣品安全確保儀器接地良好，避免因漏電等原因造成人員傷亡和儀器損壞。儀器安全實驗室內(nèi)應(yīng)配備滅火器和防爆設(shè)備，并遵守實驗室安全規(guī)章制度。防火防爆實驗注意事項與安全案例分析PART05通過對比不同醇類化合物的紅外光譜，可以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)相似性的影響，如甲基取代的醇類化合物表現(xiàn)出向低波數(shù)偏移的吸收峰。其他重要吸收峰包括2900cm?1左右的C-H伸縮振動和1600cm?1左右的C=O伸縮振動。醇類化合物在紅外光譜中表現(xiàn)出多個特征吸收峰，其中最強(qiáng)峰位于3400cm?1左右，屬于O-H伸縮振動?？偨Y(jié)詞：醇類的紅外光譜分析展示了醇類化合物在紅外光譜中的特征吸收峰和對應(yīng)的振動模式。詳細(xì)描述案例一：醇類的紅外光譜分析詳細(xì)描述苯及其衍生物在紅外光譜中表現(xiàn)出明顯的特征吸收峰，如苯環(huán)的骨架振動位于1600cm?1左右。通過對比不同取代基的苯衍生物的紅外光譜，可以推斷取代基的性質(zhì)和數(shù)量對紅外光譜的影響。取代基的存在對苯環(huán)的骨架振動產(chǎn)生影響，如甲基取代的苯環(huán)表現(xiàn)出向低波數(shù)偏移的吸收峰。總結(jié)詞：苯及其衍生物的紅外光譜分析揭示了苯環(huán)及其取代基對紅外光譜的影響。案例二：苯及其衍生物的紅外光譜分析案例三：高分子化合物的紅外光譜分析高分子化合物在紅外光譜中表現(xiàn)出復(fù)雜的特征吸收峰，包括C-H伸縮振動、C=C伸縮振動和C-O伸縮振動等。詳細(xì)描述總結(jié)詞：高分子化合物的紅外光譜分析展示了高分子鏈中化學(xué)鍵的振動模式和相互作用。高分子