第八章 红外吸收光谱法优秀PPT.ppt

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1、第八章 红外吸收光谱法第一页，本课件共有97页红外波段的划分红外波段的划分 波 段波长(微米)波数(cm-1)近红外0.75-2.513000-4000研究 O-H、N-H、C-H 的倍频峰中红外2.5-504000-200分子的振动与转动能级跃迁产生远红外50-1000200-10转动能级跃迁产生常用区域2.5-254000-400第二页，本课件共有97页 能能量量在在 4000-400cm-1-1 的的红红外外光光不不足足以以使使样样品品产产生生分分子子电电子子能能级级的的跃跃迁迁，而而只只能能引引起起振振动动能能级级与与转转动动能能级级的的跃跃迁迁，故故红红外外光光谱谱又又称称振振转转光

2、光谱谱。由由于于振振动动能能级级跃跃迁迁的的同同时时不不可可避避免免地地伴伴随随转转动动能能级级的的变变化化，因因此此红红外外光光谱谱也也是是带带光光谱谱。分分子子在在振振动动和和转转动动过过程程中中只只有有伴伴随随净净的的偶偶极极矩矩变变化化的的振振动动才才有有红红外外活活性性。因因为为分分子子振振动动伴伴随随偶偶极极矩矩改改变变时时，分分子子内内电电荷荷分分布布变变化化会会产产生生交交变变电电场场，当当其其频频率率与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收。与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收。第二节第二节 红外光谱法的基本原理红外光谱法的基本原理一一、红外光谱的形成及产生条件红外光

3、谱的形成及产生条件第三页，本课件共有97页红外吸收光谱产生的条件：红外吸收光谱产生的条件：红外辐射的能量等于分子振动能级的能量差红外辐射的能量等于分子振动能级的能量差第四页，本课件共有97页 振动过程中偶极矩的变化不等于零振动过程中偶极矩的变化不等于零二、分子振动频率的计算公式二、分子振动频率的计算公式 例：例：HCl 分子，其振动形式为同时伸长和分子，其振动形式为同时伸长和同时缩短。同时缩短。第五页，本课件共有97页近似为简谐振动：近似为简谐振动：(Hz)c光速，光速，3108 m/sk化学键的力常数，化学键的力常数，N/m 折合质量，折合质量，kg第六页，本课件共有97页单位为单位为当当，

4、折合质量为相对原子质量折合质量为相对原子质量三、简正振动和振动类型三、简正振动和振动类型 1.分子的振动自由度分子的振动自由度简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，第七页，本课件共有97页每个原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率每个原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，即每个原子都在同一瞬间经过自己的平和位相都相同，即每个原子都在同一瞬间经过自己的平衡位置，而且都同时达到各自的最大位移。衡位置，而且都同时达到各自的最大位移。每每个个分分子子都都有有一一定定数数目目的的简简正正振振动动，其其数数目目等等于于分分子子的的振振动动

5、自自由由度度。n 个个原原子子组组成成的的分分子子有有3n 个自由度。个自由度。线性分子，振动自由度线性分子，振动自由度 N=3n5 非线形分子，振动自由度非线形分子，振动自由度 N=3n6 例例1：H2O 非线形分子，非线形分子，N=3n6=3 在红外谱图上有三个峰，其简正振动的形式为：在红外谱图上有三个峰，其简正振动的形式为：第八页，本课件共有97页 2.基本振动的类型基本振动的类型 （1 1）伸缩振动伸缩振动：键长变化，键角不变。：键长变化，键角不变。第九页，本课件共有97页 （2）弯曲振动（变形振动）弯曲振动（变形振动）振动过程中键角发生改变或分子中原子团振动过程中键角发生改变或分子中

6、原子团对其余部分作相对运动，键长不变。对其余部分作相对运动，键长不变。弯曲振动弯曲振动又分为又分为面内弯曲振动与面外弯曲振动两种。面内弯曲振动与面外弯曲振动两种。面内弯曲振动用面内弯曲振动用表示，表示，面外弯曲振动用面外弯曲振动用 表示。表示。第十页，本课件共有97页面外摇摆振动面外摇摆振动 卷曲振动卷曲振动第十一页，本课件共有97页 3.影响峰数增多或减少的原因影响峰数增多或减少的原因（1 1）吸收峰增多的原因吸收峰增多的原因 倍频、组合频倍频、组合频 倍频峰和组频峰又称为泛频峰。倍频峰和组频峰又称为泛频峰。振动偶合振动偶合 当相同的两个基团在分子中靠得很近时，其相应的特征峰常当相同的两个基

7、团在分子中靠得很近时，其相应的特征峰常发生分裂，形成两个峰。发生分裂，形成两个峰。费米共振费米共振 泛频峰与邻近的强的基频峰之间的偶合，称为费米共泛频峰与邻近的强的基频峰之间的偶合，称为费米共振，往往裂分为两个峰。振，往往裂分为两个峰。第十二页，本课件共有97页C=O 分裂（分裂（as=1820、s=1760 cm-1）当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二。相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二。振动耦合振动耦合费米共振费米共振 当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，二

8、者相互作用而产当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，二者相互作用而产生强吸收峰并发生裂分的现象。生强吸收峰并发生裂分的现象。Ar-C=880862 cm-1C=O=1774 cm-11773 cm-11736 cm-1第十三页，本课件共有97页 （2）吸收峰减少的原因吸收峰减少的原因 红红外外非非活活性性振振动动（有有高高度度对对称称结结构构的的分分子子，振振动动过过程程中中不不引引起起偶偶极极矩矩变变化化，虽虽有有振振动动形形式式存存在在，但但不不产产生生红红外吸收峰）。外吸收峰）。简并，即两种振动具有相同频率，只出现一个峰。简并，即两种振动具有相同频率，只出现一个峰。强峰往往要覆盖与它频率

9、相近的弱而窄的峰。强峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的峰。吸收峰落在仪器的检测范围之外。吸收峰落在仪器的检测范围之外。受受仪仪器器分分辨辨率率所所限限，有有时时挨挨的的很很近近的的两两个个峰峰仪仪器器分分辨辨不不出出，只只表表现现为为一一个个峰峰；或或者者是是峰峰太太弱弱，仪仪器器检检测测不出来。不出来。第十四页，本课件共有97页+-面外弯曲s=667cm-1不对称伸缩s=2349cm-1面内弯曲s=667cm-1COOCO2 分子其简正振动的数目为分子其简正振动的数目为33 5=4，但只有两个红外吸收峰，但只有两个红外吸收峰，其原因为其原因为第十五页，本课件共有97页第三节第三节 红外谱图的

10、峰数、峰位与峰强红外谱图的峰数、峰位与峰强一、峰数一、峰数 非线性分子非线性分子 3N6线性分子线性分子 3N5 二、基团频率与红外光谱的分区二、基团频率与红外光谱的分区 1.几个常用术语几个常用术语 特征峰：特征峰：用于鉴定官能团的存在并具有较高用于鉴定官能团的存在并具有较高强度的吸收峰。如强度的吸收峰。如第十六页，本课件共有97页 相相关关峰峰：一一个个基基团团除除了了有有特特征征峰峰外外，还还有有一一些些其其他他振振动动形形式式的的吸吸收收峰峰，这这些些相相互互依依存存而而又又相相互互可可以以左左证证的的吸吸收收峰峰称称为相关峰。为相关峰。特征区：特征区：4000-1330 cm-1 指

11、纹区：指纹区：1330-667 cm-1 2.基团频率和红外光谱的分区基团频率和红外光谱的分区 （1）4000-2500 cm-1 区域区域 称为氢键伸缩振动区，包括称为氢键伸缩振动区，包括 O-H、N-H、C-H 和和 S-H 等的伸缩振动。等的伸缩振动。（2）2500-2000 cm-1 区域区域 称为叁键和累计双键伸缩振动区，主要包括称为叁键和累计双键伸缩振动区，主要包括 等的伸缩振动。等的伸缩振动。第十七页，本课件共有97页第十八页，本课件共有97页 （3）2000-1-1500 cm-1-1 区域区域 称为双键伸缩振动区，主要包括称为双键伸缩振动区，主要包括 C=N、C=C、N=N、

12、N=O 和和 C=O 等的伸缩振动。等的伸缩振动。伸缩振动伸缩振动 1600-1690 cm-1伸缩振动伸缩振动 1500-1900 cm-1苯环的骨架振动苯环的骨架振动 1600-1450 cm-1NH2 剪式振动及芳香化合物的倍频区域剪式振动及芳香化合物的倍频区域 （4）1500-670 cm-1 区域区域 此此区区域域的的光光谱谱较较复复杂杂，主主要要包包括括 C-H 和和 O-H 的的弯弯曲曲振振动动；C-N、C-C、P-O、N-O 和和 N-H 等等的的伸伸缩缩振振动动。1000-650 cm-1 区区域域的的某某些些吸吸收收峰峰可可用用来来确确定定烯烯烃烃和和苯苯环环的的取取代类型

13、。代类型。第十九页，本课件共有97页第四章 波谱分析第4.2节 红外光谱300020001000X-H伸缩振动伸缩振动(X:C,N,O,S)三键三键累积双键累积双键 双键双键伸缩振动伸缩振动其它伸缩振动，其它伸缩振动，弯曲振动弯曲振动游离游离OH3600缔合缔合OH3300-NH233003500-NHR-C C-H 3300C=C-H2960,CH32925,CH228702850-COH2820,2720-SH26002550-C-H2885-C N2240-C C-2220-C C-H 2120C=O 1715C=C 1630苯环苯环1600158015001460-NO21550 13

14、70 1460 1380-CH31470-CH2-C-O-C13001020C-OH伯伯仲仲叔叔酚酚苯苯指指纹纹区区COOH3000第二十页，本课件共有97页 三、影响特征峰位置的因素三、影响特征峰位置的因素 1.内部因素内部因素（1）诱导效应诱导效应 官官能能团团旁旁边边有有电电负负性性不不同同的的原原子子（或或基基团团），通通过过静静电电诱诱导导作作用用，引引起起分分子子中中电电子子云云密密度度的的变变化化，从从而而引引起起官官能能团团化化学学键键力力常常数数的的变变化化，使使官官能能团团特特征频率发生改变。现以征频率发生改变。现以羰基双键伸缩振动为例。羰基双键伸缩振动为例。1715 cm

15、-1第二十一页，本课件共有97页取代基电负性取代基电负性静电诱导静电诱导电子分布改变电子分布改变k 蓝移蓝移1869 cm-11815178518121750173517151760 cm-1第二十二页，本课件共有97页 （2）共轭效应 由于分子中形成大键所引起的效应称为共轭效应。共轭效应可使共轭体系中的电子云密度平均化，双键略有伸长，单键略有缩短，即双键性减弱，单键性增强，使吸收峰位置向低波数方向移动。电子云密度平均化电子云密度平均化键长键长kk红移（红移（-和和p-p-共轭）共轭）第二十三页，本课件共有97页C=O=1715 cm-1C=O=1660 cm-1C=O=1670 cm-1若诱

16、导效应若诱导效应（-I）与共轭效应与共轭效应（+C）同时存在，按照影响大的同时存在，按照影响大的效应来考虑。效应来考虑。1735 cm-1(-I +C)1690 cm-1(-I +C)1710 cm-1(-I +C)第二十四页，本课件共有97页 （3）空间效应空间效应 主要指分子内空间的相互作用，如立体障碍、主要指分子内空间的相互作用，如立体障碍、环张力的影响等。环张力的影响等。空间立体障碍空间立体障碍 使共轭受到限制，基团使共轭受到限制，基团频率向高频移动。频率向高频移动。1680 cm1 1700 cm1第二十五页，本课件共有97页 环环张张力力 当当环环变变小小，环环的的张张力力增增大大

17、时时，环环内内双双键键的的伸伸缩缩振振动动向向低低频频移移动动，而而环环外外双双键键的的伸伸缩振动向高频移动。缩振动向高频移动。1611 cm1 1646 cm1 1567 cm1 1541 cm1 3017 cm1 3045 cm13060 cm13076 cm11651 cm1 1657 cm1 1678 cm1 1781 cm1 第二十六页，本课件共有97页 偶偶极极场场效效应应 是是由由分分子子空空间间挨挨的的很很近近所所致致，它它是是沿沿着着分子空间，而不是沿着化学键产生的。分子空间，而不是沿着化学键产生的。1755 cm11742 cm11728 cm1 氢氢键键效效应应 通通常常

18、情情况况下下，无无论论是是形形成成分分子子内内还还是是分分子子间间氢氢键键，都都会会使使吸吸收收峰峰向向低低波波数数移移动动，峰峰变变宽宽。如如羟羟基基的的吸吸收收:当当形形成成分分子子内内或或分分子子间间氢氢键键时时，羟羟基基的的吸吸收收峰峰移移向向低低波波数数，且峰形变宽，强度大。且峰形变宽，强度大。第二十七页，本课件共有97页非极性溶剂中非极性溶剂中 1760 cm1乙醚中乙醚中 1735 cm1乙醇中乙醇中 1720 cm1第二十八页，本课件共有97页 2.外部因素外部因素 决定红外吸收峰位置和强度的最主要因素是分子的决定红外吸收峰位置和强度的最主要因素是分子的化学结构，但是对同一种化

19、合物，其红外光谱还随制样化学结构，但是对同一种化合物，其红外光谱还随制样方法、样品的状态、溶剂的性质、温度、样品厚度等的方法、样品的状态、溶剂的性质、温度、样品厚度等的不同会出现一定差异。不同会出现一定差异。1610-1550 cm11400 cm1 例例 如如，丙丙 酮酮 在在 液液 态态 时时，C=O=1718cm-1;气气 态态 时时 C=O=1742cm-1，因因此此在在查查阅阅标标准准红红外外图图谱谱时时，应应注注意意试试样样状状态和制样方法。态和制样方法。第二十九页，本课件共有97页1020 m110 w1 vw100 vs20100 s1.吸收峰强度的判断吸收峰强度的判断四、影响

20、特征吸收峰强度的因素四、影响特征吸收峰强度的因素第三十页，本课件共有97页 2.影响吸收峰强度的因素影响吸收峰强度的因素 （1）振动过程中偶极矩变化的大小振动过程中偶极矩变化的大小 吸吸收收峰峰的的强强度度与与振振动动过过程程中中偶偶极极矩矩变变化化的的大大小小有有关关，而而偶偶极极矩矩变变化化又又与与振振动动基基团团的的极极性性有有关关，基基团团的的极极性性越越大大，振振动过程中动过程中偶极矩的变化也越大，产生的峰越强。偶极矩的变化也越大，产生的峰越强。另另外外，分分子子对对称称性性越越好好，振振动动过过程程中中偶偶极极矩矩变变化化越越小小，产产生的峰越弱。例如：生的峰越弱。例如：第三十一页

21、，本课件共有97页 （2）跃迁几率跃迁几率 跃迁几率大，峰强，如基频峰；跃迁几率大，峰强，如基频峰；跃迁几率小，峰弱，如泛频峰；跃迁几率小，峰弱，如泛频峰；样品浓度越高，跃迁几率越大，峰越强。样品浓度越高，跃迁几率越大，峰越强。第四节第四节 各类化合物的各类化合物的红外吸收红外吸收光谱光谱 1.烷烃的烷烃的的的红外吸收红外吸收光谱光谱 只包括只包括 C-H 伸缩振动和弯曲振动，伸缩振动和弯曲振动，C-C 伸缩振动。伸缩振动。第三十二页，本课件共有97页CH2 对称伸缩对称伸缩 2855cm-110CH3 对称伸缩对称伸缩 2875cm-110 CH2反对称伸缩反对称伸缩 2930cm-110

22、CH3反对称伸缩反对称伸缩 2960cm-110 3000cm-1 第三十三页，本课件共有97页 面内摇摆的特征峰面内摇摆的特征峰 第三十四页，本课件共有97页C-H 和和 C-C 的振动由于引入支链，会引发其一系列的变的振动由于引入支链，会引发其一系列的变化化 s CH3 C-C骨架振动骨架振动 1:11155cm-113851380cm-113721368cm-14:51195cm-1 1170cm-113911381cm-113681366cm-113911381cm-113681366cm-11:21250 cm-1第三十五页，本课件共有97页CH2和和CH3的相对含量也可以由的相对含

23、量也可以由1460cm-1和和1380cm-1的峰强度估算的峰强度估算cm-11500 1400 1300正庚烷cm-11500 1400 1300正十二烷cm-11500 1400 1300正二十八烷第三十六页，本课件共有97页第三十七页，本课件共有97页3080-3030 cm-1 2900-2800 cm-1 3000 cm-1 第三十八页，本课件共有97页取代类型C=C（cm1）及其强度C=CH（cm1）及其强度RCH=CH21645，m995，s；910，sR2C=CH21655，m890，sRHC=CHR （顺式）1660，m730-675，mRHC=CHR （反式）1675，m9

24、65，sR1R2C=CHR31692-1670，w-m840-800，sR1R2C=CR3R41670，w双键上取代情形不同导致的双键上取代情形不同导致的C=C 和和C=CH的差异的差异第三十九页，本课件共有97页1-戊烯的红外光谱图戊烯的红外光谱图第四十页，本课件共有97页反式甲基丙基乙烯的红外光谱图反式甲基丙基乙烯的红外光谱图第四十一页，本课件共有97页 炔烃主要有三种特征吸收炔烃主要有三种特征吸收：33003200 cm1，m 23002100 cm1，较较 w700610 cm1，s b3.炔烃的红外吸收光谱炔烃的红外吸收光谱第四十二页，本课件共有97页1-己炔的红外光谱图己炔的红外光

25、谱图第四十三页，本课件共有97页 芳芳烃烃主主要要包包括括苯苯环环上上的的 C-H 及及环环骨骨架架的的 C=C伸伸缩缩振动和振动和 C-H 面外变形振动三种特征吸收。面外变形振动三种特征吸收。4.芳烃的红外吸收光谱芳烃的红外吸收光谱（1）苯环上的苯环上的 ArH，30303070 cm1，较较 w（2）苯环骨架的苯环骨架的 C=C，1600、(1580)、1500、1450 cm1（3）ArH，900650 cm1，较较 s 第四十四页，本课件共有97页Ar-H30303070 cm-1C=C1600、1580、1500、1450 cm-11600 cm-11580 cm-11500 cm-

26、11450 cm-1苯环环骨架伸缩振动的简正振动模式苯环环骨架伸缩振动的简正振动模式第四十五页，本课件共有97页770-730 cm-1 vs 710-690 cm-1 s770-735 cm-1 vs810-750 cm-1 vs725-680 cm-1 m-s900-860 cm-1苯环上取代位置与数目的主要依据苯环上取代位置与数目的主要依据第四十六页，本课件共有97页860-800 cm-1 800-720 cm-1 710-690 cm-1 900-860 cm-1 860-800 cm-1 苯环上取代位置与数目的主要依据苯环上取代位置与数目的主要依据第四十七页，本课件共有97页900

27、-860 cm-1865-810 cm-1 735-675 cm-1860-800 cm-1 900-860 cm-1苯环上取代位置与数目的主要依据苯环上取代位置与数目的主要依据第四十八页，本课件共有97页 900-860 cm-1 900-860 cm-1苯环上取代位置与数目的主要依据苯环上取代位置与数目的主要依据第四十九页，本课件共有97页甲苯的红外光谱图甲苯的红外光谱图第五十页，本课件共有97页邻二甲苯的红外光谱图邻二甲苯的红外光谱图第五十一页，本课件共有97页间二甲苯的红外光谱图间二甲苯的红外光谱图第五十二页，本课件共有97页对二甲苯的红外光谱图对二甲苯的红外光谱图第五十三页，本课件共

28、有97页5.醇和酚的红外吸收光谱醇和酚的红外吸收光谱醇和酚的特征吸收醇和酚的特征吸收化合物振动形式及峰位（cm1）特征伯醇OH 3640（游离）尖而弱OH 35503200（缔和）宽而中强CO 1050强 OH 13501260宽、中等强度仲醇OH 3630（游离）尖而弱OH 36003200（缔和）宽而中强CO 1100强 OH 13501260宽、中等强度醇和酚的特征吸收是醇和酚的特征吸收是 O-H 和和 C-O 的伸缩振动峰的伸缩振动峰。第五十四页，本课件共有97页化合物振动形式及峰位（cm1）特征叔醇OH 3620（游离）尖而弱OH 36003200（缔和）宽而中强CO 1150 12

29、00强 OH 14101310宽、中等强度酚类OH 3620（游离）尖而弱OH 36003200（缔和）宽而中强CO 1230强 OH 14101310宽、中等强度 O-H 720600，中心 650（缔和）宽而强醇和酚的特征吸收醇和酚的特征吸收第五十五页，本课件共有97页0.01 mol/L0.1 mol/L0.25 mol/L1.0 mol/L 不同浓度的乙醇不同浓度的乙醇-四氯化碳溶液羟基伸缩振动的变化四氯化碳溶液羟基伸缩振动的变化2895cm-13640cm-13350cm-12950cm-13515cm-1第五十六页，本课件共有97页正丙醇的红外光谱图正丙醇的红外光谱图第五十七页，本

30、课件共有97页苯酚的红外光谱图苯酚的红外光谱图第五十八页，本课件共有97页第五十九页，本课件共有97页甲基叔丁基醚的红外光谱图甲基叔丁基醚的红外光谱图第六十页，本课件共有97页苯甲醚的红外光谱图苯甲醚的红外光谱图第六十一页，本课件共有97页第六十二页，本课件共有97页第六十三页，本课件共有97页2-丁酮的红外光谱图丁酮的红外光谱图第六十四页，本课件共有97页异戊醛的红外光谱图异戊醛的红外光谱图第六十五页，本课件共有97页3-甲基丁酸的红外光谱图甲基丁酸的红外光谱图第六十六页，本课件共有97页丙酸乙酯的红外光谱图丙酸乙酯的红外光谱图第六十七页，本课件共有97页丙酰氯的红外光谱图丙酰氯的红外光谱图

31、第六十八页，本课件共有97页乙酸酐的红外光谱图乙酸酐的红外光谱图第六十九页，本课件共有97页苯甲酸的红外光谱图苯甲酸的红外光谱图第七十页，本课件共有97页第七十一页，本课件共有97页第七十二页，本课件共有97页3-甲基甲基-丁胺的红外光谱图丁胺的红外光谱图第七十三页，本课件共有97页仲胺的红外光谱图仲胺的红外光谱图第七十四页，本课件共有97页苯胺的红外光谱图苯胺的红外光谱图第七十五页，本课件共有97页丁酰胺的红外光谱图丁酰胺的红外光谱图第七十六页，本课件共有97页第七十七页，本课件共有97页 9.高分子化合物的红外吸收光谱高分子化合物的红外吸收光谱 按按照照各各种种聚聚合合物物的的最最强强谱谱

32、带带位位置置，从从 1800600 cm1 分为六个区。分为六个区。I区区：18001700 cm1 有有最最强强谱谱带带，主主要要是是聚聚酯酯类类、聚聚羧羧酸类等。酸类等。II区区：17001500 cm1 有有最最强强谱谱带带，主主要要是是聚聚 酰酰胺胺类类、聚脲类等。聚脲类等。III区区：15001300 cm1 有有最最强强谱谱带带，主主要要是是饱饱和和聚聚烃烃类、有极性基团取代的聚烃类。类、有极性基团取代的聚烃类。IV区区：13001200 cm1 有有最最强强谱谱带带，主主要要是是芳芳香香族族聚醚类、聚砜类和一些含氯的高聚物。聚醚类、聚砜类和一些含氯的高聚物。第七十八页，本课件共有

33、97页 V区区：12001000 cm1 有最强谱带，主要是脂肪族的聚有最强谱带，主要是脂肪族的聚醚类、醇类和含硅、含氟的高聚物。醚类、醇类和含硅、含氟的高聚物。VI：1000600 cm1 有最强谱带，主要是含有取代苯、有最强谱带，主要是含有取代苯、不饱和双键和一些含氯的高聚物。不饱和双键和一些含氯的高聚物。10、无机化合物的红外吸收光谱无机化合物的红外吸收光谱 无机离子的吸收峰无机离子的吸收峰第七十九页，本课件共有97页第八十页，本课件共有97页第五节第五节 红外光谱法的应用红外光谱法的应用一、在定性分析中的应用一、在定性分析中的应用 1.1.谱图解析的程序谱图解析的程序 四先四后一抓法，

34、即四先四后一抓法，即 先特征，后指纹；先特征，后指纹；先最强峰后次强峰；先最强峰后次强峰；先粗查，后细找；先粗查，后细找；先否定，后肯定；先否定，后肯定；一抓，即抓一组相关峰。一抓，即抓一组相关峰。第一步：第一步：把整个光谱区分成把整个光谱区分成 9 个区域，即个区域，即第八十一页，本课件共有97页 40003200 cm1 无无峰峰，肯肯定定不不是是醇醇类类、伯胺、仲胺、酰胺、酚类化合物。伯胺、仲胺、酰胺、酚类化合物。33103300 cm1 1 无峰无峰，肯定无炔类化合物。，肯定无炔类化合物。31003000 cm1 1 无峰无峰，肯定没有芳环或烯烃。，肯定没有芳环或烯烃。30002700

35、 cm1 1 无无峰峰，肯肯定定没没有有甲甲基基、亚亚甲基和次甲基。甲基和次甲基。24002100 cm1 1 无无峰峰，肯肯定定没没有有炔炔类类、氰氰酸酸盐和累积双键化合物等。盐和累积双键化合物等。第八十二页，本课件共有97页 19001650 无无峰峰，肯肯定定没没有有酸酸、醛醛、酮酮、酰胺、酯、酸酐等酰胺、酯、酸酐等 16751500 cm1 无峰无峰，肯定没有苯环，肯定没有苯环、烯烃。烯烃。14751000 cm1 有峰有峰，为，为 若若 1380cm1 无峰，肯定没有甲基。无峰，肯定没有甲基。第八十三页，本课件共有97页 1000650 cm1 有峰有峰，为，为 第二步：第二步：结合

36、相关峰的研究，初步推测出化结合相关峰的研究，初步推测出化合物的结构。合物的结构。第三步：与第三步：与 Sadtler 红外标准谱图对照。红外标准谱图对照。2.谱图解析实例谱图解析实例第八十四页，本课件共有97页推测推测C4H8O2的结构的结构解：解：1）=1+4-8/2=1 2）峰归属）峰归属 3）可能的结构）可能的结构118012401160第八十五页，本课件共有97页 二、在定量分析中的应用二、在定量分析中的应用 1.定量依据定量依据 Lambert-Beer 定律定律 2.吸光度的测量（基线法）吸光度的测量（基线法）3.测量条件的选择测量条件的选择 定量峰定量峰 孤立的峰，峰的吸收强度要

37、大，应孤立的峰，峰的吸收强度要大，应远离溶剂峰、远离溶剂峰、和和 峰。峰。溶剂的选择溶剂的选择 必须是被测物的良溶剂；必须是被测物的良溶剂；不与被测物质反应，吸收峰不应出现在定不与被测物质反应，吸收峰不应出现在定量峰的区域内。量峰的区域内。第八十六页，本课件共有97页 透光率范围透光率范围 2065 吸收池厚度的测量吸收池厚度的测量 扫描空吸收池，得到一个扫描空吸收池，得到一个干涉图。干涉图。式中式中 b 为为吸收池厚度，吸收池厚度，n 为在为在1 与与2 区间波的区间波的个数。个数。4.定量方法定量方法 标准曲线法标准曲线法 比例法（两组分定量峰互不干扰）比例法（两组分定量峰互不干扰）第八十

38、七页，本课件共有97页 第八十八页，本课件共有97页 解联立方程（多个组分，定量峰互相干扰）解联立方程（多个组分，定量峰互相干扰）内标法内标法第八十九页，本课件共有97页配制不同浓度的标准溶液，加入同样内标配制不同浓度的标准溶液，加入同样内标第六节第六节 红外光谱仪简介红外光谱仪简介一、色散型红外光谱仪简介一、色散型红外光谱仪简介第九十页，本课件共有97页第九十一页，本课件共有97页 红红外外光光谱谱仪仪与与紫紫外外-可可见见分分光光光光度度计计的的组组成成基基本本相相同同，由由光光源源、样样品品室室、单单色色器器以以及及检检测测器器等等部部分分组组成成。两两种种仪仪器器在在各各元元件件的的具

39、具体体材材料料上上有有较较大大差差别别。色色散散型型红红外外光光谱谱仪仪的的单单色色器器一一般般在样品池在样品池之后。之后。1.光源光源 一一般般紫紫外外-可可见见分分光光光光度度计计中中的的氘氘灯灯、钨钨灯灯等等光光源源能能量量较较大大，要要观观察察分分子子的的振振动动能能级级跃跃迁迁，测测定定红红外外吸吸收收光光谱谱，需需要要能能量量较较小小的的光光源源。满满足足此此要要求求的的红红外外光光源源通通常常是是一一种种惰惰性性固固体体，用用电电加加热热使使之之发发射射高强度的连续红外辐射，常见的有如下几种。高强度的连续红外辐射，常见的有如下几种。第九十二页，本课件共有97页 能能斯斯特特灯灯

40、能能斯斯特特灯灯的的材材料料是是稀稀土土氧氧化化物物（如如氧氧化化锆锆、氧氧化化镱镱、氧氧化化钍钍等等），制制成成一一个个空空心心棒棒，两端为铂引线。其工作温度为两端为铂引线。其工作温度为 1200 2200。硅硅碳碳棒棒 硅硅碳碳棒棒是是由由碳碳化化硅硅烧烧结结而而成成，制制成成两两头头粗粗中中间间细细的的实实心心棒棒，使使用用时时需需冷冷却却。工工作作温度为温度为1200 1500。2.单色器单色器 棱镜棱镜 或或制成。制成。光栅光栅3.检测器检测器真空热电偶或高莱槽等。真空热电偶或高莱槽等。第九十三页，本课件共有97页二、傅立叶变换红外光谱仪简介二、傅立叶变换红外光谱仪简介第九十四页，本

41、课件共有97页第九十五页，本课件共有97页 若入射光为单色光，其干涉图应为余弦曲线，可表示为若入射光为单色光，其干涉图应为余弦曲线，可表示为 若若入入射射光光为为复复合合光光，其其干干涉涉图图是是包包含含光光谱谱中中对对于于每每一一个个频频率所产生信号强度的组合，应为上式的积分。率所产生信号强度的组合，应为上式的积分。由由于于干干涉涉图图包包含含了了光光源源的的全全部部频频率率和和该该频频率率相相应应的的强强度度信信息息，所所以以如如将将样样品品放放入入干干涉涉仪仪光光路路中中，由由于于试试样样吸吸收收掉了某些频率的能量，所得到的干涉图强度曲线就会相应掉了某些频率的能量，所得到的干涉图强度曲线就会相应第九十六页，本课件共有97页的的发发生生变变化化，这这个个包包含含每每个个频频率率强强度度信信息息的的干干涉涉图图通通过过付付立叶变换，就得到我们熟悉的红外光谱立叶变换，就得到我们熟悉的红外光谱 I()。第九十七页，本课件共有97页