无机和配位化合物红外光谱样品制备及谱图解析.ppt

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1、无机和配位化合物红外光谱无机和配位化合物红外光谱样品制备及谱图解析样品制备及谱图解析样品制样方法样品制样方法 溴化钾压片法溴化钾压片法 石蜡油研磨法石蜡油研磨法 氟油研磨法氟油研磨法 显微红外光谱法显微红外光谱法 漫反射光谱法漫反射光谱法 溴化钾压片法溴化钾压片法 1mg 左右样品和左右样品和150mg左左右右 KBr 研磨，施加研磨，施加 8 吨吨左右的压力，压成透明或半左右的压力，压成透明或半透明的薄片。溴化钾压片法透明的薄片。溴化钾压片法简便可行，是红外光谱实验简便可行，是红外光谱实验室常用的制样方法。室常用的制样方法。Infrared spectra of inorganic comp

2、oundsRichard A.Nyquist and Ronald O KagelAcademic Press New York and London The potassium bromide pellet technique for preparing samples was strictly avoided.Anomalies in the infrared spectra of inorganic compounds prepared by this technique have been extensively studied.In addition to a possible ca

3、tion exchange reaction with KBr,the material under investigation may also undergo change in crystalline form as a result of the high mechanical pressures(10000psi)used in the pelleting process.Extreme caution should be exercised when applying the potassium bromide pellet technique to obtain infrared

4、 s p e c t r a o f i n o r g a n i c c o m p o u n d s.要严格避免用要严格避免用KBrKBr压片法制备样品。压片法制备样品。用这种方法制备无机物样品，在用这种方法制备无机物样品，在红外光谱中出现的反常现象已经红外光谱中出现的反常现象已经进行过广泛的研究。除了和进行过广泛的研究。除了和KBrKBr可可能发生阳离子交换外，能发生阳离子交换外，KBrKBr压片法压片法由于压力很大，样品的晶型也可由于压力很大，样品的晶型也可能会改变。用能会改变。用KBrKBr压片法得到的无压片法得到的无机化合物的红外光谱，在解析时机化合物的红外光谱，在解析时要格外

5、小心。要格外小心。溴化钾压片法存在两个致溴化钾压片法存在两个致命的缺点命的缺点 无机和配位化合物通常无机和配位化合物通常都含有离子，样品和都含有离子，样品和KBrKBr研磨，研磨，尤其是施加压力，会发生离子尤其是施加压力，会发生离子交换，使样品的谱带发生位移交换，使样品的谱带发生位移和变形。和变形。位移位移12cm-1变形变形KBrKBr压片法使硫酸根压片法使硫酸根的反对称伸缩振动的反对称伸缩振动向低频位移向低频位移12cm12cm-1-1 硫酸铵硫酸铵(NH4)2SO4显微显微KBr压片压片位移位移18cm-1位移位移22cm-1氨基乙酸氨基乙酸显微红外法显微红外法溴化钾压片法溴化钾压片法

6、用用KBrKBr压片法，在压片法，在3400和和1640cm-1左右会出现水左右会出现水的吸收峰。这是由于溴化的吸收峰。这是由于溴化钾研磨时，吸附空气中的钾研磨时，吸附空气中的水蒸气造成的。水蒸气造成的。研磨之研磨之前无论溴化钾烘得多么干，前无论溴化钾烘得多么干，也会出现这种现象。也会出现这种现象。150mg左右纯左右纯KBr研研磨压片得到的光谱磨压片得到的光谱如果无机物样品不含结晶如果无机物样品不含结晶水，用溴化钾压片法，在水，用溴化钾压片法，在3400和和1640cm-1左右也会左右也会出现水的吸收峰出现水的吸收峰。无水亚硫酸钠的光谱无水亚硫酸钠的光谱正二十二烷正二十二烷如果有机物样品不含

7、如果有机物样品不含结晶水，用溴化钾压结晶水，用溴化钾压片法，在片法，在3400和和1640cm-1左右也会左右也会出现水的吸收峰。出现水的吸收峰。无机和配位化合物分子中无机和配位化合物分子中通常都含结晶水或羟基，结晶通常都含结晶水或羟基，结晶水或羟基的吸收峰会与溴化钾水或羟基的吸收峰会与溴化钾吸附空气中的水吸收峰重叠在吸附空气中的水吸收峰重叠在一起。当空气的湿度较大时，一起。当空气的湿度较大时，就很难判断是否含有结晶水或就很难判断是否含有结晶水或羟基。羟基。显微显微 Na2CO3KBr Na2CO3显微显微 Na2CO3.10H2O碳酸钠有碳酸钠有0，1，7，10个结晶水之分个结晶水之分光谱中

8、出现水的吸收峰可能有三个光谱中出现水的吸收峰可能有三个原因：原因：（1 1）样品吸附空气中的水，称为样品吸附空气中的水，称为吸附水；吸附水；（2 2）溴化钾和样品一起研磨时，溴）溴化钾和样品一起研磨时，溴化钾吸附空气中的水；化钾吸附空气中的水；（3 3）样品本身含有结晶水。）样品本身含有结晶水。对于吸附水，可用低温烘干对于吸附水，可用低温烘干的方法，例如，将样品放入的方法，例如，将样品放入40烘箱中过夜；也可以用真空干燥烘箱中过夜；也可以用真空干燥的方法。但这两种方法都有可能的方法。但这两种方法都有可能使样品中的结晶水脱掉。使样品中的结晶水脱掉。样品名称：样品名称：C60(OH)n真空干燥后，

9、用显微红真空干燥后，用显微红外判断外判断C60是否接上了是否接上了OH基团基团样品吸附水对光谱的影响样品吸附水对光谱的影响真空干燥前，溴化钾压片真空干燥前，溴化钾压片真空干燥后，显微红外真空干燥后，显微红外 用用KBr压片法如何压片法如何从光谱中消除因从光谱中消除因KBr吸吸附水产生的两个吸收峰附水产生的两个吸收峰？有两种方法可以从光谱中消除水的吸有两种方法可以从光谱中消除水的吸收峰：（收峰：（1 1）样品和溴化钾研磨后，将研）样品和溴化钾研磨后，将研磨好的粉末在红外灯下烘烤半个小时以上，磨好的粉末在红外灯下烘烤半个小时以上，再进行压片。压好的片应尽快测试光谱；再进行压片。压好的片应尽快测试光

10、谱；（2 2）在相同条件下，用纯）在相同条件下，用纯KBr粉末研磨粉末研磨压片，测试光谱，将光谱保存在硬盘中。压片，测试光谱，将光谱保存在硬盘中。以后可以用这张光谱作为参考光谱，从样以后可以用这张光谱作为参考光谱，从样品光谱中减去水的吸收峰，参考因子选品光谱中减去水的吸收峰，参考因子选 1 1 左右。这样可以得到较为满意的结果。左右。这样可以得到较为满意的结果。美国活性白土的光谱美国活性白土的光谱KBr压片光谱压片光谱 纯纯KBr光谱光谱差减后的光谱差减后的光谱石蜡油研磨法石蜡油研磨法 石蜡油石蜡油 (Mineral oil 或或Nujol )研磨法可以非常有效地避免溴化钾研磨法可以非常有效地

11、避免溴化钾压片法存在的两个致命缺点，即不会压片法存在的两个致命缺点，即不会发生离子交换，又不会吸附空气中的发生离子交换，又不会吸附空气中的水汽。使用石蜡油研磨法还有另外两水汽。使用石蜡油研磨法还有另外两个优点：（个优点：（1 1）制样速度快；（）制样速度快；（2 2）样）样品和石蜡油一起研磨时，石蜡油在样品和石蜡油一起研磨时，石蜡油在样品表面形成薄膜，保护样品使之与空品表面形成薄膜，保护样品使之与空气隔绝。气隔绝。石蜡油研磨法存在两个缺点：石蜡油研磨法存在两个缺点：（1 1）石蜡油是饱和碳氢化合物，是）石蜡油是饱和碳氢化合物，是混合物，混合物，C 原子的个数约十几个。原子的个数约十几个。由于是

12、碳氢混合物，在样品光谱中由于是碳氢混合物，在样品光谱中会出现碳氢吸收峰，在会出现碳氢吸收峰，在30002850，1460，1375，720cm-1区间的碳区间的碳氢吸收峰会干扰样品的吸收峰；氢吸收峰会干扰样品的吸收峰；（2 2）样品用量较溴化钾压片法用量）样品用量较溴化钾压片法用量多，至少需要几毫克样品。多，至少需要几毫克样品。石蜡油石蜡油(Mineral oil 或或Nujol)的光谱的光谱石蜡油研磨的好处是：石蜡油研磨的好处是：（1 1）不会使谱带变形）不会使谱带变形（2 2）不会使峰位发生位移）不会使峰位发生位移对于非极性基团的振动对于非极性基团的振动频率，峰位不会发生位频率，峰位不会发

13、生位移；对于极性基团，如移；对于极性基团，如C=O的伸缩振动，峰的伸缩振动，峰位会位移几个位会位移几个cm-1.柠檬苦素柠檬苦素柠檬苦素柠檬苦素石石蜡蜡油油显显微微无水无水Na2SO4光谱光谱石蜡油研磨石蜡油研磨显微显微制样方法：将几毫克样品制样方法：将几毫克样品放在玛瑙研钵中，滴加半放在玛瑙研钵中，滴加半滴石蜡油研磨。石蜡油加滴石蜡油研磨。石蜡油加得越少越好。研磨好后，得越少越好。研磨好后，用硬塑料片将样品刮下，用硬塑料片将样品刮下，涂在两片溴化钾晶片之间，涂在两片溴化钾晶片之间，不要加垫片。不要加垫片。硫氰酸钾硫氰酸钾谱库中的光谱谱库中的光谱石蜡油研磨石蜡油研磨显显微微红红外外光光谱谱苯甲

14、酸苯甲酸谱谱库库中中光光谱谱显显微微红红外外光光谱谱 氟油研磨法氟油研磨法 氟油氟油（Fluorolube）研磨法的优研磨法的优点和石蜡油研磨法基本相同，制样点和石蜡油研磨法基本相同，制样方法也一样。所不同的是，氟油研方法也一样。所不同的是，氟油研磨法得到的光谱只能观测磨法得到的光谱只能观测1300cm-1以上的光谱区间，在以上的光谱区间，在1300cm-1以下以下会出现非常强的会出现非常强的CF吸收峰。所谓吸收峰。所谓氟油，就是全氟代石蜡油，石蜡油氟油，就是全氟代石蜡油，石蜡油中的中的 H 全部被全部被F F所取代。所取代。氟油氟油（Fluorolube）的光谱的光谱在在4000-1300c

15、m-1之间没有吸收谱带。之间没有吸收谱带。在中红外区氟油和石蜡油是互补的。在中红外区氟油和石蜡油是互补的。显微红外法显微红外法 我们实验室，基本上已经废除了溴我们实验室，基本上已经废除了溴化钾压片法，我们测试的很多样品化钾压片法，我们测试的很多样品来自稀土材料化学与应用国家重点来自稀土材料化学与应用国家重点实验室，大多是稀土和过渡金属离实验室，大多是稀土和过渡金属离子与有机配体生成的配合物，我们子与有机配体生成的配合物，我们都用显微红外光谱法为他们测定。都用显微红外光谱法为他们测定。只有那些医药研究部门送来的样品，只有那些医药研究部门送来的样品，为了报批才用溴化钾压片法为了报批才用溴化钾压片法

16、。Ni与合成的有机配体生成与合成的有机配体生成的配合物的显微红外光谱的配合物的显微红外光谱 配体配体D-核糖核糖 C5H10O5 配合物配合物NdCl3 C5H10O55H2O配体和配合物的显微红外光谱配体和配合物的显微红外光谱硫酸钙硫酸钙CaSO4.2H2O硫酸镁硫酸镁 MgSO4.7H2O显微红外光谱显微红外光谱 漫反射光谱法漫反射光谱法 V2O5的漫反射光谱的漫反射光谱以镜面为背景以镜面为背景以以 KBr为背景为背景1%FD2-RAW的漫反射光谱和的漫反射光谱和KBr压片光谱压片光谱1%FD2-RAW in KBr 漫反射光谱漫反射光谱1%FD2-RAW KBr 压片光谱压片光谱 无机化

17、合物无机化合物 的红外谱带解析的红外谱带解析 了解基本的无机化合物了解基本的无机化合物 的主要谱带的主要谱带 碳酸盐，硝酸盐，硫酸盐，磷酸盐 氧化物，卤化物，硫化物Na2CO3Na2CO3.xH2ONaHCO3 asCO3NaNO3 asNO3NO3面外弯曲面外弯曲Na2SO4NaHSO4 asSO4Na3PO412H2ONa2HPO412H2ONaH2PO42H2O asPO4SiO2 assi-ONH4Clas NH4 sNH4 asNH4卤化物和硫化物在中红卤化物和硫化物在中红外区没有吸收谱带，在外区没有吸收谱带，在远红外区有吸收谱带。远红外区有吸收谱带。宝石的红外光谱检测宝石的红外光谱

18、检测翡翠（翡翠（B货，加环氧树脂）货，加环氧树脂）翡翠翡翠 （B货加环氧树脂）货加环氧树脂）翡翠翡翠(A货货)金刚石金刚石(IIA型型 1mm厚厚)金刚石金刚石 I 型型地开石（印章材料）地开石（印章材料）高岭石高岭石碳酸钙碳酸钙珍珠珍珠贝壳珍珠贝壳珍珠珍珠项链珍珠项链方解石和文石是两种不同晶型的碳酸钙。晶型不方解石和文石是两种不同晶型的碳酸钙。晶型不同，吸收峰有差别。文石同，吸收峰有差别。文石CO3面内弯曲振动为双面内弯曲振动为双峰，位于峰，位于713和和700cm-1，面外弯曲振动出现在，面外弯曲振动出现在864cm-1,在在1083cm-1的对称伸缩振动出现弱吸的对称伸缩振动出现弱吸收。

19、而方解石的收。而方解石的CO3面内弯曲振动为单峰，位于面内弯曲振动为单峰，位于713cm-1，面外弯曲振动出现在，面外弯曲振动出现在878cm-1,在在1083cm-1无吸收。无吸收。珍珠的主要成分是碳酸钙，含有少量蛋白质。珍珍珠的主要成分是碳酸钙，含有少量蛋白质。珍珠是文石结构。从珍珠饰物上取纳克级样品测定珠是文石结构。从珍珠饰物上取纳克级样品测定显微红外光谱，可以判断珍珠饰物的真伪。如果显微红外光谱，可以判断珍珠饰物的真伪。如果测得的光谱与文石光谱相似，在测得的光谱与文石光谱相似，在713和和700cm-1出现两个吸收峰，则是真珍珠，否则就是假珍珠。出现两个吸收峰，则是真珍珠，否则就是假珍珠。谢谢谢谢!