红外基础知识讲座.pptVIP

红外光谱基础知识讲座 占宏君 一、概论 红外光区划分：通常将红外波谱区分为近红外、中红外和远红外。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，产生分子振动能级和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。 红外光谱特点 红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； 分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 定量分析； 固、液、气态均可用，且用量少、不破坏样品； 分析速度快； 与色谱等联用（GC-FTIR)具有强大的定性功能。 二、傅立叶红外光谱仪的特点 1、扫描速度极快，多次累加可有效地降低噪声； 2、具有很高的分辨率：通常傅立叶变换红外光谱仪分辨率达0.1-0.005cm-1; 3、灵敏度高：可检测10-8g数量级的样品。 除此之外，还有光谱范围宽（10000-10cm-1)；测量精度高，重复性可达0.1%；杂散光干扰少；样品不受因红外聚焦而产生的热效应的影响。 三、Nicolet FTIR操作程序 使用步骤： 1．启动仪器，一般等半小时后仪器稳定才使用。 2．打开OMNIC软件 3．进行采样设置：collection → experiment setup 根据不同样品的需要进行采样次数、分辨率、采集样品前采集背景、采集样品后采集背景或指定背景使用时间等参数的设置。 4．采集样品红外光谱 在OMNIC窗口中，选择采集工具图标（collection sample），按仪器提示，将样品放入样品箱，仪器自动按规定参数采集样品本底红外光谱或者样品箱本底光谱之后，计算机显示出所采集的样品的红外光谱图。 5．光谱的分析处理 利用OMNIC程序可对光谱图进行光滑、调基、转换、标峰、谱图检索、储存等处理。 背景红外图 四、试样的处理和制备 （一）、红外光谱对试样的要求 红外光谱的试样可以是液体、固体和气体，一般应要求： 1、试样应该是单一组分的纯物质，纯度应98%或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组分试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。 2、试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。 3、试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%-80%范围内。 （二）、制样的方法 1、气体样品 气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的NaCl或KBr窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。 2、液体和溶液试样 （1）液体池法 沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为0.01-1mm。 （2）液膜法 沸点较高的试样，直接滴在两片盐片之间，形成液膜。 对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。 . 3、固体试样（1）压片法 将1-2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，用（5-10）×10-7Pa压力在油压机上压成透明薄片，即可用于测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影响。（2)石蜡糊法将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测定。（3）薄膜法主要用于高分子化和物的测定。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。 当样品特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量。 五、红外谱图解析基础知识 （一）、基团频率区和指纹区 1、基团频率区 中红外光谱区可分成4000cm-1~1300 （1800）cm-1和1800（1300）cm-1~600cm-1两个区域。最有分析价值的基团频率在4000cm-1~1300cm-1之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。 在1800（1300）cm-1~600cm-1区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。