第十章红外光谱要点分析.pptVIP

第十章 红外吸收光谱分析 Infrared Absorption Spectrometry ，IR 第一节 红外吸收光谱基本原理 一、红外光谱概述 二、红外吸收光谱产生条件 三、分子振动形式 四、红外吸收光强度 第二节 红外光谱与分子结构 一、红外光谱术语 二、光谱区划分 三、化合物典型光谱 第四节 红外光谱仪 一、红外光谱仪原理及结构 二、样品制备技术 第五节 红外光谱应用 一、定性分析 二、定量分析 3． 双键伸缩振动区（ 1900 ? 1200 cm-1 ） （1） RC=CR’ 1620 ? 1680 cm-1 强度弱， R=R’（对称）时，无红外活性。 （2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 ? 1650 cm-1 ） 苯衍生物的C=C 苯衍生物在 1650 ? 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。 2000 1600 （3）C=O （1850 ? 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。 酸酐的C=O 双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强； 羧酸的C=O 1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体； 4. X—Y，X—H 变形振动区 1650 cm-1 指纹区(1350 ? 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分； 特征区 指纹区 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 C-H，N-H，O-H N-H C?N C=N S-H P-H N-O N-N C-F C-X O-H O-H（氢键） C=O C-C，C-N，C-O =C-H C-H C?C C=C 几种化合物典型光谱 一、红外光谱仪原理及结构 二、样品制备技术 红外光谱仪发展 1、 第一台红外光谱仪单色器是由氯化钠或溴化钾晶体制成的三棱镜,故称棱镜分光光谱仪。 2、 60年代,根据光栅衍射分光原理制造出光栅型红外光谱仪。 3、 80年代的中后期傅立叶红外光谱仪迅速发展,并形成商品生产。 红外光谱仪与紫外-可见分光光度计的组成基本相同，由光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的单色器一般在样品池之后。 1、光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心 圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm； 室温下，非导体，使用前预热到800 ?C； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年； 硅碳棒： 两端粗，中间细；直径5 mm，长20-50mm；不需预热。 2、检测器 红外检测器有热检测器、热电检测器和光电导检测器三种。前两种用于色散型仪器中，后两种在傅立叶变换红外光谱仪中多见。 热检测器 　　热检测器依据的是辐射的热效应。辐射被一小的黑体吸收后，黑体温度升高，测量升高的温度可检测红外吸收。以热检测器检测红外辐射时，最主要的是要防止周围环境的热噪声。 热检测器最常见的是热电偶。 热电偶可检测10-6K的温度变化。 热电检测器 　　热电检测器使用具有特殊热电性质的绝缘体，一般采用热电材料的单晶片，如硫酸三甘肽TGS单晶。当辐射照射时，温度会发生变化，从而影响晶体的电荷分布，这种变化可以被检测。 极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)。 热电检测器的响应速率很快，可以跟踪干涉仪随时间的变化，故多用于傅立叶变换红外光谱仪中。 光电导检测器 　　光电导检测器采用半导体材料薄膜，如Hg-Cd-Te或PbS或InSb，将其置于非导电的玻璃表面密闭于真空舱内。则吸收辐射后非导电性的价电子跃迁至高能量的导电带，从而降低半导体的电阻，产生信号。Hg-Cd-Te缩写为MCT，该检测器用于中红外区及远红外区，需冷至液氮温度(77K)以降低噪声。这种检测器比热电检测器灵敏，在FT-IR及GC/FT-IR仪器中获得广泛应用。 3、单色器。 A、 溴化钾晶体棱镜。 B、 光栅单色器 通常为双光束仪器。使用单光束仪器时，大气中的H2O、CO2在重要的红外区域内有较强的吸收，因此需要一参比光路来补