现代测试技术试题.ppt

红外光谱分为五个区域： 红外光谱中的重要区段 4000~2500 cm1 氢键区 νO-H νN-H νC-H 2500~2000 cm1 叁键区 νC?C νC?N 2000~1500 cm1 双键区 νC=C νC=N νC=O 1500~1000 cm1 单键区 νC-C νC-N νC-O 3750~3000 νOH νNH 3300~3000 νCH（双键，三键，苯环） 3000~2700 νCH（单键） 2400~2100 νC?C νC?N 1900～1650 νC=O 1645~1500 νC=C νC=N 1475~1300 ?C-H 1000~650 ?C=C-H ?Ar-H 影响因素：1. 外因：分子构型的影响（张力，位阻, 异构体，氢键….） 一般张力增大，吸收频率上升 共轭体系的共平面随R的增大而受到破坏，频率升高。 随取代基位阻加大， σ-键角变大，双键p电子成分增加，移向低频。 互变异构 氢键效应：伸缩振动向低频位移，谱带变宽，强度增大；弯曲振动向高频位移，谱带变得尖锐。 随着浓度增加，氢键强度减小，出现二聚体及多聚体谱带。 2. 外部因素：溶剂，物态变化等； 气态：相互作用很弱，可观察到伴随振动光谱的转动精细 结构 液态和固态：相互作用较强，导致吸收带频率、强度和形 状有较大改变 极性溶剂：溶质分子的极性基团的伸缩振动频率随溶剂极 性的增加而向低波数方向移动，并且强度增大 红外吸收光谱（红外光谱 IR） 简介 红外光谱：当分子受到红外区域的电磁辐射后，吸收一部分红外光，使分子中原子的振动与转动能级跃迁所产生的分子吸收光谱。（波长0.5 – 1000 μm) 利用物质的分子对红外辐射的吸收，得到与分子结构相应的红外光谱图，从而来鉴别分子结构的方法，称为红外吸收光谱法（IR）。 与紫外可见吸收光谱法的比较 1. 相同点：都是分子吸收光谱，都反映分子结构的特性 2. 不同点： 所用光源与起源不同 研究范围 光谱的表示方式 特点 T% ?（λ） A λ 光谱的表示方式 紫外：用A表示吸收光的程度，波长为横坐标； 紫外可见吸收光谱的特征用λmax和ε来描述 红外：用T%来表示吸光强度，光的性质用波长或波数表示；红外吸收光谱的特征用吸收峰位置和 ε (摩尔消光系数)来描述 不同点 紫外可见吸收光谱 红外吸收光谱 光 源 紫外可见光 红外光 起 源 电子能级跃迁 振动能级跃迁 研 究 范 围 不饱和有机化合物 共轭双键、芳香族等 几乎所有有机化合物; 许多无机化合物 特 色 反映发色团、助色团的情况 反映各个基团的振动及转动特性 分为三个区域： 1. 远红外区：25 — 1000 μm 2. 中红外区：2 — 25 μm （4000~670 cm-1，应用最广泛,大多数有机物的化学键振动落在此区域，在振动能级跃迁时，也伴随着转动能级的跃迁 ） 3. 近红外区：0.5 – 2 μm 红外光谱之优点： 1, 样品存在的状态不影响测定； 2，几乎所有的化合物均有红外吸收； 3，仪器价格较低廉，便于普及； 4，加样量少（可达微克级）； 5，可采用多种测量技术，如光声光谱 （DAS)等 红外光谱图：波数σ（cm-1，每厘米振动的次数）为横坐标，透过率为纵坐标； 从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp), v (variable) 表示 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰) 波数与波长的换算： 波数 σ= 1 / λ = ν/ c 红外光谱的原理： 当一束红外光照射分子时，分子中某个振动频率与红外光的某一频率的光相同时（?振= ? 红外光），分子就吸收此频率光发生振动能级跃迁，产生红外吸收光谱。 根据红外吸收光谱中吸收峰的位置和形状来推测未知物结构，进行定性分析和结构分析；根据吸收峰的强弱与物质含量的关系进行定量分析。 红外吸收光谱产生的条件： a. 符合E 红外光= ΔE 分子振动, 即电磁波的能量与分子能级差相等，也即ν红外光=ν分子振动； b.