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红外吸收光谱2 材料与化工学院 焦明立 目录 高分子红外光谱 红外色谱仪和样品制备技术 红外光谱在聚合物中的应用 衰减全反射红外光谱 高分子红外光谱 1.基团特征频率 谱图中吸收峰都相应着分子各基团的振动形式，由公式可以进行分子振动频率计算。 1.基团特征频率 对复杂化合物只能运用经验规律，通过比较大量化合物红外光谱，找出各基团的吸收区域，确定光谱与结构关系。 具有相同官能团的一系列化合物有一个共同的吸收频率范围 其它部分对其吸收位置的变化仅有较小影响 把这种代表基团存在，并有较高强度的吸收峰作为特征吸收峰 这个峰所在的位置称为特征频率。 2.官能团1 4000~1300 cm-1部分是官能团特征吸收峰出现较多的部分，叫官能团区。 反映分子中特征基团的振动，基团的鉴定工作主要在该区域。 在官能区可分为三个波段。 （1）4000~2500 cm-1区：为X—H 伸缩振动区。 这个区域的吸收峰说明有含氢原子官能团的存在，如O—H、—COOH、—N—H等。 2.官能团2 （2）2500~1900 cm-1区：为三键和累积双键区。 含有三键的化合物，如—C C, —C N, X= Y=Z和含有S—H、Si—H、P—H、B—H基团的化合物在此区域出现吸收峰。 （3）2000~1330 cm-1区：为双键伸缩振动区。 含双键的化合物如C=O, C=C, C=N, N=O的伸缩振动谱带，芳香环的骨架伸缩振动，N—H的弯曲振动位于此峰区。 3.指纹区 1300~600 cm-1吸收谱带数目很多，化合物在这一区域内的特异性较强 同系物结构相近的化合物谱带往往有一定差别，如同人的指纹一样，因此称为指纹区。 反映整体结构特征和分子结构细微变化，对鉴定各个化合物有很大协助。 邻取代（4个相邻H） 间取代（3个相邻H，1个孤立H） 对取代（2个相邻H） 指纹区又可分为两波段： （1） 1300~900 cm-1区： 主要包括C—O、C—N、C—F、C—P、C—S、P—C、C—S、P—O、Si—O等单键的伸缩振动和C=S, S=O, P=O等双键的伸缩振动。 （2）900~600 cm-1区： 是C—H的弯曲振动C—Cl伸缩振动。 C5H10O C4H8O 在2830~2695 cm-1观察到两个中等强度吸收，为醛的C—H伸缩振动特有 聚酰胺红外光谱 红外色谱仪和样品制备技术 色散型双光束红外分光光度计 傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR） 色散型双光束红外分光光度计 当测试光路和参比光路吸收相同是，检测器上没有信号产生。 当样品吸收红外光时，则到达检测器的检测光减弱，检测器产生信号。 FT-IR结构及原理 到达检测器的两束光由于光段差而产生干涉，得到一个光强度周期变化的余弦信号。 单色光源只产生一种信号。 复色光源干涉 复色光源产生对应各单色光干涉图的加和的中心极大并向两边迅速变减的对称干涉图。 光经过样品时，样品吸收了某些频率的能量，干涉图强度曲线发生变化。 这种干涉图被计算机进行傅立叶变换，对每个频率的光强进行计算即得到人们熟悉的红外光谱图。 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 优点 ①测量时间短 ②分辨能力高：光栅约为0.2cm-1 FT-IR可达0.1~0.005 cm-1。 ③波数精度高（1000cm-1附近）：因采用了激光器精确测定波数差，波数精确度达到0.01 cm-1。 ④测定光谱范围宽：色散型IR仪测量范围在4000~200 cm-1，FTIR改变光源和分光器，测量10000~100 cm-1范围。 红外样品制备技术 无论气体、液体或固体都可以进行红外光谱测定 1.气体样品：气体样品一般直接通入抽成真空的气体池内进行测定 2.液体样品：纯液体或溶液 纯液体可以直接滴在两个盐片之间，形成一个0.01mm或更薄的薄膜测定。 吸收很强而得不到满意的吸收谱图的液体样品，可降低浓度后再进行测定。 溶液一般放在0.1~1mm厚的吸收池中测定，将装纯溶剂的补偿吸收池放在参比光束中。 得到溶质的光谱图，但溶剂的强吸收区域除外。 所制溶剂应是干燥无水的，在测定区域无吸收。 全谱图： 两种常用的溶剂是CCl4和CS2，CCl4在高于1333cm-1时吸收。而CS2在1330cm-1以下则很少吸收， 3.固体样品： ①溶液法：把固体样品溶解在溶剂中，用液体池测定。 ②研糊法：大多数固体样品可使用研糊法测定。 将固体样品研细，加入几滴研磨剂，在玛瑙研钵中充分研磨成均匀糊状，涂于两个盐片间，以薄膜形式进行测量。 研磨剂有Nujul（石蜡油，一种长链烷烃） Flurolube（一种含氟和氯的卤代高聚物）和六氯代丁二烯。 在4000~2500cm-1区