第三章红外吸收光谱法--2012.ppt

第三章 红外吸收光谱法 一、概述 二、化学键的振动与频率 三、分子振动与红外光谱 四、影响基团吸收频率的因素 二、化学键的振动与频率 三、分子振动与红外光谱 3、峰位、峰数、峰强度、峰的形状 ☆ (b) 偶极矩变化大小的因素 4、红外光谱中常用术语 四、影响基团吸收频率的因素 1、外界条件对吸收峰的影响 （2）共轭效应 (C效应) 分子中形成大?键引起的效应。 同时存在诱导和共轭效应, 应考虑两种效应总和的净结果。 （3）偶极场效应 互相靠近的基团之间通过空间起作用。 （4）环张力效应 (5) 位阻效应 （6）氢键效应 （7）偶合效应 一、仪器类型与结构 二、制样方法 三、特殊光谱技术 四、联用技术 一、仪器类型与结构 3. 傅里叶变换红外光谱仪工作原理图 (1) 迈克尔干涉仪工作原理图 (2) FTIR特点： FTIR不用狭缝机构，消除了狭缝对光谱能量的限制光通量大，使光能的利用率大大提高。 能同时测量记录全波段光谱信息，得到光强度随时间变化的谱图。(时域图） (a) 分辨率高，可达0.1 cm-1, 波数准确度高达0.01 cm-1。 (b) 扫描速度快，1s以内可得到一张高分辨率、低噪音的红外光谱图。比色散型快数百倍。 (c) 灵敏度高。样品量可少到10-9～10-10g。 (d) 测定范围宽。10000～10cm-1。 (e) 适合与各种仪器联机，与色谱 FTIR-GC，与超临界色谱 FTIR-SFC，与热重 FTIR-TGA。 2. 制样方法 三、特殊光谱技术 3．漫反射技术(DR) 红外光谱漫反射附件装置用来分析鉴定某些难以用常规方法进行分析的一种先进技术。 漫反射多用来鉴定粉末状试样，固体的粗糙表面层以及溴化钾或氯化钾粉末收集的高效液相色谱馏分，甚至能直接分析从薄层色谱上取下的分离斑点。 当粉末状试样受红外光辐射后，除了有反射和透射外，还有大量的向各个方向的散射光，应用特殊设计的凹面镜，把这些散射光全部收集起来，使之进入红外光谱仪，最终得到试样的漫反射光谱图。 用漫反射装置分析鉴定试样时，无需KBr压片，直接把试样粉末放入该装置的试样池中测定。 4. FTIR光声光谱 (FTIR-PAS) 把光声检测用于FTIR 的一种先进技术。 红外光輻射到试样，试样吸收光而发热，热量将使试样表面层的气体压力有所增加，通过一个话筒把压力的改变记录下来。一般由光声试样池和微音器两部分组成，使用时把光声试样池放入FTIR 试样室；同时不再使用 FTIR 的检测器，而要连接上微音器检测光声信号。 FTIR光声光谱突出功效 一、各类有机化合物基 团的特征吸收 二、红外光谱与分子结构 三、红外谱图解析示例 一、各类有机化合物基团的特征吸收 对比 5. 醇和酚 6.醚 7.羰基化合物 （e）二酮的 ?C=O 吸收 （2）羧酸与羧酸盐 羧酸与羧酸盐 （3）酯 （4）酸酐 (R-CO-O-CO-R) 8、含氮化合物 （2）酰胺 （3）硝基化合物 二、红外光谱与分子结构 2、红外光谱与分子结构 饱和碳原子上的-C-H 常见基团的红外吸收带 三、红外谱图解析示例 2. 标准红外光谱图及检索 3. 谱图解析实例 例2. 分子式C4H6O2 , 红外光谱图如下，推测其结构 一、物质纯度的检查 二、有机物结构分析 三、监视化学反应 四、红外光谱定量分析 二、有机化合物结构分析 IR是测定有机化合物结构强有力的手段。 具有相同化学组成的不同异构体，其IR光谱有一定的差异，可利用IR光谱识别各种异构体。 四氯代甲酚的溴化物，经研究，结构剩下三种可能: 四、红外光谱定量分析(略) 1.分析峰的选择： 选择在待测组分的特征吸收带处，强度尽可能大，与邻近谱带及杂质的谱带分离的好，以防杂质和其他组分的干扰。 2.吸光度的测量： 基线法、峰高法、面积强度法 3. 定量分析方法 （1）直接计算法 （2）工作曲线法 （3）比例法：在样品厚度不定或不易测定时，使用吸光度比例法是有效的。 设有二元组分的混合物或共聚物（a、b)，同时对于每个组分所选择的谱带都遵守Beer定律，则： Aa = Ka La Ca Ab = Kb Lb Cb 同一试样中 La＝ Lb Aa/Ab = K Ca/Cb （4）内标法 试样中加入一定量的另一种物质作内标，选一参比峰。 AS = KS LSCS AR = KR LR CR R =