高分子近代测试分析技术红外光谱m.ppt

红外光谱Infrared Absorption spectroscopy 光谱分析方法 电磁辐射与光谱学 Electromagnetic radiation at some frequency is allowed to interact with the sample of interest. Then some property of that radiation is measured. 光谱分析方法：基于测量辐射能的强度和波长及通过特征能态间的跃迁而引起的光谱。 对应于不同能量的电磁辐射，人们创造了不同的光谱技术。 1，核磁共振波谱使用了电磁波谱中无线电频率区域的一部分(即射频区)，通常是5—100MHz，核磁共振波谱检测出在外加磁场中核自旋状态之间的跃迁。 2，纯转动光谱：在这类光谱中，观察到的是分子不同转动状态之间的跃迁。大多数达种跃迁也存在于微波区域，而那些较轻的分子，如HCl，HF等则发生在远红外区。 3，振动(红外)和振动—转动光谱：分子中振动状态之间的跃迁是在电磁波谱的红外区内吸收能量。常规的红外光谱仪通常扫描在200cm-1到4000cm-1的范围，这些能量相应于50μm到2.5μm的波长范围。 3，拉曼光谱：用拉曼光谱来测定振动跃迁能级，是观察散射光的频率而不是吸收光的频率。一般是用光谱的可见区域中的一束强单色光冲击样品，并且在与入射光束成直角的方向上测量散射光的强度。 4，电子光谱：在电子光谱小，观察到的是原子和分子的允许电子状态之间的跃迁。这种跃迁发生在一个广泛的能量范围内，包括可见、紫外和真空紫外区域。 5，X射线及与X射线有关的光谱学方法：当一个电子从原子内层被移开而使原子处于受激态时，通常将使该原于某一外层的一个电子转移到该内层，并以X射线形式发射出能量。所谓X射线即高能、短波的光子。 聚合物的光谱分析 当电磁波辐射与聚合物相互作用时，若聚合物吸收电磁辐射能产生量子共振，就能获得聚合物光谱。 研究聚合物的单体，均聚物及共聚物的组成以及链结构，聚集态结构等。 聚合物谱图分类 2.1 红外光谱概述 2.1.1 IR光谱区域 近红外（Near-IR）：10000-4000cm-1（ 0.786～2 ?m ），低能量的电子跃迁、氢的伸展与弯曲振动的倍频与组合频；定量分析：测定含有-OH、-NH、-CH的化合物 中红外（middle-IR）：4000-400（200) cm-1（ 2～25 ?m ）,对应分子中的原子振动的基频 远红外（Far-IR）：400-10（200-10） cm-1（ 25～300 ?m ），骨架的弯曲振动、有机金属化合物等重原子，用于金属络合物分析 2.1.2 波动的参数 光是一种电磁波，具有波粒二象性有一定辐射能量 电磁波的划分 （1）按波长区域:远红外光谱，红外光谱，可见光谱，紫外光谱，远紫外光谱（真空紫外光谱） （2）按光谱的形态:线状光谱，带状光谱，连续光谱 （3）按产生光谱的物质类型:原子光谱，分子光谱，固体光谱 （4）按产生光谱的方式:发射光谱，吸收光谱，散射光谱 （5）按激发光源的:火焰光谱，闪光光谱，激光光谱，等离子体光谱等 能量表示： E=hν=hc/λ 2-1 h：6.625╳10-34J.S;普朗克常数 c：3 ╳ 1010m/S，光在真空下的速度 ν ：每秒钟通过A点的波数目，s-1或Hz λ ：相邻两个波峰或波谷的距离,μm λ 单位为cm； γ：波数，cm-1 波长范围、振动形式及分析方法 分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱  2.1.3 分子的能量 根据量子力学理论，分子所具有的能量是不连续的，只有特定能量的电磁辐射能被分子所吸收，使分子从基态跃迁到激发态 E2 激发态 ΔE =E2 -E1 =Ep=hν E1 基态 E总= E电+ E振+ E转+ E移 2-3 E移：只是温度函数，平移无偶极距变化，不产生光谱； 光谱只与E电、 E振、E转有关 Δ E电：1~200ev，在UV-VIS Δ E振：0.05~1ev，m-IR Δ E转：10-4~0.05ev，far-IR 按量子力学，每种能量都是量子化的，称做能级。每种分子都有自己特定的组成、结构，因而具有各自的特征能级。 双原子分子的能基图 2.1.4