仪器分析-第六章 红外光谱法.pptVIP

第六章 红外吸收光谱法 第一节 红外光谱法概述 第二节 红外光谱法的基本 原理 第三节 红外光谱与分子结 构的关系 第四节 红外光谱仪 第五节 红外光谱法的应用 红外光谱的特点 （1）红外光谱是依据样品吸收谱带的位置、强度、形状、 个数，推测分子中某种官能团的存在与否，推测官能 团的邻近基团，确定化合物结构。 （2）红外光谱测定方便，制样简单。并且对任何样品的存 在状态都适用，如气体、液体、可研细的固体或薄膜似 的固体都可以分析。 （3）红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多，可以对不 同结构的化合物给出特征性的谱图，从“指纹区”就可 以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫“分 子指纹光谱”。 (4）分析时间短。一般色散型红外光谱仪做一个样可在 10~30分钟内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱 仪在一秒钟以内就可完成扫描。为快速分析的动力 学研究提供了十分有用的工具。 （5）所需样品用量少，且可以回收。红外光谱分析一次 用样量约1~5mg，有时甚至可以只用几十微克。 二、分子振动与红外吸收峰 2、多原子分子的振动 甲基的振动形式 （1）没有偶极矩变化的振动不产生红外吸收。 （2）某些振动吸收频率完全相同时，简并为一个吸收 峰，某些振动吸收频率十分接近时，仪器不能分 辨，表现为一个吸收峰。 （3）某些振动吸收强度太弱，仪器检测不出。 （4）某些振动吸收频率，超出了仪器的检测范围。 另外，还存在一些因素可使红外吸收峰增多： （1）倍频峰和组（合）频峰的产生； （2）振动耦合（振动频率相同或相近而产生分裂）； （3）费米共振（一个振动的倍频或组频与另一基频共振）。 特征吸收峰和相关峰： 特征吸收峰：能代表某基团存在并有较高强度 的吸收峰。如羰基、腈基等。 相关峰：在化合物的红外谱图中由于某个官能 团的存在而出现的一组相互依存的特征峰。 常常不能只有一个特征峰来确定官能团的存 在，还要视结构情况考虑相关峰的存在 。 红外光谱的分区 4000-2500cm-1：X-H单键的伸缩振动区。 2500-2000cm-1：叁键和累积双键伸缩振动区 2000-1500cm-1：双键（C=O、C=C、C=N、N=O)伸缩振动 区(苯环骨架振动) 1500-1300cm-1：C-H弯曲振动区 1300-900cm-1：除了与氢相连的单键的伸缩振动及含有重原 子双键的伸缩振动 900-670cm-1：可以指示出苯环的取代类型和饱和长链烷烃 的碳的数目 内部因素： 1、诱导效应（I效应）通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化，从而引起键的力常数的变化，使基团频率产生位移 。 2、共轭效应（C效应）指分子中形成大π键所引起的效应。 外部因素： 1、物态的影响 主要分气态、液态和固态三类。 气态分子间距离大，作用力小，固态分子间距离 小，作用力大。三者间的红外光谱图有很大的差异。 2、溶剂的影响 非极性溶剂与被测物分子间作 用较小，极性溶剂与被测物分子间作用较大，影响 较为显著，宜采用非极性溶剂。 芳环C-H面外弯曲振动及其泛频： 1.色散型红外光谱仪 双光束红外分光光度计的工作原理: 2. 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 3. 傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点 傅里叶变换红外光谱仪工作原理图 迈克尔干涉仪工作原理图 4、制样方法 一、定性分析 与标准物质的红外光谱图进行比较，应用广 泛，但要求测试条件相同。目前常用的方法是用计 算机进行检索和比较。 二、定量分析 吸收光谱，符合朗伯-比尔定律。优点是有较 多的峰可以选择，缺点是灵敏度较低，不适于微量 组分的测定。 应用红外光谱法测得有机化合物的结构是目前最常用的 方法之一。 步骤和程序： 1. 了解与试样性质有关的其它方面资料 了解试样来源、元素分析值、相对分子质量、熔点、沸 点、溶解度及有关化学性质。 2. 计算不饱和