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红外光谱仪项目三

能力目标学习要求与目标1.具有识别红外光谱仪结构组成的能力。2.具有根据质量标准，采用红光谱仪分析检验的能力。知识目标1.掌握红外光谱仪的原理、基本组成与作用。2.掌握红外光谱仪的分析方法和操作过程。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。红外光谱仪

3.1认识红外光谱吸收一、红外吸收光谱分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。电子由于受到光、热、电的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。由于分子内部运动所牵涉到的能级变化比较复杂，分子吸收光谱也就比较复杂。在分子内部除了电子运动状态之外，还有核间的相对运动，即核的振动和分子绕重心的转动。红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。

3.1认识红外光谱吸收红外光谱的基本原理

3.1认识红外光谱吸收分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构近红外区中红外区远红外区

3.1认识红外光谱吸收分子振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，称为红外吸收光谱。

3.1认识红外光谱吸收应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；红外光谱图：纵坐标透射百分比T%，横坐标为波长λ（?m）和波数,单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。红外光谱与有机化合物结构

3.1认识红外光谱吸收

红外光谱法的特点：紫外、可见光谱常研究不饱和有机物，红外光谱研究振动中伴随有偶极矩变化的化合物除单原子和同核分子外，几乎所有化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量高聚物及分子量微小差异的化合物外，结构不同两化合物不会有相同红外光谱。数位置、波峰数目及吸收谱带强度反映分子结构特点，可鉴定未知物结构组成或确定其化学基团；谱带吸收强度与分子组成或化学基团含量有关，可进行定量分析和纯度鉴定。

3.1认识红外光谱吸收红外光谱分析特征性强，气、液、固体样品都可测定，用量少，速度快，不破坏样品。红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，且是鉴定化合物和测定分子结构的用效方法之一。

3.1认识红外光谱吸收二、红外吸收光谱产生的条件满足两个条件：(1)辐射具有满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。

3.1认识红外光谱吸收一定频率红外光照射分子，如分子中某基团振动频率和它一致，会产生共振，此时光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，基团吸收一定频率红外光，产生振动跃迁。如用连续频率红外光照射样品，试样对不同频率的红外光吸收程度不同，通过试样的红外光在一些波数范围减弱或仍较强，仪器记录该红外吸收光谱，进行样品定性和定量分析。偶极子在交变电场中的作用示意图

3.1认识红外光谱吸收分子振动方程式分子的振动能级（量子化）：E振=（V+1/2）h??：化学键的振动频率；V：振动量子数。双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧

3.1认识红外光谱吸收任意两个相邻的能级间的能量差为：K化学键的力常数，与键能和键长有关，?为双原子的折合质量?=m1m2/（m1+m2）发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。

3.1认识红外光谱吸收某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）键类型—C?C——C=C——C—C—力常数15?179.5?9.94.5?5.6峰位2222cm-11667cm-11429cm-1化学键键强越强（K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。

3.1认识红外光谱吸收已知C=C键的K=9.5?9.9