紅外光譜分析解析與激光拉曼光譜分析解析.ppt

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1、紅外光譜分析與激光拉曼光譜分析一紅外光譜分析概述紅外光區(qū)的劃分紅外吸收產(chǎn)生的原理紅外分析方法5紅外圖譜解析6基團(tuán)特征頻率典型紅外圖譜8紅外分析的步驟1概述（1）紅外－拉曼紅外光譜屬于分子振動光譜。當(dāng)樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時，分子吸收了某些頻率的輻射，并使得這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱。記錄紅外光的百分透射比與波長關(guān)系的曲線，即為紅外光譜，所以又稱之為紅外吸收光譜。紅外光譜圖：縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波長λ（μm）和波數(shù)1/λ單位：cm-1可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來描述。1概述（2）紅外－拉曼紅外光譜英文為InfraredSpectrometry(IR)

2、樣品吸收紅外輻射的主要原因是：分子中的化學(xué)鍵因此,IR可用于鑒別化合物中的化學(xué)鍵類型，可對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行推測。既適用于結(jié)晶質(zhì)物質(zhì)，也適用于非晶質(zhì)物質(zhì)。2紅外光區(qū)的劃分（1）紅外－拉曼紅外光區(qū)介于可見光與微波之間，波長范圍約為0.76-1000μm，為了便于描述，引入一個新的概念——波數(shù)。波數(shù)：?，波長的倒數(shù)，每厘米的波長個數(shù)，單位cm－1?＝1/?（cm）＝104/?（?m）2紅外光區(qū)的劃分（2）紅外－拉曼近紅外：0.76―2.5μ，13158―4000cm-1主要為OH，NH，CH的倍頻吸收中紅外：2.5―25μ，4000―400cm-1主要為分子振動，伴隨振動吸收遠(yuǎn)

3、紅外：25―1000μ，400―10cm-1主要為分子的轉(zhuǎn)動吸收其中，中紅外區(qū)是研究的最多、最深的區(qū)域，一般所說的紅外光譜就是指中紅外區(qū)的紅外吸收光譜。3紅外吸收產(chǎn)生的原理（1）紅外－拉曼紅外光的能量：與一般的電磁波一樣，紅外光亦具有波粒二像性：既是一種振動波，又是一種高速運(yùn)動的粒子流。其波長表示為波數(shù)的形式?＝1/?（cm）＝104/?（?m）所具有的能量為：E＝hc/?＝hc?紅外光所具有的能量正好相當(dāng)于分子（化學(xué)鍵）的不同能量狀態(tài)之間的能量差異。因此才會發(fā)生對紅外光的吸收效應(yīng)。3紅外吸收產(chǎn)生的原理（2）紅外－拉曼3紅外吸收產(chǎn)生的原理（3）紅外－拉曼分子的振動所需

4、的能量遠(yuǎn)大于分子的轉(zhuǎn)動所需的能量，因此對應(yīng)的紅外吸收頻率也有差異：遠(yuǎn)紅外區(qū)：波長長，能量低，對應(yīng)分子的轉(zhuǎn)動吸收中紅外區(qū)：波長短，能量高，對應(yīng)分子的振動吸收近紅外區(qū)：能量更高，對應(yīng)分子的倍頻吸收（從基態(tài)－－第二或第三振動態(tài)）分子振動的類型雙原子分子伸縮振動3紅外吸收產(chǎn)生的原理（4）紅外－拉曼分子振動的類型A）伸縮振動分子沿成鍵的鍵軸方向振動，鍵的長度發(fā)生伸、縮變化。分對稱伸縮?s和不對稱伸縮?sa。3紅外吸收產(chǎn)生的原理（5）紅外－拉曼一些化學(xué)鍵的伸縮振動對應(yīng)的紅外波數(shù)鍵分子波數(shù)cm－1H-FHF3958H-ClHCl2885H-BrHBr2559H-OH2O(結(jié)構(gòu)水)（

5、羥基）3640H-OH2O(結(jié)晶水)3200-3250C-C單鍵1195雙鍵1685三鍵20703紅外吸收產(chǎn)生的原理（6）紅外－拉曼B）彎曲振動亦稱變形振動。記為?。3紅外吸收產(chǎn)生的原理（7）紅外－拉曼一些化學(xué)鍵的彎曲振動對應(yīng)的紅外波數(shù)鍵波數(shù)cm－1XOH1200－600H2O1650－1600NO3900－800CO3900－700BO3800－600SO4680－580SiO4560－420例：水分子的紅外吸收例2：CO2分子的紅外吸收3紅外吸收產(chǎn)生的原理（8）紅外－拉曼紅外吸收產(chǎn)生的條件：（A)振動的頻率與紅外光波段的某頻率相等。即分子吸收了這一波段的光，可以把

6、自身的能級從基態(tài)提高到某一激發(fā)態(tài)。這是產(chǎn)生紅外吸收的必要條件。3紅外吸收產(chǎn)生的原理（8）紅外－拉曼紅外吸收產(chǎn)生的條件：（B）偶極矩的變化：分子在振動過程中，由于鍵長和鍵角的變化，而引起分子的偶極矩的變化，結(jié)果產(chǎn)生交變的電場，這個交變電場會與紅外光的電磁輻射相互作用，從而產(chǎn)生紅外吸收。而多數(shù)非極性的雙原子分子（H2,N2,O2)，雖然也會振動，但振動中沒有偶極矩的變化，因此不產(chǎn)生交變電場，不會與紅外光發(fā)生作用，不吸收紅外輻射。稱之為非紅外活性。4紅外分析方法（1）紅外－拉曼紅外輻射光源：a）能斯特?zé)簦貉趸?、氧化釷、氧化釔的混和物b）硅碳棒：由合成的SiC加壓而成c）氧

7、化鋁棒：中間放置鉑－銠加熱絲的氧化鋁管棒輻射源在加熱1500－2000k時，會發(fā)射出紅外輻射光。4紅外分析方法（2）紅外－拉曼從光源發(fā)射的紅外輻射，被均分為兩路，一路通過標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)（無明顯紅外吸收），一路通過試樣。當(dāng)兩路光的某一波數(shù)到達(dá)檢測器的強(qiáng)度有差異時，即說明試樣吸收了某一波數(shù)的紅外光。4紅外分析方法（3）紅外－拉曼4紅外分析方法（4）紅外－拉曼樣品的制備：a）粉末法樣品：樣品研磨成2微米左右，使之懸浮于容易揮發(fā)的液體中，把含有試樣的懸浮液涂成層狀，待溶劑揮發(fā)后，即形成薄層狀的樣品。4紅外分析方法（5）紅外－拉曼樣品的制備：b）壓片法（固體樣品