紅外吸收精品課件

1、紅外吸收第1頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二61 概述紅外吸收光譜法：利用物質(zhì)對紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收的特性來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法，又稱紅外吸收分光光度法。第2頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二不同點 紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜光 源紫外可見光紅外光起 源電子能級躍遷振動能級躍遷研 究范 圍不飽和有機(jī)化合物；共軛雙鍵、芳香族等幾乎所有有機(jī)化合物；許多無機(jī)化合物特 色反映發(fā)色團(tuán)、助色團(tuán)的情況反映各個基團(tuán)的振動及轉(zhuǎn)動特性第3頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二紅外線：波長在0.76500m (1000m)

2、 范圍內(nèi)的電磁波近紅外區(qū)：0.762.5m OH和NH倍頻吸收區(qū)中紅外區(qū)：2.525m 振動、伴隨轉(zhuǎn)動光譜遠(yuǎn)紅外區(qū)：25500m 純轉(zhuǎn)動光譜 第4頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二特點1. 快速、操作簡便2. 靈敏度高（定性）、特征性強(qiáng)、適用范圍寬3. 測試樣品量少（氣、液、固）4. 測試完畢不破壞樣品。5. 豐富的基團(tuán)信息.第5頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二紅外光譜圖表示方法：以透射比T為縱坐標(biāo)，以波長（ m ）或波數(shù)1/（ ，cm-1）為橫坐標(biāo)作圖得到紅外吸收光譜圖。第6頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二波數(shù) （c

3、m-1）：波長的倒數(shù)。物理意義-每厘米光波長中波的數(shù)目從紅外光譜圖上得到的信息：峰的數(shù)目與分子中基團(tuán)有關(guān)峰的形狀寬窄；結(jié)構(gòu)定性的輔助手段峰的位置結(jié)構(gòu)定性的主要依據(jù)峰的強(qiáng)度高低，結(jié)構(gòu)定性的輔助手段，可作為定量依據(jù)第7頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二影響吸收峰強(qiáng)度的因素1、峰強(qiáng)度的劃分：按照吸光系數(shù)劃分 100，極強(qiáng) 20100，強(qiáng) 1020，中 198%），樣品中不應(yīng)含有水分第33頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二3、單色器把通過樣品池和參比池的復(fù)合光色散成單色光，再射到檢測器上加以檢測 光柵光柵單色器不僅對恒溫恒濕要求不高，而且具有線性色散，分

4、辨率高和能量損失小等優(yōu)點 棱鏡早期的紅外光譜儀使用一些能透過紅外光的無機(jī)鹽如NaCl、KBr 等晶體制作棱鏡；易吸濕，需恒溫、恒濕；近年來已被淘汰第34頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二4、檢測器將照射在它上面的紅外光變成電信號。紅外區(qū)光子能量低，不能使用紫外可見吸收光譜儀上的光電管或光電倍增管常用的紅外檢測器有三種：真空熱電偶、測輻射熱計、熱電檢測器5、記錄器由檢測器產(chǎn)生的微弱電信號經(jīng)電子放大器放大后，由記錄筆自動記錄下來新型的儀器配有微處理機(jī)以控制儀器操作、譜圖檢查等第35頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二二、傅里葉變換紅外光譜儀干涉儀光源樣

5、品室檢測器顯示器繪圖儀計算機(jī)干涉圖光譜圖FTS傅里葉變換紅外光譜儀是20世紀(jì)70年代問世的第三代紅外光譜儀；用干涉計取代了單色器第36頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二邁克爾干涉儀工作原理圖 第37頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二由光源發(fā)出的紅外光分成兩束光，經(jīng)動鏡、定鏡反射后到達(dá)檢測器并產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的偶數(shù)倍時，則落到檢測器上的相干光相互疊加，產(chǎn)生明線，其相干光的強(qiáng)度有最大值。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的奇數(shù)倍時，則落到檢測器上的相干光相互抵消，產(chǎn)生暗線，其相干光的強(qiáng)度有最小值。連續(xù)改變干涉計的反射鏡位置，可在檢測器上得

6、到一個干涉強(qiáng)度對光程差和輻射頻率的函數(shù)圖再經(jīng)過傅里葉變換，得到吸收強(qiáng)度對透射比對頻率或波長的普通紅外光譜圖第38頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二傅里葉變換紅外吸收光譜儀特點測量時間短，掃描速度快，1s完成全光譜掃描靈敏度高，檢測限可達(dá)10-910-12 g分辨率高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm-1測定精度高測定光譜范圍寬儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴第39頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二65 紅外吸收光譜法的應(yīng)用紅外吸收光譜廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析方面，也用在定量分析方面。第40頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二一

7、、定性分析已知物的鑒定 試樣 試樣紅外譜圖 標(biāo)樣 標(biāo)樣紅外譜圖在相同條件下 對兩譜圖進(jìn)行比較，若兩譜圖的吸收峰位置、形狀和強(qiáng)度完全一致，可認(rèn)為兩者為同一物質(zhì) 也可按名稱或分子式查標(biāo)準(zhǔn)圖譜，但要注意與標(biāo)準(zhǔn)圖譜測定條件一致新型儀器配有計算機(jī)，常用計算機(jī)進(jìn)行檢索，檢測到樣品的紅外譜圖后，計算機(jī)找出與之相配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紅外譜圖第41頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二二、定量分析（弱項）通過對特征吸收譜帶強(qiáng)度的測量來求組分含量；理論依據(jù)是：朗伯-比爾定律紅外光譜的譜帶較多，選擇余地大，能方便地對單組分或多組分進(jìn)行定量分析；能測定氣體、液體和固體樣品。紅外光譜定量分析靈敏度較低，不

8、適于微量組分的組分可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、內(nèi)標(biāo)法、求解聯(lián)立方程等方法進(jìn)行定量分析第42頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二三、未知物結(jié)構(gòu)的確定1. 試樣的純化紅外樣品需純度很高（98%以上），不含干擾測定物質(zhì)?？衫酶鞣N分離手段如：分餾、萃取、重結(jié)晶、層析等提純試樣2. 了解工作了解樣品來源、外觀，根據(jù)樣品存在的形態(tài)選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒?；觀察樣品的顏色和氣味；注意樣品的純度以及樣品的元素分析，相對分子質(zhì)量，熔點、沸點、溶解度、折光率等物理常數(shù)的測定結(jié)果，縮小結(jié)構(gòu)的推測范圍第43頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二3. 計算不飽和度 不飽和度是指分子結(jié)構(gòu)中達(dá)到飽

9、和所缺一價元素的“對”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為1。若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則 = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗證譜圖解析的正確性。第44頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二4. 圖譜解析掌握四先四后原則：先特征后指紋、先強(qiáng)峰后弱峰、 先否定后肯定、 先粗查后細(xì)找解析圖譜時的幾點經(jīng)驗： （1）查找基團(tuán)時，先否定，以逐步縮小范圍 （2） 在解析特征吸收峰時，要注意其它基團(tuán)吸收峰的干

10、擾 （3） 圖中的吸收峰往往不可能全部解析，特別是指紋區(qū) （4）掌握主要基團(tuán)的特征吸收第45頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二5、與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照解析完后，進(jìn)行驗證，不飽和度與計算值是否相符，性質(zhì)與文獻(xiàn)值是否一致，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行驗證最常見的標(biāo)準(zhǔn)圖譜有三種1. 薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜集 美國sadtler research laborationies 編輯出版的。收集的圖譜最多2. 分子光譜文獻(xiàn)“DMS”穿孔卡片 英國和德國聯(lián)合編制3. “API”紅外光譜資料 美國石油研究所（ API ）編制。主要是烴類化合物的光譜第46頁，共48頁，2022年，5月20日，17點37分，星期二本章重點1.物質(zhì)吸收紅外光應(yīng)滿足的兩個條件2.雙原子分子振動的理論3