紅外吸收分光法-紅外分光光度法基本原理（儀器分析課件）

Contents目1偶極矩對光譜強度的影響2對稱性對光譜強度的影響3紅外光譜強度的表示錄儀器分析紅外光譜的吸收強度4注意事項紅外光譜的吸收強度儀器分析我們知道，分子整體呈電中性。由于構(gòu)成分子的各原子電負性不相同，因此分子呈現(xiàn)不同的極性，用偶極矩表示。偶極矩大小與分子中電荷大小和正負電荷中心距離有關(guān)。分子內(nèi)原子不停地振動，振動時正負電荷不變，但其中心距離發(fā)生變化。因此，分子的偶極矩可能會發(fā)生變化。

但當(dāng)滿足紅外吸收光譜產(chǎn)生條件后，對于都是不飽和鍵的C=O—和C=C—，在紅外光譜法中二者的強度為什么差異很明顯？也就是應(yīng)當(dāng)了解紅外光譜的吸收強度的相關(guān)內(nèi)容。紅外光譜的吸收強度儀器分析

紅外光譜的吸收強度儀器分析利用分子的偶極矩,可以判斷分子的極性。偶極矩越大,分子的極性也越大,分子的偶極矩為零,則為非極性分子。對雙原子分子來說,分子的極性與鍵的極性是一致的。復(fù)雜的多原子分子的極性則不僅與鍵的極性有關(guān),還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。若組成原子相同,鍵無極性（各鍵矩為零）,分子必?zé)o極性,如P,S等；若鍵有極性,而分子的空間構(gòu)型恰當(dāng)使各極性鍵鍵矩的矢量和為零,則分子的偶極矩μ＝0,分子無極性；若鍵有極性,分子的幾何構(gòu)型又不能使各化學(xué)鍵的極性抵消,即各極性鍵鍵矩的矢量和不為零,分子的偶極矩不等于零,分子有極性。紅外光譜的吸收強度儀器分析在紅外光譜圖中，C=O—基的吸收非常強，常常是紅外光譜圖中最強的吸收帶；而C=C—基的吸收則有時出現(xiàn)，有時不出現(xiàn)，即使出現(xiàn)，相對地說強度也很弱。兩者都是不飽和鍵，但吸收強度差異如此大，是因為C=O—基在伸縮振動時偶極矩變化很大，因而C=O—基的躍遷概率大，而C=C—雙鍵則在伸縮振動時偶極矩變化很小。對于同一類型的化學(xué)鍵，偶極矩的變化（△μ）與結(jié)構(gòu)的對稱性有關(guān)。例如：C=C—雙鍵在以下三種結(jié)構(gòu)中，吸收強度的差別明顯。⑴R—CH=CH2k=40L·mol-1·cm-1⑵R—CH=CH—R′順式k=10L·mol-1·cm-1⑶R—CH=CH—R′反式k=2L·mol-1·cm-1紅外光譜的吸收強度儀器分析對于C=C—，結(jié)構(gòu)⑴的對稱性最差，因此吸收較強；而結(jié)構(gòu)⑶的對稱性相對來說最高，所以吸收最弱。另外，對于同一試樣，在不同的試劑中或是同一試劑的不同濃度的試樣中，由于氫鍵的影響以及氫鍵強弱的不同，使原子間的距離增大，偶極矩變化增大，吸收增大。例如：醇類的OH基在四氯化碳溶劑中伸縮振動的強度比在乙醚溶劑中弱得多。而不同濃度的四氯化碳溶液中，由于地飽和狀態(tài)的不同，強度也有很大的差別。紅外光譜的吸收強度儀器分析譜帶的強度與振動形式有關(guān)。應(yīng)當(dāng)注意：即使是強極性基團的紅外震動惜售待，其強度也要比紫外即可見光區(qū)最強的電子躍遷小2-3個數(shù)量級。另一方面，由于紅外分光光度計中能量較低，測定時必須用較寬的狹縫，使單色器的光譜通帶同吸收峰的寬度相近。因此，測得的紅外吸收帶的峰值及寬度，受所用狹縫寬度的強烈影響。同一物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)隨不同儀器而改變，這就使得定性鑒定中用處不大。所以，紅外光譜的俄吸收強度常定性地用s（強）,m（中等）,w（弱）,vw（極弱）等來表示。Contents目1概述2IR光譜產(chǎn)生3IR光譜表示法4影響因素錄儀器分析紅外分光光度法（IR）二、紅外光譜分析法的特點遠紅外光譜是由分子轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動光譜；中紅外光譜和近紅外光譜是由分子振動能級躍遷產(chǎn)生的振動光譜。紅外吸收光譜研究的中心內(nèi)容，主要集中在中紅外光區(qū)。儀器分析紅外分光光度法（IR）紅外光譜分析法的特點儀器分析紅外分光光度法（IR）特征性強測定快速無損檢測試樣用量少操作簡便可檢三態(tài)試樣分析靈敏度較低定量分析誤差較大紅外光譜分析法的特點儀器分析紅外分光光度法（IR）樣品液態(tài)固態(tài)氣態(tài)定性分析定量分析三、紅外吸收光譜的產(chǎn)生當(dāng)一定頻率（能量）的紅外光照射分子時，如果分子中某個基團的振動頻率和外界紅外輻射頻率一致時，光的能量通過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，這個基團就吸收一定頻率的紅外光，產(chǎn)生振動躍遷。將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄就得到該試樣的紅外吸收光譜圖。儀器分析紅外分光光度法（IR）四、產(chǎn)生紅外吸收光譜的條件輻射后具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需的能量。分子振動有瞬間偶極距