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1、有机物红外光谱的测绘及结构分析蒋祖艳 化学楼505- 无水乙醇 苯甲酸 乙酰乙酸乙酯一、基本原理跃迁类型：一、基本原理l波长与波数之间的关系为：（波数） / cm-1 =104 /（ / m ）波数波长红外光区近红外区（NIR）：低能电子跃迁、含氢官能团伸缩振动的倍频和合频吸收 产生，谱带宽，重叠较严重 中红外区（MIR）：多数分子的基频吸收产生（官能区和指纹区）有机物的定性分析远红外区（FIR）：小分子转动 光谱区 适合研究无机化合物和小分子气体分子的基本振动的类型双原子分子的振动形式化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧分子的基本振动的类型l1）伸缩振动（） ：原子沿着价键方向来回运动CH2
2、对称伸缩振动CH2反对称伸缩振动多原子分子的振动形式CH2剪式弯曲CH2平面摇摆2）弯曲振动 ( ) ：原子的运动方向与价键方向垂直+ +CH2非平面摇摆+ -CH2面外扭曲红外光谱产生的条件例2：H2O分子先看看H2O和CO2分子的谱图产生情况 ：例3：CO2分子的振动红外光谱产生的条件条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能 量；(2)分子产生红外活性振动：振动过程伴随偶极距 的变化。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。红外光谱谱图认识红外光谱图： 纵坐标为透过率， 横坐标为 波长 （ m ） 或
3、波数（cm-1)例1：辛烷 红外光谱图谱图三要素：峰位、峰强和峰形（2）峰强：红外吸收峰的强度取决于分子振动时偶极矩的变化。一般说来，极性较强的基团(如C=O,C-X)振动，吸收强度较大；极性较弱的基团(如C=C,N-C等)振动，吸收强度较弱； （1）峰位：分子内各种官能团的特征吸收峰只出现在红外光波谱的一定范围 。（3）峰形：不同基团的某一种振动形式可能会在同一频率范围内都有红外吸收，如-OH、-NH的伸缩振动峰都在3400-3200 cm-1但二者峰形状有显著不同。红外光谱的四个峰区第一区域第一区域第二区域第二区域第三区域第三区域第四区域第四区域 40004000 2500 2500 cm
4、cm-1 -1 X-H X-H 键区键区25002500 2000 2000 cmcm-1 -1 叁键区叁键区20002000 131300 00 cmcm-1 -1 双键区双键区13001300 6 600 00 cmcm-1 -1 单键区单键区O-H O-H C C C C C=CC=C-C-C-C-C-C-H -C-H C-HC-H C-HC-H C C N NC=O C=O C-N C-N N-H N-H C=C=C C=C=C官能团区官能团区指纹区指纹区二、红外光谱仪色散型红外光谱仪光源、吸收池、单色器、检测器、记录系统傅立叶变换红外光谱仪（FTIR） 光源、干涉仪、吸收池、检测器、
5、记录系统色散型红外光谱仪各部件排序与紫外-可见分光光度计有何不同，为什么？ 缺点：采用了狭缝缝，能量受到限制，远红远红 外区能量尤其弱；扫扫描速度太慢，使得一些动态动态 研究以及和其他仪仪器联联用发发生困难难；对对一些吸收红红外辐辐射很强的或者信号很弱的样样品的测测定及痕量组组分的分析等，也受到一定限制。傅里叶变换红外光谱仪的组成 检测器检测器迈克尔逊干涉仪-1定镜定镜l 0 -l干涉仪干涉仪动镜动镜IR IR 光源光源分束器分束器BM光程差 = 0BMBF=BF傅立叶变换红外光谱仪的优点傅立叶变换红外光谱仪的优点l扫描速度极快l具有很高的分辨率l灵敏度高l不用狭缝和光的色散元件，使光的利用率
6、大大提高；l其他优点：如光谱范围宽；测定精度高，重复性可达0.1；杂散光干扰小三、样品的制备气体：玻璃气槽玻璃气槽两端粘有红外透光的NaCl或KBr窗片。先将 气槽抽真空，再将试样注入。红外光谱的试样可以是气体、固体或液体。 液体：液体池法，液膜法沸点较高（BP 80C）的试样，直接滴在两片盐片 之间，形成液膜。 固体：压片法，石蜡糊法，薄膜法将1-2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，用 （5-10）107Pa压力在油压机上压成透明薄片，待测。注意事项：1、试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于2um；2、掌握样品和溴化钾的用量；3、对于压坏的片，不要随意丢弃，放回研钵中重
7、新研磨；5、NaCl盐片装入后，螺丝不宜拧得过紧，以免压碎盐片；6、测定完毕立即将样品取出，以免样品挥发污染仪器四、实验步骤在红外吸收谱图上，从高波数到低波数，标出个特征吸收峰的 频率，并指出各特征吸收峰属于何种基团的振动形式。五、思考题u红外分光光度计与紫外-可见分光光度计在光路设计上有何不同？u试样含有水分及其它杂质时，对红外吸收光谱分析有何影响？如何消除？u压片法对KBr有哪些要求？为什么研磨后粉末颗粒直径不能大于2m？u羟基的伸缩振动在乙醇及苯甲酸中为何不同？实验过程中请保持安静每次实验之前必须预习并写好预习报告实验谱图要给老师检查是否合格，不合格的要重做实验完成后要收拾好台面，实验报告给老师签字后方可离开六、实验纪律要求
