第一节红外吸收光增分析概述 定义:外级收光精是物质的分吸收了红外盘射后,引起分 子的根动转动接级的迁而形玖的光背,因为出现在生外国 ,所以称之为图红外光智。刊用红外光营进有宅性定具分析的方 法陈之为,小吸收光督法。 用途:结构监定、电量分折和化学动力学研究等。 是“四大清”中应用最多、理论最为地熟的一肿方法
第一节 红外吸收光谱分析概述 定义:红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分 子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区 ,所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性定量分析的方 法称之为红外吸收光谱法。 用途: 结构鉴定、定量分析和化学动力学研究等。 是“四大谱”中应用最多、理论最为成熟的一种方法
第一节红外吸收光增分析概述 一、红外光谱法的特点 1,适合于分子在振动中伴随清偶极臣变化的化合物,特别 是有机化合物。几华所有的有机化合部可以应用,除 单原子分子同核分子。 2具有特征性。定性,定量分胡 3.不受样品相杰拉削。气态、液态有固态祥样品的可 4.样品用量少:可减少到克级: 5局限性。定具分师的准确度和灵度均低干紫外可见吸 收光谱分析
第一节 红外吸收光谱分析概述 1. 适合于分子在振动中伴随着偶极距变化的化合物,特别 是有机化合物。几乎所有的有机化合物都可以应用IF,除 了单原子分子和同核分子。 2. 具有特征性。定性、定量分析 3.不受样品相态控制。气态、液态和固态样品均可 4. 样品用量少:可减少到微克级; 5. 局限性。定量分析的准确度和灵敏度均低于紫外-可见吸 收光谱分析。 一、红外光谱法的特点
二.红外光谱的区的划分(0.78~1000um) 波谱区 近红外光 中红外光 远红外光 波长/μm 0.78~2.5 2.550 50~1000 波数/cml 128004000 4000200 200~10 跃迁类型 分子振动 分子转动 泛频区: 转动区: 含氢原子团:O一H、 基本振动区: 气体分子的转动 N一H、C一H伸缩 能级跃迁 振动的倍频吸收峰 分子的振动、 晶体的晶格振动 适用于水、醇、 转动基频吸收 该光区能量弱,较少 高分子化合物、含 光谱区 用于分析 氢原子团化合物的 应用最为广泛 定量分析 的红外光谱区
波谱区 近红外光 中红外光 远红外光 波长/m 0.78~2.5 2.5~50 50~1000 波数/ cm-1 12800~4000 4000~200 200~10 跃迁类型 分子振动 分子转动 泛频区: 含氢原子团:O—H、 N—H、C—H伸缩 振动的倍频吸收峰 ❖适用于水、醇、 高分子化合物、含 氢原子团化合物的 定量分析 基本振动区: 分子的振动、 转动基频吸收 光谱区 应用最为广泛 的红外光谱区 转动区: ❖气体分子的转动 能级跃迁 ❖晶体的晶格振动 该光区能量弱,较少 用于分析 二. 红外光谱的区的划分(0.78~1000m)
第一节红外吸收光增分析概述 三、红外光谱法的表达方法 红外光谐图: 纵坐标 百分透光度 线性波数表示法 横坐标 波长4四 纵坐标 波效1 线性波长表示法 黄坐标 波长 挡 峰领,峰位,递形。峰蹈 与的关系彩 o=10)(cm 知件丁停的氢外光滑
第一节 红外吸收光谱分析概述 三、红外光谱法的表达方法 红外光谱图: 纵坐标——百分透光度 横坐标——波长λ(μm) 纵坐标——波数σ(cm -1 ) 横坐标——波长λ(μm) 描述——峰数,峰位,峰形,峰强 σ与λ的关系: σ= 104 / λ (cm-1 ) 如仲丁醇的红外光谱。 } 线性波数表示法 } 线性波长表示法
IR和UV-Vis的区别 项目 IR UV-Vis 产生机理 分子振动能级伴随着 转动能级的跃迁 分子外层价电子能级跃迁 研究对象 所有红外吸收的有机 主要是具有n→元*、元→元* 化合物 跃迁的不饱和化合物 特征性 特征性强 简单特征性不强 使用范围 鉴定化合物类别、官定量、推测有机化合物共轭 能团、推测结构 骨架
IR和UV-Vis的区别 项目 IR UV-Vis 产生机理 分子振动能级伴随着 转动能级的跃迁 分子外层价电子能级跃迁 研究对象 所有红外吸收的有机 化合物 主要是具有n→π* 、π→π* 跃迁的不饱和化合物 特征性 特征性强 简单特征性不强 使用范围 鉴定化合物类别、官 能团、推测结构 定量、推测有机化合物共轭 骨架
第二节红外光增分析基本原理 一.红外光谱产生的条件 1、满是两个条件: )红外辐射应恰药裤足能级跃迁所需的能县。红外福射 的圳率与分子中某基团振动切率一致 )分子振过引超驿间极矩变化 红外活性振动一振动时起国极用化,能路产生红外吸收 非村称分子,知H1、且,0 红外非活性振动一展动时不起 男极短变化,无红外及顶 完金对称分子, 如:,、0,、0,等
一. 红外光谱产生的条件 1、满足两个条件: (a)红外辐射应恰好满足能级跃迁所需的能量。红外辐射 的频率与分子中某基团振动频率一致; (b)分子振动引起瞬间偶极矩变化。 红外活性振动—振动时引起偶极矩变化,能够产生红外吸收 非对称分子, 如 HCl、H2O 红外非活性振动—振动时不引起 偶极矩变化,无红外吸收 完全对称分子, 如: N2 、 O2 、 Cl2 等; 第二节 红外光谱分析基本原理
第二节红外光增分析基本原理 一. 红外光谱产生的条件 当一定频率的红外光照射分子时,如果分子中某个基团的 振动频率和它一致时,二者就会产生共振,光的能量通过分子 偶极矩的变化而传递给分子,这个基团就吸收一定频率的红外 光,产生跃迁;如果红外光的振动频率和分子中的各基团的振 动频率不相符,该部分的红外光就不会产生。 红外吸收光谱一连续改变频率的红外光照射某试样,由于 试样对不同频率的红外光吸收程度不同,是的通过试样后红外 光在一些波数范围内强度减弱,另一些波数范围内强度保持不 变,由红外光谱仪记录而得到
一. 红外光谱产生的条件 第二节 红外光谱分析基本原理 当一定频率的红外光照射分子时,如果分子中某个基团的 振动频率和它一致时,二者就会产生共振,光的能量通过分子 偶极矩的变化而传递给分子,这个基团就吸收一定频率的红外 光,产生跃迁;如果红外光的振动频率和分子中的各基团的振 动频率不相符,该部分的红外光就不会产生。 红外吸收光谱—连续改变频率的红外光照射某试样,由于 试样对不同频率的红外光吸收程度不同,是的通过试样后红外 光在一些波数范围内强度减弱,另一些波数范围内强度保持不 变,由红外光谱仪记录而得到
第二节红外吸收光增分析基本原理 一.红外光谱产生的条件 2.分子振动频率计算公式 根据经典力学的虎克定律: 4=m%2 o(cm'=1 m1+m2 k(cm) W= m+mxN,=4X1.66×10-g) mm em) k-化学键的力常数;-原子质量单位:
2.分子振动频率计算公式 根据经典力学的虎克定律: ( ) −1 = cm u k c 2 1 (cm ) -1 k-化学键的力常数;u-原子质量单位: 1303 ( ) −1 = cm k (cm ) -1 1 2 1 2 m m m m + = 一. 红外光谱产生的条件 第二节 红外吸收光谱分析基本原理 (g) m m N m m u A 2 4 1 2 1 2 1.66 10 ( ) − = + =
第二节红外吸收光增分析基本原理 二、分子振动的基本形式 伸缩振动 对称性伸缩振动Vs L反对称性伸缩振动Vas 振动类型 面内变形振动 剪式振动6§ 变形振动了 平面摇摆p 面外变形振动 非平面摇摆o 扭曲振动t
对称性伸缩振动 V s 反对称性伸缩振动 V as 面内变形振动 面外变形振动 变形振动 振动类型 非平面摇摆ω 扭曲振动τ 伸缩振动 二、分子振动的基本形式 剪式振动δ s 平面摇摆ρ 第二节 红外吸收光谱分析基本原理
第二节红外吸收光增分析基本原理 二、分子的振动形式 两类基本拉振动形式:变形振动和伸特根动。以申烷为例: 对同一基团, 不对称伸缩振动 的频率稍高于对 称伸缩振动 甲烷中c-H的伸缩振动
二、 分子的振动形式 第二节 红外吸收光谱分析基本原理 两类基本振动形式:变形振动和伸缩振动。以甲烷为例: 对同一基团, 不对称伸缩振动 的频率稍高于对 称伸缩振动