教案 课程名称：仪器分析 授课题目：红外吸收光谱法 教师姓名：高毅华 教师职称：讲师 教研室：仪器分析教研室 1
教案首页 第1次课 授课时间：2 课程名称 仪器分析 年级 专业、层次 授课教师 高毅华 职称讲师 课型（大、小） 小课 学时2 授课题目（章、节） 第四章红外吸收光谱法（概述、基本原理） 基本教材：仪器分析教程 (北京大学出版社) 基本教材或主要参考书 仪器分析（武汉大学出版社） 教学目的与要求： 掌握红外吸收光谱法的定义、产生条件、双原子分子的振动 内容： 一、概述 30min 二、基本原理 红外吸收产生的条件 20min 双原子分子的振动 25min 小结 5min 教学重点、难点： 教学重点：红外吸收产生的条件，双原子分子的振动 教学难点：红外吸收产生的条件 教研室审阅意见： 教研室主任签名： 年月日 2
基本内容 辅助手段和时间 分配 一、概述： 30min 1、红外吸收光谱法的定义 通过与紫外可 2、红外光区的划分 见吸收光谱法的比 较，引出红外吸收光 3、红外光谱的表示 谱法的定义。 4、红外光谱的发展 5、红外光谱的特点 二、基本原理 基本原理部分主要阐述清楚吸收峰的位置、数目、强度的相关知 识 1、红外吸收的产生条件： 20min 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等； 动画演示、举 例，介绍产生红外吸 辐射与物质之间有耦合作用（偶极矩变化，△μ≠0）。 收所需要的条件，阐 2、双原子分子的振动 述红外吸收的产生 过程。 V 2πCJ 原子质量用相对原子质量代替得： 25min 以简谐振动为 模型，介绍双原子分 1 =1303 子的振动，推导振动 频率的计算公式，进 而阐述影响振动频 率的因素，举例加深 影响振动频率（波数）的因素为相对原子质量及键力常数。 认识。 需要说明，这是一种近似处理方法，振动频率还与内部因素（结 构因素)和外部因素（化学环境)有关。 小结 5min 3
一、红外吸收光谱是分子振动光谱，利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收， 引起分子振动转动能级的跃迁，从而研究红外光与物质之间相互作用，进行结构分 析及定性和定量分析的方法。 二、红外吸收光谱的基本原理 1、红外吸收的产生需要满足两个条件：辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所 小结 需的能量相等；辐射与物质之间有耦合作用（偶极矩变化，△μ≠0）。 2、双原子分子振动频率的计算。 简答： 红外吸收光谱如何产生？ 复习思 考题、 作业题 基本原理 下次课 预习 要点 实施 情况及 分析 4
教案首页 第2次课 授课时间： 课程名称 仪器分析 年级 专业、层次 授课教师 高毅华 职称讲师 课型（大、小） 小课 学时2学时 授课题目（章、节） 第四章 红外吸收光谱法（基本原理） 基本教材或主要参考书 教材：仪器分析教程（北京大学出版社） 参考书；仪器分析（武汉大学出版社） 教学目的与要求： 掌握简正振动的基本形式、理论数，吸收峰的强度，常见光能团的吸收峰 大体内容与时间安排，教学方法： 二、基本原理 1、多原子分子的振动 20 min 2、吸收峰的强度。 10min 3、基团频率 45min 小结 5min 教学重点、难点： 重点：基团频率 难点：多原子分子的振动 教研室审阅意见： 教研室主任签名： 年月日 5
基本内容 辅助手段和时间 分配 二、基本原理 3、多原子分子的振动 (1)简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，每个原子都在其平 20 min 回顾双原子分 衡位置附近做简谐振动，且振动频率及位相都相同 子的振动，介绍多元 (2)简正振动的基本形式：伸缩振动，变形振动 子分子的振动，动画 演示，举例说明 (3)振动自由度（峰数） 线性分子 3n-5 振动自由度 非线性分子 3n-6 3、吸收峰的强度 吸收峰的强度取决于两个因素：跃迁几率；偶极矩变化 10min 三、基团频率 举例介绍影响 吸收峰强度的因素 1、基团频率：不同分子中同一类型的基团振动频率非常相近，都在一 较窄的频率区间出现吸收谱带，其频率称基团频率。 2、基团频率区（4000~1300cm1),指纹区(1300~400cm1) 3、常见光能团吸收峰 (1)X-H伸缩振动区(4000~2500cm-1) 45min 0-H:3650~3200cm-1 举例介绍各官 能团的特征吸收峰， N-H:3500~3100cm-1 本部分为重点内容， 不饱和碳原子上的CH 是学生谱图解析的 基础 饱和碳原子上的C-H (2)三键和累积双键区（2500~1900cm-1) (3)双键伸缩振动区（1900~1200cm-1) C=0:1900~1650cm-1 C=C伸缩振动 苯衍生物的泛频谱带 (4)指纹区(1400~400cm-1) 小结 5min 6
1.红外光谱产生的条件：E辐射=△E振；△μ≠0 2.红外吸收峰位置： v=1303 A 3.红外吸收峰数目：振动自由度(3n-5,3n-6) 小结 4.红外吸收峰强度：跃迁几率，偶极矩变化 5.官能团的基团频率 课后习题1、2、3、4 复习思 考题、 作业题 影响基团频率的因素 下次课 预习 要点 实施 情况及 分析 >
教案首页 第3次课 授课时间：2016-03 课程名称 仪器分析 年级2013级 专业、层次公卫本科 授课教师 高毅华 职称讲师 课型（大、小） 小课 学时2学时 授课题目（章、节） 第四章 红外吸收光谱法（基本原理、红外光谱仪及制样技术、 应用) 基本教材或主要参考书 教材：仪器分析教程（北京大学出版社) 参考书：仪器分析（武汉大学出版社） 教学目的与要求： 掌握影响基团频率的因素，红外光谱仪的结构、制样技术、红外光谱法的应用 大体内容与时间安排，教学方法： 二、基本原理 4、影响基团频率的因素 20min 三、红外光谱仪及制样技术 1、红外光谱仪 20min 2、制样技术 20min 四、红外光谱法的应用 15min 小结 5min 教学重点、难点： 重点：制样技术 难点：影响基团频率的因素 教研室审阅意见： 教研室主任签名： 年月日 8
基本内容 辅助手段和时间 分配 二、基本原理 4、影响基团频率的因素 20min (1)内部因素：电子效应（诱导效应、共轭相应)；氢键；振动耦合； 举例显示同一基 团，在不同化合物中 空间效应。 吸收峰位置有差异， (2)外部因素 引出基团频率受其 他因素影响，再通过 外氢键作用、浓度效应、温度效应、试样的状态、制样方法及溶 举例把这影响因素 剂极性等。 介绍。 三、红外光谱仪及制样技术 1、红外光谱仪 20min 色散型红外光谱仪 结合图片，介绍红 傅立叶变换红外光谱仪（光源、吸收池、迈克尔干涉仪、检测器） 外光谱仪的各组成 部分。 2、制样技术 气体样品 20min 根据待测样品物 液体样品 理形态的不同，分别 固体样品 介绍其红外样品的 制作方法。 四、红外光谱法应用 定性分析 15min 定量分析 举例介绍红外光 谱法在定性、定量分 析中的应用。 小结 5min 9
1、 影响基团频率的因素：内部因素，外部因素 2、红外光谱仪 色散型红外光谱仪 傅立叶变换红外光谱仪（光源、吸收池、迈克尔干涉仪、检测器） 3、红外光谱法的应用 小结 影响基团频率的因素有哪些？ 复习思 考题、 作业题 下次课 预习 要点 实施 情况及 分析 10