第四章 红外光谱法.pdf

红 外 光 谱 法 Infrared Spectrum Infrared Spectrum 内 容 提 要 一、概述 二、基本原理 三、红外光谱仪 四、试样制备 五、应用简介 一、概述 (一） 定义 定义：样品受到频率连续变化的红外光照射，分子吸收 一些频率辐射，分子振动或转动引起偶极矩净变化，使 振-转能级从基态跃迁，透射光强减弱，记录百分透过 率T%对波数或波长的曲线 分子振动转动 跃迁 h ( I连续) Mν+⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯ →ΔμM * ⎯→⎯ I ⎯⎯→ 0 t 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可定量分析 光谱区与能量相关图 表示方法：以T~λ或T~ ν 来表示 ) % ( T 苯酚的红外光谱 （二）IR光谱得到的结构信息 • IR表示法： 横坐标：波长或频率 纵坐标：T% • 从谱图可得信息： 1. 吸收峰的位置 2. 吸收峰的强度 3. 吸收峰的形状 • 波数σ为波长λ倒数，即1cm中含波的个数 σ=1/ λ=107/ λnm σ单位：cm-1 4 =10 / λμm 习惯上将红外吸收光谱分为远、中、近红 外三个区，红外光谱一般用的是中红外区 中红外区：波 长 2.5~25 μm 波 数 4000~400 cm-1 （三） 红外光区划分 近红外(泛频） 倍频 (0.75~2.5 μm) 红外光谱 中红外(振动区) 分子振动转动 （常用区） (0.75~1000μm) (2.5~25 μm) 远红外(转动区) 分子转动 (25-1000 μm) 分区及波长范围 跃迁类型 中红外光谱仪最为成熟、简单 目前已积累了该区大量的数据资料 中红外光谱法又简称为红外光谱法） （ （四） 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低 2）应用范围广 3）分子结构更为精细的表征 4）定量分析 5）固、液、气态样均可用，用量少、不破坏样品 6）分析速度快 7）与色谱等联用 （GC-FTIR）具有强大的定性功能 二、基本原理 （一） 产生红外吸收的两个条件 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等 E振= （V+1/2）hν ν为分子振动频率，V为振动量子数 分子中不同振动能级差为 ΔE振= ΔVhν 只有红外辐射频率 = 振动量子数的差值与分子 振动频率的乘积，分子吸收红外辐射，红外吸收 基频峰：分子由基态振动能级跃迁至第一振动 激发态时所产生的吸收峰 倍频峰: 振动能