武汉大学分析化学下册10省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件.pptx

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Infrared spectrometry
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概论
红外吸收光谱法是利用物质分子对红外辐射特征吸收，来判别分子结构或定量方法。
红外光谱属于分子振动光谱，因为分子振动能级跃迁伴伴随转动能级跃迁，为带状光谱。
红外光谱最主要应用是中红外区有机化合物结构判定。
也可用于定量分析。
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红外光区划分及应用
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红外光区划分及应用
波谱区
近红外光
中红外光
远红外光
波长/m
~
~50
50~1000
波数/ cm-1
13333~4000
4000~200
200~10
跃迁类型
分子振动
分子转动
近红外光谱区：
低能电子能级跃迁
含氢原子团：-OH、 -NH、-CH伸缩振动倍频吸收峰
稀土及过渡金属离子配位化学研究对象
适合用于水、醇、高分子化合物、含氢原子团化合物定量分析
红外吸收光谱法：
分子振动、转动基频吸收光谱区
应用最为广泛红外光谱区
远红外光谱区：
气体分子转动能级跃迁
液体与固体中重原子伸缩振动
晶体晶格振动
一些变角振动、骨架振动-异构体研究
金属有机化合物、氢键、吸附现象研究
该光区能量弱,较少用于分析
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红外吸收光谱特点
红外吸收只有振-转跃迁，能量低；
应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎全部有机物都有红外吸收；
分子结构更为精细表征：经过IR谱波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；
定量分析；
固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品；
分析速度快。
与色谱等联用（GC-FTIR）含有强大定性功效。
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红外吸收光谱特点
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红外吸收光谱图表示方法
红外光谱以T~或T~ 来表示，下列图为苯酚红外光谱。
T(%)
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基本原理
样品受到频率连续改变红外光照射时，样品分子选择性地吸收一些波数范围辐射，引发偶极矩改变，产生分子振动和转动能级从基态到激发态跃迁，并使对应透射光强度减弱。
红外光谱中，吸收峰出现频率位置由振动能级差决定，吸收峰个数与分子振动自由度数目相关，而吸收峰强度则主要取决于振动过程中偶极矩改变以及能级跃迁概率。下面我们分别详细说明。
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产生红外吸收条件
分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件：
条件一：辐射光子能量应与振动跃迁所需能量相等。
依据量子力学原理，分子振动能量E振 是量子化， 即 E振=（V+1/2）h
为分子振动频率，V为振动量子数，其值取 0，1，2，…
分子中不一样振动能级差为
E振= Vh
也就是说，吸收光子能量（ha ）要与该能量差相等，即a= V时，才可能发生振转跃迁。比如当分子从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1），此时V=1，即a= 
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产生红外吸收条件
条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用
磁场
电场
交变磁场

分子固有振动
a
偶极矩改变
（能级跃迁）
耦合
不耦合
红外吸收
无偶极矩改变
无红外吸收
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