红外吸收光谱法红外吸收光谱法)红外吸收光谱(.ppt

)红外吸收光谱(InfraredAbsorptionSpectroscopy,IR)红外辐射是波长,能量比可见光低的电磁辐射,红外辐射的名称就是因为其能量低于可见光区的红光而取的。~500m。红外光的能量通常用波数代表,而不用波长或频率。当用cm作为波长的单位时,波数定义为波长的倒数:(cm-1)=1/(cm)例如=m的红外线,它的波长数为:(cm-1)=1/(cm)=104/=3600(cm-1)根据红外线波长,习惯将红外光谱分成三个区域:近红外(泛频区),中红外(基本振动区),远红外(转动区)(表)。测定这三个区域的光谱所用仪器不同,得到的信息亦不同。、应用得最多的区域。红外吸收光谱简称红外光谱,自问世以来,已在医药、化工、石油等领域得到广泛的应用。由于吸附分子的红外光谱可以给出表面吸附物种的结构信息,并可以得到在反应条件下吸附物种结构的信息,因此许多年以前人们就对红外光谱用于催化研究十分感兴趣。目前红外光谱技术已经发展成为催化研究中十分普遍和行之有效的方法。名称波长m波数/cm-~~5050~30012820~40004000~200200~33O-H,N-H及C-H键的倍频吸收分子中原子的振动及分子转动分子转动,)红外光谱基本理论任何分子就其整个分子而言,是电中性的,但由于构成分子的各原子因价电子得失的难易,而表现出不同的电负性,分子也因此显示不同的极性。通常用分子的偶极距来描述分子极性大小,设正负电中心的电荷分别为+q和-q,正负电荷中心距离为d,如图,则=q×,在振动过程中d的瞬时值亦不断地发生变化,因此分子的偶极矩也发生相应的改变,即分子具有确定的偶极矩变化频率。显然,单原子或同核双原子分子其d=0,因此,这类对称分子中原子的振动并不起偶极矩的变化。分子的内部运动包括转动、振动和电子运动,它的能级示意图如图1,红外光谱的产生是由于分子振动能级之间的跃迁(同时伴随转动能级的跃迁),即只有将外界红外光的能量转移到分子中才能实现振动能级的跃迁,而这种能量的转移是通过偶极矩的变化来实现的。将有偶极矩变化的基团视为一个偶极子,由于偶极子具有一定的原有振动频率,因此,只有当辐射频率与偶极子频率相匹配时,分子才与辐射能发生相互作用(振动偶合)而增加它的振动能,使振动加激(振幅加大),即分子由原来的基态振动跃迁到较高的振动能级。可见,并非所有的振动都会产生红外吸收,只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带,我们称这种振动为红外活性,反之则称为非红外活性。,由于该试样对不同频率的红外光的吸收不同,使通过试样后的红外光在一些波长范围内变弱(被吸收),在另一些范围内则较强(不吸收)。将分子吸收红外光的情况用仪器记录,就得到该试样的红外吸收光谱图。3)