红外光谱和拉曼光谱分析物质结构.ppt

红外和拉曼光谱分析物质结构
材料学: 梁晓峰(B080459)
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主要内容
1 光学分析法
2 红外吸收光谱分析方法
3 拉曼散射光谱分析法
4 红外光谱和拉曼光谱的异同
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1 光学分析法
，其能量与其频率直接相关，与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等。基于电磁辐射与物质间作用而建立起来的一类分析方法，称为光学分析法。
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光学分析法分为光谱法和非光谱法两类。
光谱法是电磁波与物质作时，引起分子或原子内部量子化能级跃迁而产生发射、吸收、散射或荧光，通过检测这些光谱的特征波长和强度来进行定性定量分析。包括：原子吸收、原子发射、原子荧光、紫外可见、红外光谱、分子荧光、分子磷光、核磁共振等等。
非光谱法则是通过测量电磁波与物质作用时，电磁波的某些其他性质，如反射、折射、散射、干涉、衍射和偏振等变化而建立。这类方法有折射法、干涉法、旋光法、X射线衍射法和电子衍射法等。
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2 红外吸收光谱分析方法
当红外辐射通过样品时，由于样品的分子结构不同，因此其分子振动能级跃迁在不同波长（波数）处产生选择性吸收，然后以波数或波长为横坐标，以透过率或吸光度为纵坐标描绘成谱图，得到样品的特征吸收曲线，即红外吸收光谱。
利用红外光谱中吸收峰的位置、形状和相对强度，可以判断或鉴别样品的官能团或结构。根据样品的红外光谱，并与其他分析方法相结合，可以对混合物样品进行定量分析。
红外光谱是由于分子振动转动能级跃迁（同时伴有转动能级跃迁）而产生的。 物质吸收辐射应满足两个条件：
辐射具有刚好跃迁所需能量；
辐射与物质间有偶合作用。
　基本原理
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当一定频率的红外光照射分子时，若分子中某个基团振动频率和它一致，二者产生共振，此时光的能量通过分子偶极矩变化传递给分子，该基团就吸收这一频率的红外光，产生跃迁。复杂分子中存在许多原子基团，各基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征振动。
近红外区：O-H, N-H, C-H键的倍频吸收。
中红外：分子中基团振动、分子转动。
远红外：分子转动，晶格振动。
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色散型红外光谱仪工作原理图
 光栅色散型红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱
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傅立叶变换红外光谱仪工作原理图
迈克尔逊(Michelson)干涉仪工作原理图
红外吸收光谱由干涉图函数的傅立叶余弦函数变换绘出．
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