表征技术-红外.ppt

第二章红外光谱
红外光谱的基本原理
影响红外光谱吸收频率的因素
红外光谱仪及样品制备技术
各类化合物的红外特征光谱
红外图谱解析
红外光谱的应用
第一节红外光谱的基本原理
红外光区分三个区段:
近红外区:~ m,13333~4000/cm, 泛音区(用于研究单键的倍频、组频吸收)
中红外区:~25 m,4000~400/cm, 基频振动区(各种基团基频振动吸收)
远红外区:25 m以上, 转动区(价键转动、晶格转动)
红外光谱的产生:
~25m,频率4000~400/cm的光波照射样品,引起分子内振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱。
分子振动的类型
双原子分子振动
多原子分子振动
各种振动方式及能量
分子振动方式分为:
伸缩振动-----对称伸缩振动s
----反对称伸缩振动as
弯曲振动----面内弯曲振动----剪式振动s
-----平面摇摆
-----面外弯曲振动- ----非平面摇摆
-----扭曲振动
按能量高低为: as > s > s
高频区低频区
红外光谱的选律:使分子偶极矩发生改变的振动是红外活性的.
振动自由度和峰数
含n个原子的分子,自由度为:
线性分子有 3n-5 个
非线性分子有 3n-6 个
理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰,实际上IR光谱中的峰数少于基本振动自由度,原因是:
1 振动过程中,伴随有偶极矩的振动才能产生吸收峰
2 频率完全相同的吸收峰,彼此发生简并(峰重叠)
3 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰
4 有些峰落在中红外区之外
5 吸收峰太弱,检测不出来
二氧化碳的IR光谱

O=C=O O=C=O O=C=O O=C=O

对称伸缩振动反对称伸缩振动面内弯曲振动面外弯曲振动
不产生吸收峰 2349 667 667
因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667/cm 二个吸收峰
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同
波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波
长或波数为横坐标,以透光度为纵坐标而形成。
透光度以下式表示:
I:表示透过光的强度;
I0:表示入射光的强度。
红外光谱的表示方法
横坐标:波数( )400~4000 cm-1;表示吸收峰的位置。
纵坐标:透过率(T %),表示吸收强度。T↓,表明吸收的越好,故曲线低谷表示是一个好的吸收带。