【正文】 0~3?cmasCH?（ 2） 變形振動(dòng)： 指鍵角發(fā)生周期性變化 、 而鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng) 面內(nèi)彎曲振動(dòng) β ： 彎曲振動(dòng)發(fā)生在由幾個(gè)原子構(gòu)成的平面內(nèi) 剪式振動(dòng) δ ：振動(dòng)中鍵角的變化類似剪刀的開閉 面內(nèi)搖擺振動(dòng) ρ ： 基團(tuán)作為一個(gè)整體在平面內(nèi)搖動(dòng) 型分子2AX型分子2AX1201 4 6 5~2?? cmCH?4)(7 2 0~212??nCHcmnCH——? 面外彎曲： 彎曲振動(dòng)垂直幾個(gè)原子構(gòu)成的平面 面外搖擺 ω ：兩個(gè) X原子同時(shí)向面下或面上的振動(dòng) 扭曲 τ ： 一個(gè) X原子在面上，一個(gè) X原子在面下的 振動(dòng) 型分子2AX型分子2AX11300~2?cmCH?11 2 5 0~2?cmCH? 2．簡(jiǎn)諧振動(dòng)的數(shù)目 對(duì)于由 N個(gè)原子組成的分子： 3N=平動(dòng)自由度 +轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 +振動(dòng)自由度 x y z 由 N個(gè)原子組成的分子： 平動(dòng)自由度 =3 振動(dòng)自由度 = 3N平動(dòng)自由度 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 由 N個(gè)原子組成的線形分子： 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 =2 由 N個(gè)原子組成的非線形分子： 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 =3 線 形 分 子： 振動(dòng)自由度 = 3N5 非線形分子： 振動(dòng)自由度 = 3N6 二、紅外光譜產(chǎn)生的條件 (2) 輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用，產(chǎn)生偶極鉅的變化 (1) 輻射能應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量； 輻射應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量； 沒有偶極矩變化的振動(dòng)躍遷，無紅外活性： 如：?jiǎn)卧臃肿?、同核分子?He、 Ne、 N O Cl H2 等。 ??? hE ???? ）（分子振動(dòng)總能量21?3210 ，分子振動(dòng)量子數(shù)分子振動(dòng)頻率???????? hE ?? ?? 振分子振動(dòng)能級(jí)差?LL hE ??光子照射能量LEE ?? 振產(chǎn)生紅外光譜前提??? ?? ?L即分子的振動(dòng)頻率紅外光的照射頻率???? Lq:分子中正負(fù)電荷中心的電荷 d:兩中心之間的距離 ? 偶極子： 由于構(gòu)成分子的各原子因價(jià)電子得失電子的難易程度不同，而表現(xiàn)出不同的電負(fù)性，分子也因此顯出不同的極性，稱為偶極子。 為什么？ (1) 存在沒有偶極矩變化的振動(dòng)模式，不產(chǎn)生紅外吸收 (2) 存在能量簡(jiǎn)并態(tài)的振動(dòng)模式，相同頻率的振動(dòng)峰重疊 (3) 儀器的分辨率分辨不出的振動(dòng)模式 (4) 振動(dòng)吸收的強(qiáng)度小，檢測(cè)不到 (5) 某些振動(dòng)模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。 這種能代表基團(tuán)存在，并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶稱為 基團(tuán)頻率 二、紅外光譜區(qū)域的劃分 ? 紅外光譜的工作范圍一般是 4000~400cm1,常見基團(tuán)都在這個(gè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生吸收帶。 C =O 1680 1620 峰較弱（對(duì)稱性較高）。 1300cm1~400cm1 ? （ 1） 1300~900cm1 區(qū)域 主要是單雙鍵的伸縮振動(dòng) ? （ 2） 900~400cm1區(qū)域 主要是一些重原子和一些基團(tuán)的變形振動(dòng)頻率區(qū) 在紅外分析中 ， 通常一個(gè)基團(tuán)有多個(gè)振動(dòng)形式 ， 同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)譜峰 （ 基團(tuán)特征峰及指紋峰 ） ， 各類峰之間相互依存 、相互佐證 。 （ 一 ） 內(nèi)部因素 ： 引起化學(xué)鍵電子分布不均勻的效應(yīng) 。 （ XH） 形成氫鍵使電子云密度平均化 （ 締合態(tài) ） ， 使體系能量下降 ， 基團(tuán)伸縮振動(dòng)頻率降低 ， 其強(qiáng)度增加但峰形變寬 。 如丙酮在液態(tài)時(shí) ， ?C=O=1718cm1。 （二）外部因素 第三節(jié) 紅外吸收光譜儀 一、 色散型 紅外吸收光譜儀的基本組成 光源 單色器 吸收池 樣品 檢測(cè)器 數(shù)據(jù)處理和儀器控制 參比 切光器（斬波器） 檢測(cè)器 光源 單色器 吸收池 數(shù)據(jù)處理 儀器控制 1．組成結(jié)構(gòu)框圖 硅碳棒 光源 硅碳棒 參比切光器（斬波器）光源硅碳棒單色器 吸收池 樣品 檢測(cè)器 數(shù)據(jù)處理和儀器控制光源 硅碳棒1．光源 目前，中紅外光區(qū)最常用的紅外光源是： 硅碳棒 和 能斯特?zé)?。 工作溫度 ： 1300~17000C。 需要預(yù)熱 7000C. + + 不要預(yù)熱 能斯特?zé)羰怯上⊥两饘傺趸餆Y(jié)的空心棒或?qū)嵭陌簟? 當(dāng)它接受紅外輻射后溫度升高， TGS表面的電荷減少，相當(dāng)于釋放了電荷，此時(shí)形成一個(gè)明顯的外電場(chǎng)變化。 常用的單晶與混晶： TGS(硫酸三酐酞 )、 DTGS(氘代硫酸三酐酞 ) LATGS(L丙氨酸 TGS)、 DLATGS(氘代 L丙氨酸 TGS) (2) 熱釋電檢測(cè)器 TGS 電極 前置放大器 反面鍍金 正面鍍鉻 半透明 中間 TGS單晶 硫酸三酐酞 (NH2CH2COOH)3H2SO4 TGS 二、傅里葉變換紅外吸收光譜儀簡(jiǎn)介 1．組成結(jié)構(gòu)框圖及工作原理 檢測(cè)器 邁克爾遜干涉儀 吸收池 數(shù)據(jù)處理 儀器控制 光源 傅里葉變換 干涉圖 Fourier Transform Infrared Spectrometer FTIR 分束器 紅外吸收光譜圖 FTIS的原理：光源發(fā)出的入射光 → 干涉器 → 光束分裂器 → 兩束光 → 經(jīng)過不同路徑后 → 兩光束產(chǎn)生光程差 → 發(fā)生干涉現(xiàn)象 → 再聚集到檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè) 。 分 辨 率 高： 波數(shù)精度達(dá)到 。 靈敏度高： 在短時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行多次掃描，多次測(cè)量得到的信號(hào)進(jìn)行累加，噪音可以降低，靈敏度可以增大， 109~1012g。 “ API”紅外光譜資料，由美國(guó)石油研究所“ API”編制。 ?譜圖解析 確定分子所含基團(tuán)或鍵的類型 推定分子結(jié)構(gòu)：分子式 分子結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證 4000 3600 3200 2800 2400 2022 1600 1200 800 4000102030405060708090100 Transmittance %Wa v e n u mb e r( c m1)例 1： 化合物的分子式為 C6H14， IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。 U=1 921 995 1028 1424 1646 1848 2866 2914 2985 3086 3329 末端亞甲基彎曲振動(dòng) Vco VC=C OH伸縮振動(dòng) 甲基變形振動(dòng) 921的倍頻 H 2 CHCCH 2O H飽和與不飽和 CH CH2 對(duì)稱與反對(duì)稱 伸縮振動(dòng) 4000 3600 3200 2800 2400 2022 1600 1200 800 4000102030405060708090100 Transmittance %Wa v e n u mb e r( c m1)例 4： 化合物的分子式為 C8H8O， IR光譜圖如下如下，試推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。背景吸收較大不可忽略，有其它峰影響使測(cè)量峰不對(duì)稱時(shí)， 可用基線法測(cè)量 Io、 It 。 ? ⑴ 比例法。 設(shè)兩組分的濃度分別為 C C2， 如果 C用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)表示，則 C1＋ C2＝ 1。比較試樣 a和純物質(zhì) b兩光譜，可見僅在 A、 B處顯示微小差別，此為 b、 c疊加的結(jié)果。 ●光譜復(fù)雜，譜帶很多，測(cè)量譜峰容易受到其它峰的干擾，容易導(dǎo)致吸收定律的偏差； ●紅外輻射能量很小，強(qiáng)度很弱，摩爾吸光系數(shù) ε很小，靈敏度很低，只能作常量的分析； ●測(cè)量光程很短，吸收厚度（ b）難以測(cè)準(zhǔn)，樣品池受到的影響因素多，參比不夠準(zhǔn)確。 二 、 制樣的方法 （一）、液體樣品 用溶