紅外光譜基本原理ppt課件(完整版)
【正文】 面外彎曲振動(dòng) 不產(chǎn)生吸收峰 2349 667 667 因此 O=C=O的 IR光譜只有 2349 和 667/cm 二個(gè)吸收峰 20 三、 吸收譜帶的強(qiáng)度 問(wèn)題 ： C=O 強(qiáng)； C=C 弱；為什么？ 吸收峰強(qiáng)度 ?偶極矩變化 吸收峰強(qiáng)度 ? 偶極矩的平方 偶極矩變化 —— 結(jié)構(gòu)對(duì)稱性； 對(duì)稱性差 ?偶極矩變化大 ?吸收峰強(qiáng)度大 符號(hào)： s(強(qiáng) )； m(中 )； w(弱 ) 紅外吸收峰強(qiáng)度比紫外吸收峰小 2～ 3個(gè)數(shù)量級(jí)； 21 第二節(jié) IR的特征性及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 一、基團(tuán)頻率和特征吸收峰 能代表基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶－－基團(tuán)特征頻率，其所在的位置又稱特征吸收峰。此時(shí)分子中的任何振動(dòng)可視為所有上述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的線性組合。cm1； k’單位： N如果二者相同，則會(huì)產(chǎn)生 共振效應(yīng) ，分子吸收入射的紅外線，振幅增大，能量增加。 7 紅外光譜圖 ： 應(yīng)用： 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析。 光輻射 → 分子振動(dòng)能級(jí)躍遷 → 紅外光譜 → 官能團(tuán) → 分子結(jié)構(gòu) 3 4 紅外光區(qū)的劃分及應(yīng)用 近紅外區(qū)： ～ ?m 中紅外區(qū) ： ～ 50?m 遠(yuǎn)紅外區(qū)： 50～ 1000?m 紅外光區(qū)位于 ～ 1000 ?m 波長(zhǎng)范圍間 5 紅外吸收光譜的特點(diǎn) 只有振 轉(zhuǎn)躍遷 ,能量低 應(yīng)用范圍廣 分子結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的表征 可以進(jìn)行定量分析 樣品不限形式 ,用量少 ,不破壞樣品 分析速度快 可聯(lián)用 6 紅外光譜與紫外可見(jiàn)光譜的區(qū)別 分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷；價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級(jí)上的躍遷 。如： N O Cl2 等。 當(dāng)一個(gè)紅外光子作用于分子時(shí)，由于紅外光子的波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子的體積，可以認(rèn)為分子處于均勻的電場(chǎng)中 。1 30 7211/ 1 ????????14 下表是某些鍵的伸縮力常數(shù)（ mdyn/A＝ N/cm） 鍵類型 － C≡C － ＞ － C＝ C － ＞ － C － C － 力常數(shù) 15 ? 17 ? ? 峰位 ?m ?m ?m 化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)（即鍵的力常數(shù) K越大）原子折合質(zhì)量越小，化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 可分為面內(nèi)變形和面外變型振動(dòng) 17 3. 基本振動(dòng)的理論數(shù)目 設(shè)分子的原子數(shù)為 n， 則總自由度 3n＝平動(dòng)自由度＋ 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度＋振動(dòng)自由度 非線型分子： n個(gè)原子應(yīng)該有 3n個(gè)自由度 ， 但有 3個(gè) 平動(dòng)和 3個(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)； ? 對(duì)非線型分子，理論振動(dòng)數(shù)＝ 3n－（ 3＋ 3） 如 H2O分子，其振動(dòng)數(shù)為 3 3－ 6＝ 3 線型分子： n個(gè)原子有板有 3n個(gè)自由度，但有 3個(gè)平 動(dòng)和 2個(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 官能團(tuán)區(qū)的峰是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，基團(tuán)的特征吸收峰一般位于該區(qū)，分布較稀疏，容易分辨。但分子結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境因素也對(duì)其頻率有一定的影響，相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上。如羧酸中的羰基 C=O： 氣態(tài)時(shí)： ?C=O=1780cm1 非極性溶劑： ?C=O=1760cm1 乙醚溶劑： ?C=O=1735cm1 乙醇溶劑： ?C=O=1720cm1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。 ? 定量分析的依據(jù)也是基于朗伯 比爾定律，通過(guò)對(duì)特征吸收譜帶強(qiáng)度的測(cè)量求組分含量。 邁克爾遜干涉儀原理 2?44 通過(guò)連續(xù)改變干涉計(jì)中的反射鏡位置，可在檢測(cè)器上得到一個(gè)干涉強(qiáng)度
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