[高等教育]第15章紅外吸收光譜法-展示頁
2025-01-30 23:19本頁面
【正文】 分子 原子 紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件 滿足兩個(gè)條件： (1) 分子振動(dòng)時(shí) ， 必須伴有瞬時(shí) 偶極矩 的 變化 。帶光譜。第十五章 紅外吸收光譜分析法 紅外吸收基本原理 Basic principle of infrared absorption spectroscopy 紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu) 的關(guān)系 Infrared spectroscopy and molecular structure 紅外光譜儀 Infrared absorption spectrophotometer 樣品的處理 紅外 吸 收光譜法的應(yīng)用 Analysis of Infrared spectrograph 1. 分子的能級(jí) E2 E1 E0 υ 0 υ 1 υ 2 υ ,0 υ ,1 υ ,2 1 J 0 2 3 J 0 2 3 1 J 0 2 3 1 J 0 2 3 1 )(/)(ΔΔΔΔ轉(zhuǎn)動(dòng)振 動(dòng)電 子轉(zhuǎn)動(dòng)振 動(dòng)電 子轉(zhuǎn)動(dòng)振 動(dòng)電 子分子λλλhcνννhEEEE?????????紫外吸收光譜 分子可見吸收光譜 Δ 1 ~2 0 e V1 .2 5 ~0 .0 6 μ mEλ??電 子電 子Δ 0 . 0 2 5 ~ 1 e V5 0 ~ 1 μ mEλ??振 動(dòng)振 動(dòng)Δ 0 . 0 2 5 ~ 0 . 0 0 4 e V5 0 ~ 3 0 0 μ mEλ??轉(zhuǎn) 動(dòng)轉(zhuǎn) 動(dòng)遠(yuǎn)紅外光譜 紅外光譜 紫外 可見光譜 分子光譜的產(chǎn)生 紫外可見吸收光譜 紅外光譜 遠(yuǎn)紅外光譜 連續(xù)光譜 帶光譜 利用物質(zhì)中的分子對(duì)紅外輻射的吸收，可得到與分子結(jié)構(gòu)相應(yīng)的紅外吸收光譜圖，從而來鑒別分子結(jié)構(gòu)，稱為紅外吸收光譜法。 分子振動(dòng)能量比轉(zhuǎn)動(dòng)能量大，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷時(shí)，不可避免地伴隨有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，分子的振動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 — 紅外吸收光譜。 E2 E1 E0 1 J 0 2 3 J 0 2 3 1 J 0 2 3 1 J 0 2 3 1 υ 0 υ 1 υ 2 υ ,0 υ ,1 υ ,2 分子振動(dòng) ? 原子核在其平衡位置附近做微小運(yùn)動(dòng)，使鍵長和鍵角發(fā)生周期性的微小變化。 (2) 照射分子的紅外輻射的頻率與分子某種振動(dòng)方式的 頻率相同 ,分子吸收能量 ， 從振動(dòng)基態(tài)躍遷到振動(dòng)激發(fā)態(tài) ， 從而產(chǎn)生吸收帶 。 CO,CO2：（ w.） 同核分子 （對(duì)稱雙核） ： 沒有偶極矩變化，輻射不能引起共振，無紅外活性。 對(duì)稱線型分子 ：對(duì)稱伸縮，無紅外活性；不對(duì)稱伸縮，有紅外活性。 偶極子在交變電場中的作用示意圖 如用連續(xù)頻率紅外光照射樣品，分子對(duì)不同頻率的紅外光吸收程度不同（偶極矩變化大的吸收強(qiáng)），通過分子的紅外光強(qiáng)度在一些波數(shù)范圍減弱（被吸收）或者沒變化（不吸收），通過儀器將作用以后的紅外光記錄下來即得紅外吸收光譜圖。 應(yīng)用：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析 定性：基團(tuán)的特征吸收頻率 定量：特征峰的強(qiáng)度 紅外吸收光譜 紅外光譜圖： 縱坐標(biāo)－透射百分比 T%； 橫坐標(biāo)－波長 λ （ ?m ） 和波數(shù)（ cm1） 分子的振動(dòng)類型 1. 分子基團(tuán)（或鍵）的振動(dòng)頻率 以雙原子分子為例， 類似于連接在一根彈簧上的兩個(gè)小球， 12112kkcc?????? ? ??? ? ? k 化學(xué)鍵的 力常數(shù) ，與鍵能和鍵長有關(guān)， ?為雙原子的 折合質(zhì)量 ? =m1m2/（ m1+m2） 例 P331 例 :求 C=C波數(shù)值。 2. 分子的振動(dòng)類型 對(duì)稱性伸縮振動(dòng) V S 反對(duì)稱性伸縮振動(dòng) V aS 面內(nèi)彎曲振動(dòng) 面外彎曲振動(dòng) 彎曲振動(dòng) 振動(dòng)類型 非平面搖擺 ω 扭曲振動(dòng) τ 剪式振動(dòng) δ S 平面搖擺 ρ 伸縮振動(dòng) 伸縮振動(dòng)的 k比彎曲振動(dòng) k大；因此 伸縮振動(dòng) 出現(xiàn)在紅外吸收光譜的 高波數(shù)區(qū) ， 彎曲振動(dòng) 出現(xiàn)在紅外吸收光譜的 低波數(shù)區(qū) 。 ? 這 3n種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，包括 3個(gè)整個(gè)分子的質(zhì)心沿 x、 y、 z方向平移運(yùn)動(dòng)和 3個(gè)整個(gè)分子繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)直線型分子，若貫穿所有原子的軸在 x方向，則整個(gè)分子只能繞y、 z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直線性分子振動(dòng)形式為（ 3n5） 種。分子中任何一個(gè) 復(fù)雜振動(dòng) 都可以看成這些 簡正振動(dòng)的線性組合 紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 基團(tuán)頻率區(qū)與指紋區(qū) 1. 基團(tuán)頻率 基團(tuán)頻率：它們的
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