第11章紅外光譜法-展示頁(yè)
2024-10-15 16:32本頁(yè)面
【正文】 子的振動(dòng)頻率 ， 這種振動(dòng)叫基頻振動(dòng) ， 基頻振動(dòng)的頻率叫基頻 。 2022年 10月 24日星期一 第 3頁(yè) 分析化學(xué)研究所 紅外光譜法的特點(diǎn) 是一種 分子吸收光譜 ，主要研究在振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物，能研究 除單原子分子 和 同核分子外的有機(jī)化合物 能進(jìn)行定性和定量分析，能鑒定化合物和分子結(jié)構(gòu) 可測(cè)定氣、液、固體樣品，用量少、分析速度快、不破壞試樣 2022年 10月 24日星期一 第 4頁(yè) 分析化學(xué)研究所 分子的量子化能級(jí)示意圖 分子的振動(dòng)能級(jí)間隔比轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間隔大得多 ， 當(dāng)分子吸收紅外輻射 ， 在振動(dòng)能級(jí)之間躍遷時(shí) ， 會(huì)伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷 ， 因而無(wú)法測(cè)得純的振動(dòng)光譜 ， 實(shí)際測(cè)得的是分子的振動(dòng) — 轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 。2022年 10月 24日星期一 第 1頁(yè) 分析化學(xué)研究所 第 11章 紅外光譜法 (Infrared Spectroscopy, IR) 2022年 10月 24日星期一 第 2頁(yè) 分析化學(xué)研究所 紅外光譜 ? 定義：樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí) ， 分子吸收了某些頻率的輻射 ， 并由其 振動(dòng) (vibration)或轉(zhuǎn)動(dòng) (rotation)運(yùn)動(dòng)引起 偶極矩 (dipole moment)的凈變化 ， 產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷 ， 使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱 。記錄紅外光的百分透射比與波數(shù)或波長(zhǎng)關(guān)系的曲線 ，就得到紅外光譜 。 2022年 10月 24日星期一 第 5頁(yè) 分析化學(xué)研究所 紅外光區(qū)的劃分 區(qū)域 ?/?m 波數(shù) /cm1 能級(jí)躍遷類(lèi)型 近紅外區(qū) ? 12500 ? 4000 OH、 NH及 CH鍵的倍頻吸收 中紅外區(qū) ?25 4000 ? 400 分子振動(dòng)，伴隨轉(zhuǎn)動(dòng) 遠(yuǎn)紅外區(qū) 25 ?1000 400 ?10 分子轉(zhuǎn)動(dòng) ? 分子中原子之間的振動(dòng)能級(jí)是量子化的 。 2022年 10月 24日星期一 第 6頁(yè) 分析化學(xué)研究所 產(chǎn)生紅外吸收的條件 相等。 ?E振 =?nh? 輻射光子的能量： E = h?光 基頻譜帶的頻率與分子振動(dòng)頻率相等 ， 只有發(fā)生偶極矩變化 （ ???0） 的振動(dòng)才能引起可觀測(cè)的紅外吸收光譜 ，該分子稱(chēng)為紅外活性的 。 基本原理 2022年 10月 24日星期一 第 7頁(yè) 分析化學(xué)研究所 雙原子分子的振動(dòng) 化學(xué)鍵類(lèi)似于連接兩個(gè)小球的彈簧 雙原子分子的折合質(zhì)量 (g)(reduced mass) 簡(jiǎn)諧振動(dòng) ? ： 諧振子的 振動(dòng)頻率 (s1)； k： 振動(dòng)力常數(shù) (N?cm1) 2022年 10月 24日星期一 第 8頁(yè) 分析化學(xué)研究所 21113072hkEhkkc????? ? ? ?? ? ?? ? ?發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù) ， 即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征 。 （ 2） 峰數(shù) 峰數(shù)與分子自由度有關(guān) 。 2022年 10月 24日星期一 第 14頁(yè) 分析化學(xué)研究所 CO2分子（有一種振動(dòng)無(wú)紅外活性） （ 4） 由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài) ， 產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的吸收峰 ， 基頻峰 （ 5） 由基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài) ， 產(chǎn)生一個(gè)弱的吸收峰 ， 倍頻峰 （ 3） 瞬間偶基距變化大 ， 吸收峰強(qiáng)；鍵兩端原子電負(fù)
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