1红外光谱.ppt

现代物理实验方法的应用
一、电磁波谱的一般概念
= c/
由E = h, h =  10-34
E = h c/
频率大,(波长短),则能量高。
二、分子吸收光谱:
1 转动光谱, 分子所吸收的光能只引起分子转动能级的变化。在远红外及微波区域,可测定分子的键长和键角。
2 振动光谱,分子所吸收的光能引起振动能级的变化,多在中红外区域,叫红外光谱。
3 电子光谱,分子所吸收的光能使电子激发到较高的能级。一般表出吸收峰的波长。电子光谱在可见及紫外区域内现。
第一章    红外光谱
红外光谱是分子光谱,用于研究分子的振动能级跃迁。
第一节基本原理
1、红外吸收的波长范围
-1000 m(1 m = 10-4 cm)其中:
远红外 - m
中红外 -25 m 4000-400 cm-1
近红外 25-1000 m
红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。
波数的定义:每1厘米范围内所含光波的数目。波数= 104/(m)。因此, m波长,相当于104/ cm-1,即:4000 cm-1,而25 m相当于400 cm-1。
2 红外吸收
红外吸收:一定波长的红外光照射被研究物质的分子,若辐射能(h)等于振动基态(Vo)的能级(E1)与第一振动激发态(V1)的能级(E2)之间的能量差(E)时,则分子可吸收能,由振动基态跃迁到第一振动激发态(V0  V1):
E = E2 - E1 = h
分子吸收红外光后,引起辐射光强度的改变,由此可记录红外吸收光谱,通常以波长(m)或波数(cm-1)为横坐标,百分透过率(T %)或吸光度(A)为纵坐标记录。环庚三烯的红外光谱图
T % 愈低,吸光度就愈强,谱带强度就愈大。根据T %,谱带强度大致分为:很强吸收带(vs,T % < 10);强吸收带(s,10<T %<40),中强吸收带(m,40 < T %<90),弱吸收带(w,T % > 90),宽吸收带用b表示。
稀溶液中测得的红外光谱,其谱带的吸光度(A)可遵守Beer-Lambert定律:
A=cl
A=cl
式中为吸光系数,l为吸收池的厚度,c为溶液的浓度。若c用mol浓度表示,则用表示,为mo1吸光系数。或仅在定量分析时使用。红外光谱用于结构分析及结构鉴定时,均使用相对强度T %(或A),此时所指的强吸收带或弱吸收带是对于整个光谱图的相对强度而言。
3 振动自由度与选律
IR选律:在红外光的作用下,只有偶极矩()发生变化的振动,即在振动过程中0时,才会产生红外吸收。这样的振动称为红外“活性”振动,其吸收带在红外光谱中可见。在振动过程中,偶极矩不发生改变(=0)的振动称红外“非活性”振动;这种振动不吸收红外光,在IR谱中观测不到。如非极性的同核双原子分子N2,O2等