第十章 红外吸收光谱分析.ppt

第十章红外吸收光谱法 Infrared Absorption Spectrometry
第一节概述
一个分子吸收了外来辐射之后,它的能量变化△E:

△Ee最大,一般在1~2OeV之间。
△Ev大约比△Ee小10倍,一般在0·05~leV之间。
△Er大约比△Ev小10倍或100倍,一般小于0·O5eV
分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级跃迁时,不可避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱,而只能得到分子的振动-转动光谱,这种谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。
一、红外吸收光谱定义
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到红外光谱。
二、红外光谱的产生
三、红外光谱图
红外吸收光谱一般用T ~ 曲线或T ~ δ(波数)曲线表示。纵坐标为百分透射比T%,因而吸收峰向下,向上则为谷;横坐标是波长(单位为µm ),或波数δ(单位为cm-1)。
波长与δ波数之间的关系为:
δ(波数) / cm-1 =104 /( / µm )
四、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约为 ~ 1000µm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又将红外光区分为三个区:近红外光区( ~ µm ),中红外光区( ~ 25µm ),远红外光区(25 ~ 1000 µm )。
近红外区
中红外区
远红外区
波长范围
~ (μm)
~25 (μm)
25~300 (μm)
特点
1 低能电子跃迁
2 含H基团伸缩振动的倍频吸收
3 研究稀土和其他过渡与金属离子的化合物
1 绝大多数无机及有机化合物的基频吸收
2 最成熟、最强、最有用、资料最全、应用最广泛
3 可进行定性和定量分析
1 气体分子的纯转动跃迁、变角振动、骨架振动、晶格振动
2 研究异构体、氢键等
五、红外光谱法的应用
紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物,特别是具有共轭体系的有机化合物,而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物。因此,除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外,几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。
红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收谱带的强度反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团;
吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和纯度鉴定。