红外光谱及分析实验-LSD.ppt

红外光谱分析实验Infrared Spectrometry (IR )Infrared Spectrometry Infrared Spectrometry ((IR IR ))目的和要求:;掌握吸收频率与基团的关系,并能鉴别键振动的类型。(FT-IR)的工作原理和使用方法;掌握薄膜及粉末试样的光谱测试方法。,了解化合物官能团的定性分析方法。红外吸收光谱基本原理(1) (1) 红外光红外光应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;(2) (2) 红外光与物质间有相互偶合作用-红外光与物质间有相互偶合作用-分子振动时,必须伴有分子振动时,必须伴有瞬时偶极矩的变化瞬时偶极矩的变化,即分子显示,即分子显示红外活性红外活性。。~1000 ~1000 ??mm的电磁波,可引起的电磁波,可引起分子中分子中基团的振动和转动能级跃迁,产生红外吸收光谱,也称分子振动基团的振动和转动能级跃迁,产生红外吸收光谱,也称分子振动--转动光谱转动光谱..同核双原子分子是非红外活性的同核双原子分子是非红外活性的: : 如如: : NN22、、OO22、、ClCl22;;O=C=O O=C=O 对称伸缩振动也是对称伸缩振动也是非红外活性的。非红外活性的。产生红外吸收的条件分子的基本振动的类型1)伸缩振动(υ):原子沿着价键方向来回运动CHHCH2对称伸缩振动CH2不对称伸缩振动CHH2)弯曲振动(δ):原子的运动方向与价键方向垂直CH2剪式弯曲CHHCH2平面摇摆CHH+ +CH2非平面摇摆CHH+ -CH2面外扭曲CHH可按波长将红外光谱分为近红外可按波长将红外光谱分为近红外??中红外和远红外三个波区中红外和远红外三个波区, , 中中红外区红外区对应分子振动基态到第一激发态的跃迁对应分子振动基态到第一激发态的跃迁, , 可伴随转动能级的跃可伴随转动能级的跃迁迁,,是最为常用的红外光谱区(是最为常用的红外光谱区(4000 4000 ~400cm-1).400cm-1).红外吸收光谱图(1)峰位化学键的力常数k 越大,原子折合质量??越小,键的振动频率?越大,吸收峰将出现在高波数区;反之,出现在低波数区。红外光谱图主要参量(2)峰强瞬间偶极矩变化大,吸收峰强;键两端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越强;(3)峰形键两端原子电负性相差大的伸缩振动峰形较宽,如O-H,N-H 等氢键的伸缩振动峰宽,C=O伸缩振动具有中等宽度,而C-C振动峰型较窄。峰位,,且强度同一类基团在不同化合物中的振动频率相近,且强度较大,称较大,称特征振动频率,特征振动频率,对应对应的吸收峰称基团的特征吸收的吸收峰称基团的特征吸收峰,范围在峰,范围在4000-1300cm-14000-1300cm-1区域区域。好的特征基团应具有以。好的特征基团应具有以下特点:较窄的吸收区域,可解释的位移,吸收强度高下特点:较窄的吸收区域,可解释的位移,吸收强度高, , 与其它频率分得开,特征的吸收形状。与其它频率分得开,特征的吸收形状。指纹频率由整个分子或分子的一部分振动产生的,指纹频率由整个分子或分子的一部分振动产生的,对对分子结构的微小变化具有较大的灵敏性,分子结构的微小变化具有较大的灵敏性,对于分子是特征对于分子是特征的,因此可用于整个分子的表征。指纹频率通常出现在的,因此可用于整个分子的表征。指纹频率通常出现在1300 cm1300 cm-1-1以下的低频区。以下的低频区。指纹频率基团特征频率红外光谱的四个峰区第四区域第四区域第三区域第三区域第二区域第二区域第一区域第一区域…… C=C=C C=C=C……CC??NNC-N C-N C=O C=O -C-C--C-C---CC??C C =C25002500??2000 2000 cmcm-1 -1 叁键区叁键区13001300??6600 00 cmcm-1 -1 单键区单键区20002000??131300 00 cmcm-1 -1 双键区双键区 N-H N-H-C-H -C-H ==C-HC-H??C-HC-H O-H O-H 40004000??2500 2500 cmcm-1 -1 X-H X-H 键区键区官能团区官能团区指纹区指纹区聚苯乙烯红外吸收光谱