红外光谱IR和拉曼光谱Raman教育课件.ppt

在十九世纪初就发现了红外线,到1892年有人利用岩盐棱镜和测热幅射计(电阻温度计)测定了20多种有机化合物的红外光谱。1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的红外光谱,红外光谱与分子结构间的特定联系才被确认。到1930年前后,随着量子理论的提出和发展,红外光谱的研究得到了全面深入的开展,并且依据测得的大量物质的红外光谱。1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外分光光度计。到了六十年代,用光栅代替棱镜作分光器的第二代红外光谱仪投入了使用。这种计算机化的光栅为分光部件的第二代红外分光光度计仍在应用。七十年代后期,干涉型傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)投入了使用,这就是第三代红外分光光度计。近来,已采用可调激光器作为光源来代替单色器,研制成功了激光红外分光光度计,即第四代红外分光光度计,它具有更高的分辨率和更广的应用范围,但目前还未普及。(1)红外光谱是依据样品吸收谱带的位置、强度、形状、个数,推测分子中某种官能团的存在与否,推测官能团的邻近基团,确定化合物结构。(2)红外光谱不破坏样品,并且对任何样品的存在状态都适用,如气体、液体、可研细的固体或薄膜似的固体都可以分析。测定方便,制样简单。(3)红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多,可以对不同结构的化合物给出特征性的谱图,从“指纹区”就可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫“分子指纹光谱”。(5)所需样品用量少,且可以回收。红外光谱分析一次用样量约1~5mg,有时甚至可以只用几十微克。(4)分析时间短。一般红外光谱做一个样可在10~30分钟内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱仪在一秒钟以内就可完成扫描。为快速分析的动力学研究提供了十分有用的工具。%。百分透过率的定义是幅射光透过样品物质的百分率,即T%=I/I0×100%,I是透过强度,Io为入射强度。横坐标:上方的横坐标是波长λ,单位μm;下方的横坐标是波数(用表示,波数大,频率也大),单位是cm-1。,对应的波数值为:=104/(cm-1)=4000cm-1(cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)波数即波长的倒数,表示单位(cm)长度光中所含光波的数目。波长或波数可以按下式互换:一般扫描范围在4000~400cm-1。~25μm,叫中红外区。波长0·75~2·5μm叫近红外区。波长在25~100μm叫远红外区。。υ=若用波数取代振动频率,则有下式:用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系:=K为键力常数,(lA0)后的回复力,单位是dyn/cm。μ’为折合质量。μ’=m1m2/(m1+m2)(m为原子质量)原子质量用相对原子量代替:m1=M1/N,m2=M2/N。M1、M2为原子量,N为阿佛加德罗常数。将π、c和N的数值代入(2)式,并指定将键力常数(见p61表3-1)中的105代入。≈1307≈1307(cm-1)=Cm-1(2)μ为折合原子量μ=表3-1化学键的力常数键分子K(×105dyn/cm)键分子K(×105dyn/cm)H-=-≡----=--≡C15-17H----=O12-13H---≡N16-18