材料检测-红外与拉曼光谱.ppt

红外与拉曼光谱
红外光谱提纲
·红外吸收的基本概念
·影响吸收光谱的因素
红外谱仪
样品制备
·应用举例
红外光谱的基本特征
红外光谱属于分子振动转动光谱,主要与
分子的结构有关
能产生偶极距变化的分子振动和转动均可
以产生红外吸收:除单原子分子以及同核
分子以外的有机分子均可以具有特征吸收。
红外光谱的吸收频率,吸收峰的数目以及
强度均与分子结构有关,因此可以用來鉴
定未知物质的分子结构和化学基团
·此外,还与晶体的振动和转动有关
红外光谱的划分
红外区域
v/cm-1
能级跃迁类型
近红外区
13158-4000
OH、M及CH键
的倍频吸收
中红外区
4000-400
分子振动
远红外区
25-1000
400-10
分子转动
红外吸收原理
红外吸收的产生
分子内部具有振动和转动能级,当物质
被一束红外光线辐照时,只要红外光的能量
与能级跃迁的能级合适,在分子内部就可以
生振动或转动跃迁,产生红外吸收。因此
其吸收的能量是量子化的,由跃迁的两个能
级决定。
振动能量E=(n+1/2)hv
红外吸收的能量
电子谱
振动谱
VVV
V/Vis
IR
双原子分子的振动
2丌c
C-光速;k-力常数;μ-折合质量( m, and m2)
m1*m2/(m1+m2)
举例:C= o stretching
k- 1x10 dynes/cm, u= X10-23
理论值:υ=1600cm
实验值:υ=1500-1900cm1l
化学键的力常数越大。折合质量越小,则化学键的振动频率
越髙,吸收峰将在髙波薮区出现。
多原子分子的振动
简单的双原子分子只有一种键,那就是伸
缩。更复杂的分子可能会有许多键,并且
振动可能会共轭出现,导致某种特征频率
的红外吸收可以和化学组联系起来,
°可以分解为很多简单的简正运动來描述。
水分子的红外吸收示意图
v,=3756c1
3=1595cm
对称伸缩振动
非对称仲缩振动
弯曲振动