红外光谱分析红外吸收光谱法.ppt

红外吸收光谱法
◆红外光谱原理
◆红外分光光度计及样品样品制备
◆红外光谱分析在制浆造纸中的应用
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第一节 红外光谱原理

：
近红外区：~ m，13333~4000/cm, 泛音区（用于研究单键的倍频、组频吸收），可用于蛋白质、水分、淀粉、油、类脂、农产品中的纤维素等的定量分析，还可用于气体混合物的定量分析。
中红外区，：~25 m，4000~400/cm, 基频振动区（各种基团基频振动吸收），可用于气体、固体、液体纯净物或化合物的定性、定量分析。
远红外区：25 m以上， 转动区（价键转动、晶格转动），课用于纯无机或金属有机化合物的定性分析。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以通常所指的红外光谱法是在中红外光谱区进行的光谱分析法。
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a..偶极矩：当化学键两端的电子电负性不同时，电中性的分子便产生负电中心的分离，成为极性分子，极性大小用偶极矩μ衡量，μ＝r×q，即正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积。
：常温下分子处于最低振动能级，此时叫基态，V=0。
从基态V0跃迁到第一激发态V=1，V0V1产生的吸收带较强，叫基频或基峰。
：从基态跃迁到第二激发态甚至第三激发态，V0V2或V0V3的跃迁产生的吸收带依次减弱，叫倍频吸收，用21等表示。
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：
红外光谱是由于分子振动能级（同时伴随转动能级）跃迁而产生的，物质吸收红外辐射应满足两个条件：
（1）辐射光具有的能量与发生振动跃迁时所需的能量相等；
（2）辐射与物质之间有偶合作用，即有偶极矩的变化。
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IR光谱表示法：
横坐标为吸收波（m），或吸收频率（波数/cm）
纵坐标常用百分透过率T%表示
从谱图可得信息：
1 吸收峰的位置
2 吸收峰的强度
3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)
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（1）红外光谱不破坏样品。
（2）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。
（3）分析时间短。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。
（4）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。
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图1 谐振子振动示意图
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：
υ=

（1）
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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，并指定将键力常数中的105代入。
≈1307
≈1307
(cm-1)
=
=
Cm-1 (2)
μ为折合原子量
μ=
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由此式可见，影响基本振动频率的直接因素是相对原子质量和化学键的力常数。

对于多原子分子中的每个化学键也可以看成一个谐振子。 以亚***的分子振动为例，将振动分为伸缩振动和变形振动。
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