红外光谱分析.ppt

红外光谱分析
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问题
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,为什么…
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概 述
红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。
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“不耻最后。”即使慢，驰而不息，纵令落后，纵令失败，但一定可以达到他所向往的目标。
--鲁迅
红外光区分三个区段：
近红外区：~ μm，13333~4000/cm, 泛音区（研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。用于研究单键的倍频、组频吸收）
红外区：~25 μ m，4000~400/cm, 基频振动区（各种基团基频振动吸收）
远红外区：25 μ m以上， 转动区（价键转动、晶格转动）
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红外光谱特点
1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低；
2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；
3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；
4）定量分析；
5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品；
6）分析速度快。
7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。
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基本原理
产生红外吸收的条件
条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。
根据量子力学原理，分子振动能量Ev 是量子化的，即
EV=（V+1/2）h
为分子振动频率，V为振动量子数，其值取 0，1，2，…
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分子中不同振动能级差为
EV= Vh
也就是说，只有当EV=Ea或者a=V时，才可能发生振转跃迁。例如当分子从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1），此时V=1，即：
a= 
在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态（ =0）跃迁至第二激发态（ =2）、第三激发态（ =3），所产生的吸收峰称为倍频峰。除了倍频峰，还合频峰、差频峰。
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合频峰：分子吸收光子后，同时发生频率为1，2的跃迁，此时产生的跃迁为 1+2的谱峰。
差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰 1-2。
倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。泛频峰属于禁阻峰，一般很弱。
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