红外吸收光谱法.ppt

红外吸收光谱法
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对中红外光谱，相应波数范围为4000－400cm－1。
由于红外波区波长较长，所以人们描述红外光谱时，
通常使用波数：
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3、应用广泛：红外光谱不仅用于物质化学组成分析，
还可用于分子结构的基础研究，如研究测定分子
键长、键角，以此推断分子的立体构型，由力常
数知道化学键的强弱，由简并频率来计算热力学
函数等；
红外光谱法的特点：
4、本方法试样用量少，分析速度快，不破坏样品，
且气、液、固样品均可测定。
1、红外吸收光谱与紫外吸收光谱形状不同，它吸收
峰多，吸收强度低，图形复杂；
2、有机物的红外吸收光谱是特征的，没有两种化合
物具有相同的吸收曲线（除光学异构体外），所
以红外光谱最广泛用于有机化合物的鉴定；
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§14－1 红外吸收光谱基本原理
吸收带在光谱图中的位置可用波长（μm）或波数（cm－1）表示（横坐标）。光谱图的纵坐标，即吸收强度，可用百分透光度或吸光度表示。
红外吸收光谱图
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吸收峰出现的频率位置：由分子的振动能级差决定；
吸收峰的强度：取决于振动过程中偶极矩的变化以及
能级的跃迁几率。
吸收峰的个数：由分子振动自由度的数目决定；
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一、 红外吸收光谱产生的条件
分子必须同时满足以下两个条件时，才能产生红外
吸收。
1、 能量必须匹配
即只有当照射分子的红外辐射频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。
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2、分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化
一个分子有多种振动方式，只有使分子偶极矩发生变化的振动方式，才会吸收特定频率的红外辐射, 这种振动方式具有红外活性；
分子是否显示红外活性，与分子是否有永久偶
极矩无关。只有同核双原子分子（H2、N2等）
才显示非红外活性。
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二、 分子振动的形式
1、双原子分子的振动及其振动频率
双原子分子的振动
只有一种形式：
即伸缩振动
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=m1m2/(m1+m2)
若视作简谐振动，则应遵循Hooke定律，其振动频率可用下式表示：
k为键力常数，单位 N/cm
为2个小球（原子）折合质量（g）：
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某些化学键的力常数
化 学 键 C－C C＝C C≡C C－H O－H N－H C＝O
键 长(Å)
k(N·cm-1)
或用波数表示：
M以相对原子质量来折合的质量
可见：影响基本振动频率的直接因素是：
键力常数k和相对原子质量M
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