概述及红外基本原理.ppt

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一、概述
introduction
二、红外吸收光谱产生的条件
conditionofInfraredabsorptionspectroscopy
三、分子中基团的基本振动形式
basicvibrationofthegroupinmolecular
四、红外吸收峰强度
intensityofinfraredabsorptionbend
第一节概述
infraredabsorptionspec-troscopy,IR
introduction
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分子中基团的振动和转动能级跃迁产生:振-转光谱
introduction
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
近红外区
m
中红外区
-25m
远红外区
25-1000m
第一节概述
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能级跃迁
电子能级间跃迁的同时,总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
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纵坐标为透过率%,横坐标为波长λ(m)或波数1/λ(单位:cm-1)。可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述。
定性:基团的特征吸收频率;进行有机化合物的结构解析。
定量:特征峰的强度;
红外光谱图
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第二节红外吸收光谱产生的条件conditionofInfraredabsorptionspectroscopy
(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;
(2)分子振动时有瞬间偶极矩变化。
红外活性infraredactive
有偶极矩变化,有红外活性。如H2O,HCl,CO2
(动画)
非红外活性infraredinactive
没有偶极矩变化,辐射不能引起共振,无红外活性。如:N2、O2、Cl2等。
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例2 CO2分子(有一种振动无红外活性)
(动画)
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分子的振动能级(量子化)
双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
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任意两个相邻的能级间的能量差为:
K化学键的力常数(forceconstant),与键能和键长有关,
为双原子的折合质量(reducedmass)=m1m2/(m1+m2)
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数,即取决于分子的结构特征。
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表某些键的伸缩力常数(毫达因/埃)
键类型—CC—>—C=C—>—C—C—
力常数15
m
化学键键强越强(即键的力常数K越大)原子折合质量越小,化学键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。
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例题:由表中查知C=C键的K=,,计算波数值。
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-1
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