红外光谱
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材料分析测试技术一、名词解析:1.红外光谱(Infrared Spectroscopy, IR)是利用试样吸收红外光的特征对物质进行结构鉴定的表征技术。
2.拉曼光谱(Raman Spectroscopy)就是利用光经过试样产生的拉曼散射特征对物质进行结构鉴定的表征技术。
3.Raman位移就是Stokes或Anti-Stokes线频率与入射光频率的差值。
4.核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)是记录处于外磁场中磁核能级之间跃迁的一种技术。
5.化学位移:由于质子所处的化学环境不同,其周围的微磁场自然不同,因此,核磁共振发生时外加的磁场强度并不相同,而是相对有一定的位移,这种吸收峰位置的差距被称为化学位移。
6.凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography, GPC)是一种色谱技术,它用高度多孔性的、非离子型的凝胶小球将溶液中多分散的聚合物逐级分开,配合分子量检测器使用即可得到分子量分布,是目前测定分子量分布最广泛应用的方法。
7.X射线衍射如果试样具有周期性结构(结晶),则X射线被相干散射(相对于入射光,散射光没有波长和相关系的改变),该现象被称为X射线衍射8.漫射X射线衍射如果试样具有不同电子密度的非周期性结构,则X射线被不相干散射(相对于入射光,散射光有波长和相关系的改变),该现象被称为漫射X 射线衍射(简称散射)。
9.热分析(Thermal Analysis, TA)是指在程序控温下测量物质的物化性质与温度关系的一类技术10.热重分析(Thermalgravimetry or Thermalgravimetric analysis, TG or TGA)是在程序控温下测量试样质量对温度的变化。
11.热机械分析(Thermomechanical analysis, TMA)是在程序控温和加载静态载荷(压或拉)下测量样品尺寸对温度的变化。
红外光谱汇总————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:第2章红外光谱通常红外光谱(infrared spectroscopy, IR)是指波长2~25 μm的吸收光谱(即中红外区),这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动,虽然分子的转动所涉及的能量变化较小,处在远红外区域,但转动运动影响振动的偶极矩变化,因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现,因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
2. 红外光波通常分为三个区域:中红外区、近红外区和远红外区。
波谱区近红外光中红外光远红外光波长/m 0.75~2.5 2.5~50 50~1000 波数/cm-113333~4000 4000~200 200~10 跃迁类型分子振动分子转动近红外区:O-H、N-H和C-H键的倍频吸收或组频吸收,吸收强度一般比较弱;中红外区:绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在,主要是振动能级的跃迁;远红外区:分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数(ν̅)单位是cm-1。
波长和波数的关系是:ν̅(cm−1)=104λ(μm)4. 胡克定律:ν̅=12πc√Kμ其中:μ——折合质量,μ=m1m2m1+m2,单位为kg;K——化学键力常数,与化学键的键能呈正比,单位为N·m-1;ν̅——波数;c——真空中的光速。
什么是红外光谱
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。
红外光谱与紫外光谱、质谱、核磁共振并称物质结构分析“四大谱”,是仪器分析中重要的分析手段之一。
通过与标准谱图比较,可以确定化合物的结构;对于未知样品,通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。
以上信息仅供参考,建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
红外光谱鉴定
红外光谱鉴定是一种利用红外光谱技术对物质分子进行的分析和鉴定方法。
当一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上时,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。
其原理是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,是振-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,透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。
这种方法通常用于鉴定未知化合物的类别,也可以用于确定未知物的化学结构式或立体结构。
主要依据红外吸收光谱的特征频率来鉴别含有哪些官能团,以确定未知化合物的类别;也可利用红外光谱提供的信息,结合未知物的各种性质和其它结构分析手段(如紫外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱)提供的信息,来确定未知物的化学结构式或立体结构。
这种方法具有分析速度快、用量少、不破坏样品、与色谱联用定性功能强大等优点。
几乎所有有机物均有红外吸收,特征性强,可定性分析,红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构;也可用于定量分析。