仪器分析化学第十八章红外光谱分析全套课件(新)

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红外光谱(最全最详细明了)课件

THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中，涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪。
避免样品中的水分和二氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热稳定。
调整仪器至最佳状态，如光路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识，以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和湿度的稳定，避免仪器受到

红外光谱分析全解课堂PPT

红外分光光度计测量分辨率主要决定于狭缝的宽度，光谱狭缝宽度愈小，仪器的分辨率愈好。所以为提高仪器的分辨率，应尽可能使狭缝的宽度小。
29
图4-16是聚苯乙烯膜C—H伸缩振动吸收区分辨率与狭缝宽度的关系。由于狭缝宽不仅分辨率降低，而且谱带形状和强度也发生变化。
30
2．测量准确度指仪器记录的样品真实透过度的准确程度。影响测
由于检测器产生的信号很微小，因此，必须将信号放大，才能记录成红外光谱。
28
三、红外分光光度计的操作性能及影响因素
1．分辨率分辨率是仪器的重要性能之一，它表示仪器分开
相邻光谱波数（或波长）的能力。普通红外分光光度计的分辨率至少应为2cm-1或1cm-1，更精密的仪器，如付里叶变换光谱仪的分辨率可达到0.1cm-1，甚至更小。
振动光谱分类
定义：所谓振动光谱是指物质由于吸收了能量而引
起其分子或原子内部基团振动的能量改变所产生的光谱。分类：
主要包括红外吸收光谱和激光拉曼光谱。如果用的光源是红外光谱范围，即0.781000µm，就是红外吸收光谱。如果用的是强单色光，例如激光，产生的是激光拉曼光谱。
1
第一节红外光谱的基本原理
9
（5）谱带的划分：
10
11
高岭石{Al4[Si4O10](OH)8 }红外吸收光谱
透过率/%
80 70 60 50 40 30 20 10
0 -10
4000
3500
3000
2500
2000
波数/cm-1
1500
1000
80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 500
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三、红外光谱产生的原理
光源单色器检测器电子放大器记录系统

红外光谱图文课件PPT

红外光谱可以监测化学反应过程中分子结构的动态变化，有助于理解反应机理。
04
红外光谱实验技术
Байду номын сангаас
样品制备技术
01
02
03
固体样品制备
将样品研磨成粉末，然后与KBr混合压制成透明片或与Ge晶片接触测量。
液体样品制备
将液体样品涂在CaF2或 NaCl晶片上，或使用液膜法测量。
气体样品制备
将气体样品通过吸收池，利用适当的吸收剂吸收后进行测量。
红外光谱的表示方法
谱图
红外光谱图是以波长为横坐标，以透射比或吸光度为纵坐标绘制的图谱。
峰的位置与强度
特征峰与峰带
特征峰是指特定官能团对应的吸收峰，峰带则是由多个特征峰组成的区域，可以反映分子中存在的官能团及其结构特征。
峰的位置表示特定波长的红外光被吸收，峰的强度则反映该波长下分子振动的程度。
红外光谱图文课件
目录
• 红外光谱基本概念 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本概念
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动会产生能量变化，当这些变化与红外光相匹配时，光被吸收，形成红外光谱。
分子振动类型
分子振动主要有伸缩振动和弯曲振动两种类型，伸缩振动是指原子沿键轴方向的往复运动，弯曲振动则是指分子构型的变化。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
03
安全防范措施
了解并遵守实验室安全规定，避免直接接触有毒有害物质；在操作过程
中注意防止气体泄漏和火灾事故的发生；实验结束后，应按照实验室规
定正确处理废弃物。

红外光谱分析课件

除此之外，还有合频峰（1+2，21+2，），差频峰（ 1-2，21-2，）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。
7
2.2.2 分子振动方程式 (1) 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
分子的振动能级（量子化）：
E振=（V+1/2）h V ：化学键的振动频率；：振动量子数。
24
影响基团频率位移的具体因素
❖ 电子效应 ❖ 空间效应 ❖ 氢键
25
1）电子效应
a．诱导效应：通过静电诱导作用使分子中电子云分布发生变
化引起K的改变，从而影响振动频率。
R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COCl C=0 1800cm-1 ;
R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COF C=0 1920cm-1 ;
4
2.2 红外光谱的基本原理
2.2.1 红外光谱产生的条件
满足两个条件： (1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。
1） E红外光=ΔE分子振动或υ红外光=υ分子振动
2）红外光与分子之间有偶合作用：分子振动时其偶极矩(μ) 必须发生变化，即Δμ≠0。
8
(2) 分子振动方程式
任意两个相邻的能级间的能量差为：
E h h k 2
1 1 k 1307 k
2c
K化学键的力常数，与键能和键长有关，（为m双1+原m2子）的折合质量 =m1m2/
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。
35
还有一种氢键是发生在OH或NH与C=O之间的，如羧酸以此方式形成二聚体：

仪器分析科目学习PPT-红外光谱法

红外光谱分析法哈工大市政环境工程学院陈忠林•红外光谱：Infrared Spectrometry, IR, 又称分子振动转动光谱，是一种分子光谱。

振动转动光谱是种分子光谱发展历程•发展历程：•19世纪人们通过实验证实了红外光的存在；•20世纪初人们进一步系统地了解了不同官能团具有不同红外吸收频率这事实；频率这一事实；•1950年后出现了自动记录式红外分光光度计，使红外光谱法研究得以开展，揭开了有机物结构鉴定的新篇章；•20世纪50年代末期已积累了丰富的红外光谱数据；年代末期已积累了丰富的红外光谱数据•至20世纪70年代中期，红外光谱法一直是有机化合物结构鉴定的最重要方法；•近30年来，傅立叶变换红外光谱仪的问世以及一些新技术（如反射光谱、光声光谱、色谱红外联用等）的出现，使红外光谱得到更加广泛的应用。

•红外光谱法的优点•气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定。

•每种化合物均有红外吸收，由有机化合物的红外光谱可得到丰富的结构信息。

的结构信息•常规红外光谱仪价格相对低廉（与核磁共振仪、质谱仪相比），易于购置。

•样品用量少。

（毫克级、甚至微克级）•针对特殊样品的测试要求，已发展了多种测量技术，如光声光谱、反射光谱、漫反射、红外显微镜等。

•红外光谱区域及其应用•红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。

通过谱的应中有机合物的结构鉴过与标准谱图比较,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、氢键结合以及配合物的形成等结构信息可以推测结构。

息可以推测结构•红外光谱区域及其应用•波数在4000~400的cm -1红外光不足以使样品分子产生电子能级的跃迁而只是振动能级与转子产生电子能级的跃迁，而只是振动能级与转动能级的跃迁。

•分子在振动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的键才有红外活性（红外吸收）。

分子振动伴随偶极矩改变时分子内电贺分布•分子振动伴随偶极矩改变时，分子内电贺分布变化会产生交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收磁波频率相等时才会产生红外吸收。

红外光谱法(仪器分析课件)

项目三红外光谱法
z
目录
Contents
1 红外光谱法基本原理 2 红外光谱仪 3 红外光谱实验技术 4 红外光谱仪虚拟仿真训练 5 红外光谱法在结构分析中的应用
红外光谱法
能力目标
• 能够熟练的操作傅立叶红外光谱仪； • 能够根据样品的状态、性质选择合适
的样品处理方法； • 能够根据谱图确定常见有机化合物的
—NH2，—NH（游离） —NH2，—NH（缔合）
—SH
C—H伸缩振动
一
不饱和C—H
≡C—H（叁键） ═C—H（双键）苯环中C—H
区
饱和C—H
域
—CH3 —CH3
—CH2
—CH2
吸收频率（cm-1）
3650—3580 3400—3200 3500—3300 3400—3100 2600—2500
近红外、中红外、远红外区域。
概述
红外谱图的表示法
样品的红外吸收曲线称为红外吸收光谱，多用百分透射比与波数或百分透
射比与波长曲线来描述。
纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ （μm）和波数1/λ，单位：cm-1
有机化合物的结构解析；定性（基团的特征吸收频率）；定量（特征峰的强度）
红外光谱法原理红外吸收光谱产生的条件
C=O、C=C、C=N、NO2、苯环等的伸缩振动
1500~400cm-1
C－C、C－O、C－N、C－X等的伸缩振动及含氢基团的弯曲振动
• 基团特征频率区的特点和用途
• 吸收峰数目较少，但特征性强。不同化合物中的同种基团振动吸收总是出现在一个比较窄的波数范围内。
• 主要用于确定官能团。
• 指纹区的特点和用途
振动形式
伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩

红外光谱分析法ppt课件

（2）吸光度的测定 1）一点法该法不考虑背景吸收，直接从谱图中分析波数处读取谱图纵坐标的透过率，再由公式lg1/T=A计算吸光度。实际上这种背景可以忽略的情况较少，因此多用基线法。 2）基线法通过谱带两翼透过率最大点作光谱吸收的切线，作为该谱线的基线，则分析波数处的垂线与基线的交点，与最高吸收峰顶点的距离为峰高，其吸光度A=lg（I0/I）。
目前主要有两类红外光谱仪：色散型红外光谱仪和Fourier（傅立叶）变换红外光谱仪。 1、色散型红外光谱仪：色散型红外光谱仪的组成部件与紫外-可见分光光度计相似，但对没一个部件的结构、所用的材料及性能与紫外- -可见分光光度计不同。它们的排列顺序也略有不同，红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间；而紫外- -可见分光光度计是放在单色器之后。
3、测定未知物的结构红外光谱法定性分析的一个重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标准谱图进行查对：（1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸收带相同的标准谱图； 2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由化学分类索引查找标准谱图对照核实。在对光谱图进行解析之前，应收集样品的有关资料和数据。了解试样的来源、以估计其可能是哪类化合物；测定试样的物理常数，如熔点、沸点、溶解度、折光率等，作为定性分析的旁证
色散型红外光谱仪原理示意图：
2、Fou rier变换红外光谱仪（FTIR）
Fourier变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源（硅碳棒、高压汞灯）、Michelson干涉仪、检测器、计算机和记录仪组成。核心部分为Michelson 干涉仪，它将光源来的信号以干涉图的形式送往计算机进行Fourier变换的数学处理，最后将干涉图还原成光谱图。它与色散型红外光度计的主要区别在于干涉仪和电子计算机两部分。

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1
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
Hale Waihona Puke 16:56:52三、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
1．两类基本振动形式
伸缩振动亚甲基：
(动画)
变形振动亚甲基
16:56:52
甲基的振动形式
伸缩振动甲基：对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1 变形振动甲基对称δ s(CH3)1380㎝-1
16:56:52
二、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。偶极子在交变电场中的作用示意图
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节
第四节第五节
红外光谱仪器
红外谱图解析激光拉曼光谱
结束
infrared absorption spectrophotometer analysis of Infrared spectrograph laser Raman spectrometry
16:56:52
(动画)
分子振动方程式
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
分子的振动能级（量子化）： E振=（V+1/2）h
V ：化学键的振动频率；
：振动量子数。
16:56:52
任意两个相邻的能级间的能量差为：
h E h 2 1 2c 1 k
16:56:52
第十八章红外吸收光谱分析法
infrared absorption spectroscopy，IR
第二节红外光谱与分子结构
infrared spectroscopy and molecular structure
一、红外光谱的基团频率 group frequency in IR 二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaks 三、影响峰位移的因素 factors influenced peak shift 四、不饱和度 degree of unsaturation
16:56:52
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
不对称δ
as(CH3)1460㎝
-1
２．峰位、峰数与峰强
（1）峰位化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。例１水分子（非对称分子）
(动画)
（2）峰数峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变
第十八章红外吸收光谱分析法
16:56:52
一、概述
introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构近红外区中红外区远红外区
16:56:52
16:56:52
红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ （ m ）和波数1/λ 单位：cm-1 可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；
问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？
吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化吸收峰强度偶极矩的平方偶极矩变化——结构对称性；对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大
符号：s(强)；m(中)；w(弱)
红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级；
16:56:52
内容选择：
第一节第二节红外基本原理红外光谱与分子结构
k

1307 k

K化学键的力常数，与键能和键长有关，
为双原子的折合质量 =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。
16:56:52
表某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
键类型力常数峰位
—CC — > —C =C — > —C — C — 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 4.5m 6.0 m 7.0 m
化时，无红外吸收。
16:56:52
峰位、峰数与峰强
（3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；例2 CO2分子（有一种振动无红外活性）
(动画)
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；
（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰；
一、概述 introduction 二、红外吸收光谱产生的条件 of Infrared infrared absorption spec- condition absorption spectroscopy troscopy，IR 三、分子中基团的基本振动形式第一节 basic vibration of the group 红外光谱分析基本原理 in molecular 四、红外吸收峰强度 principle of IR intensity of infrared absorption bend
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。
16:56:52
例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为
9.6, 计算波数值。
1 k k 9.6 v 1307 1307 1650cm 1 2c 12 / 2
16:56:52
C2H4O
O
1730cm-1
1165cm-1
H H H
C
H
C
2720cm-1
（CH3）1460 cm-1，1375 cm-1。（CH3）2930 cm-1，2850cm-1。
16:56:52
四、红外吸收峰强度
intensity of Infrared absorption bend