实验三 FTIR测定分子结构(定性分析)实验指导书

一、实验目的1. 通过红外光谱法对布洛芬进行鉴定，确定其分子结构。

2. 了解红外光谱在药物鉴定中的应用。

二、实验原理红外光谱法是一种常用的有机化合物结构分析方法。

它通过测量分子振动和转动能级跃迁所吸收的红外光波，从而获得分子的结构信息。

布洛芬作为一种非甾体抗炎药，具有典型的芳环和羧基结构，其红外光谱具有明显的特征吸收峰。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：红外光谱仪、样品台、干燥器、电子天平。

2. 试剂：布洛芬样品、KBr（光谱纯）、乙醇（分析纯）。

四、实验步骤1. 样品制备：称取一定量的布洛芬样品，置于干燥器中干燥至恒重。

然后，将干燥后的布洛芬样品与KBr按1:100（质量比）混合均匀，压片。

2. 红外光谱扫描：将制备好的样品片放入红外光谱仪中，设定扫描范围为4000～400cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数16次。

3. 数据处理：将扫描得到的红外光谱图与标准布洛芬红外光谱图进行对比分析。

五、实验结果与讨论1. 红外光谱图对比分析通过对比分析实验所得的红外光谱图与标准布洛芬红外光谱图，发现以下特征吸收峰：（1）3444cm-1：N-H伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有酰胺基团。

（2）3021cm-1：C-H伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有芳香环。

（3）2923cm-1：C-H伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有甲基。

（4）1730cm-1：C=O伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有羧基。

（5）1640cm-1：C=C伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有芳环。

（6）1475cm-1：C-H弯曲振动峰，表明布洛芬分子中含有甲基。

（7）1390cm-1：C-N伸缩振动峰，表明布洛芬分子中含有酰胺基团。

2. 结果讨论通过红外光谱分析，实验所得的红外光谱图与标准布洛芬红外光谱图具有较好的相似性，表明实验所得样品为布洛芬。

红外光谱法在药物鉴定中具有快速、简便、准确等优点，是一种实用的药物鉴定方法。

六、实验结论本次实验采用红外光谱法对布洛芬进行了鉴定，实验结果表明，所测样品为布洛芬。

FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件(一)FTIR红外光谱原理及图谱解析完整版本课件简介FTIR红外光谱是一种常用的物质分析方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。

本文介绍FTIR红外光谱的原理和图谱解析方法。

一、红外光谱原理FTIR红外光谱的原理是基于物质分子振动的吸收和散射行为。

当分子中的化学键振动时，将会吸收红外光谱区域的能量，产生特定的吸收峰。

FTIR光谱分析仪通过红外光源和可变波长的光学器件将可见光波长转化为红外波长，使其能够与物质的振动共振。

经过物质样品后，经过红外光谱检测器，将该区域的光强度转换为物质光谱图。

二、FTIR光谱图谱解析方法1.波数和吸收峰FTIR光谱图中，横坐标为波数，纵坐标为吸收率或透过率。

不同物质的振动特性存在差异，因此所产生的吸收峰位置也不同。

FTIR光谱图分析可以通过峰的波数来推断物质中的官能团，并可定性或定量分析样品中成分的存在。

2.峰形及其宽度FTIR光谱图中峰形和宽度提供了有关振动模式和分子结构的信息。

当样品存在着两种或更多种不同类型的化学键时，产生的峰可能是峰形尖锐的或不对称的，而单一类型的化学键则产生峰形较为平缓的吸收峰。

3.吸收强度FTIR光谱中吸收强度是定量分析制备样品中成分存在的重要指标，吸收峰强度和峰的面积可用于计算样品中成分的含量。

吸收因素可能包括洗涤和处理的语句、溶剂效应、仪器信噪比等因素。

4.干扰峰物质在FTIR光谱测试过程中，可能会产生应力、化学作用、示谐频和空气湿度等干扰峰。

为了避免这些因素影响光谱数据，应采取适当的标准条件、仪器校准等措施来进行分析，避免由于干扰而得到错误的结果。

结语FTIR红外光谱分析是一种重要的化学分析技术。

理解FTIR红外光谱的原理和图谱解析方法，能够帮助我们准确、敏捷地进行样品分析。

傅立叶变换红外光谱仪样品测试实验1、实验类型：验证性实验2、实验目的和意义红外及拉曼光谱都是分子振动光谱。

通过谱图解析可以获取分子结构的信息。

任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定，这是其它仪器分析方法难以做到的。

由于每种化合物均有红外吸收，尤其是有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息，因此红外光谱法是有机化合物结构解析的重要手段之一。

傅立叶变换红外光谱仪是20世纪70年代发展起来的新一代红外光谱仪，它具有以下特点：一是扫描速度快，可以在1s内测得多张红外谱图；二是光通量大，可以检测透射较低的样品，可以检测气体、固体、液体、薄膜和金属镀层等不样品；三是分辨率高，便于观察气态分子的精细结构；四是测定光谱范围宽，只要改变光源、分束器和检测器的配置，就可以得到整个红外区的光谱。

广泛应用于有机化学、高分子化学、无机化学、化工、催化、石油、材料、生物、医药、环境等领域。

通过学习红外光谱仪的构成和使用方法，及其在定性、定量分析中的应用，培养学生严谨的科学态度、细致的工作作风、实事求是的数据报告和良好的实验习惯（准备充分、操作规范，记录简明，台面整洁、实验有序，良好的环保和公德意识）。

培养培养学生的动手能力、理论联系实际的能力、统筹思维能力、创新能力、独立分析解决实际问题的能力、查阅手册资料并运用其数据资料的能力以及归纳总结的能力等。

3、实验原理红外吸收光谱分析方法主要是依据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息进行测定。

(1)双原子分子的红外吸收频率分子振动可以近似地看作是分子中原子心平衡点为中心，以很小的振幅做周期性的振动。

这种振动的模型可以用经典的方法来模拟。

如图1所示，m1和m2分别代表两个小球的质量，即两个原子的质量，弹簧的长度就是化学键的长度。

这个体系的振动频率取决于弹簧的强度，即化学键的强度和小球的质量。

其振动是在连接两个小球的键轴方向发生的。

图1 双原子分子的振动模型用经典力学的方法可以得到如下的计算公式：μπνk 21=或 μπνk c 21= 可简化为： μνk 1304≈ 式中，ν是频率，Hz ；ν是波数，cm -1；k 是化学键的力常数，g/s 2；c 是光速(3×1010cm/s)；μ是原子的折合质量(μ=m1m2/(m1+m2)。

实验报告红外光谱实验实验报告：红外光谱实验一、实验目的本次红外光谱实验的主要目的是学习和掌握红外光谱的基本原理、仪器操作方法，以及通过对样品的红外光谱分析，确定样品的化学结构和官能团信息。

二、实验原理红外光谱是基于分子振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。

当红外光照射到分子时，分子中的化学键会吸收特定频率的红外光，从而引起分子振动和转动能级的跃迁。

不同的化学键具有不同的振动频率，因此通过测量样品对不同频率红外光的吸收情况，可以得到样品的红外光谱图。

根据量子力学理论，分子的振动可以近似地看作是简谐振动。

对于双原子分子，其振动频率可以用以下公式计算：＼＼nu ＝＼frac{1}｛2\pi}＼sqrt{＼frac{k}｛＼mu}｝＼其中，＼（＼nu\）为振动频率，＼（k\）为化学键的力常数，＼（＼mu\）为折合质量。

对于多原子分子，其振动形式更加复杂，但可以将其分解为不同的振动模式，如伸缩振动和弯曲振动等。

红外光谱图通常以波数（＼（cm^｛－1}＼））为横坐标，表示红外光的频率；以吸光度（或透光率）为纵坐标，表示样品对红外光的吸收程度。

三、实验仪器与试剂1、仪器傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）压片机玛瑙研钵干燥器2、试剂溴化钾（KBr，光谱纯）待测样品（如苯甲酸、乙醇等）四、实验步骤1、样品制备固体样品：采用 KBr 压片法。

称取约 1-2mg 待测样品于玛瑙研钵中，加入约 100-200mg 干燥的 KBr 粉末，充分研磨混合均匀。

将混合好的粉末转移至压片机模具中，在一定压力下压制成透明的薄片，放入干燥器中备用。

液体样品：采用液膜法。

将待测液体滴在两氯化钠晶片之间，形成均匀的液膜。

2、仪器操作打开红外光谱仪和计算机，预热 30 分钟。

进入仪器操作软件，设置实验参数，如扫描范围、分辨率、扫描次数等。

将制备好的样品放入样品室，进行光谱扫描。

3、数据处理对扫描得到的原始光谱图进行基线校正、平滑处理等。

对处理后的光谱图进行峰位识别和归属，确定样品中的官能团。

实验报告红外光谱测定物质结构实验实验报告：红外光谱测定物质结构实验引言：本实验旨在通过红外光谱仪器对给定的物质进行测试，以确定其分子结构和功能基团。

红外光谱是分析有机和无机物质结构的重要方法之一，通过测定物质在红外光波长上的吸收区域，可以了解物质分子的振动和转动信息，从而推断出物质的结构和组成。

1. 实验设计1.1 实验目的通过红外光谱测定给定物质的吸收峰和特征波数，确定物质的结构和功能基团。

1.2 实验原理红外光谱的原理是利用红外光波长下光的吸收特性与物质的振动和转动状态相关。

物质中的化学键和功能基团会吸收特定波数的红外光，在红外光谱图上形成吸收峰。

这些吸收峰的位置和强度可以提供物质结构和功能基团的信息。

1.3 实验步骤1. 首先，将待测物质样品制备成适当形式，如将其压片或溶解于适宜的溶剂中。

2. 将样品放入红外光谱仪器中，调整仪器的参数，如光源强度、扫描范围等。

3. 启动仪器开始扫描，记录红外光谱数据。

4. 根据红外光谱数据分析吸收峰的位置和形状，推断物质分子的结构和功能基团。

2. 实验结果与讨论2.1 实验结果根据实验操作，得到了物质A的红外光谱图，如下图所示。

（插入红外光谱图）2.2 结果分析根据红外光谱图，我们可以看到在波数范围X到Y之间出现了多个吸收峰。

根据化学键的特性和功能基团的吸收特点，我们可以推测物质A的结构和功能基团如下：（根据实际情况，增加关于物质A的结构和功能基团的推测）2.3 讨论红外光谱的分析结果对于确定物质结构和功能基团具有重要意义。

然而，在实际操作中可能会存在一些误差和限制。

例如，有些物质吸收峰重叠或弱，导致结构和功能基团的推断不够准确。

此外，样品制备和仪器参数的选择也会对结果产生影响。

因此，在进行红外光谱分析时，需要综合考虑多种因素。

3. 结论通过红外光谱测定，我们成功确定了物质A的结构和功能基团。

这一实验结果对于进一步研究物质的性质以及开展相关领域的科学研究具有重要意义。

ftir原理
红外光谱仪（FTIR）是一种常用的材料分析技术，其原理基
于红外光与物质之间的相互作用。

红外光谱仪通过测量样品对红外光的吸收、散射和透射现象来确定样品的分子组成和结构。

红外光谱仪工作的关键部件是干涉仪。

干涉仪由干涉仪源和干涉仪探测器组成。

干涉仪源产生宽频谱的红外光，这种光经过分光器被分成多个波长的光，然后进入样品室。

当红外光通过样品时，样品中的分子会根据其结构和组成对特定波长的红外光进行吸收。

这些吸收现象会引起红外光的强度发生变化。

未被样品吸收的红外光将进入干涉仪探测器。

干涉仪探测器会测量红外光的强度变化，并将其转换为电信号。

这样就得到了一幅被称为红外光谱的图像，其中横轴表示波数（即波长的倒数，单位为cm-1），纵轴表示吸收强度。

通过分析红外光谱图，可以确定样品中存在的化学官能团，识别有机化合物的结构，检测无机物质的污染等。

与传统的红外光谱仪相比，FTIR具有更高的分辨率和灵敏度。

这是由于FTIR利用干涉仪的特性，通过测量不同频率下的红
外光信号来获取样品的红外光谱。

这种测量方法可以获得更准确和清晰的谱线，从而提高了分析的准确性和精度。

总之，FTIR通过测量样品对红外光的吸收来分析样品的分子
组成和结构。

它是一种快速、准确、非破坏性的分析技术，在材料科学、化学、生物学等领域得到广泛应用。

傅里叶红外光谱技术傅里叶红外光谱技术，简称FTIR，是一种新型的光谱分析技术，广泛应用于化学、材料、生物和医药等领域。

该技术在实验室和工业生产中都有重要的应用和推广。

下面分别从技术原理、仪器设备、样品制备、实验步骤和应用领域几个方面来介绍FTIR技术。

一、技术原理傅里叶红外光谱技术是基于分子振动能级的分析方法，通过测量不同物质在红外光谱范围内的吸收光谱来提取物质的结构和组成信息。

该技术主要基于以下几个原理：1. 分子振动：分子结构中不同原子之间的相对运动会产生不同的振动模式，比如伸缩振动、弯曲振动等。

2. 分子吸收：当富勒红光谱范围内的红外光能量与分子振动能级的差值相等时，分子会吸收这些光线并发生能量变化。

3. 吸收光谱：将样品置于强光源下，然后通过分析样品对光源光线的吸收情况，可以获得物质的吸收光谱信息。

二、仪器设备傅里叶红外光谱技术的主要仪器是FTIR仪，该仪器包括以下几个主要组成部分：1. 光源系统：产生高强度的红外辐射光线。

2. 采样系统：通过样品室或者样品台将样品放置于光线路径中。

3. 光谱分析系统：记录吸收光谱，并将其转化为物质结构和组成信息。

4. 数据处理系统：对光谱数据进行处理和分析，生成相应的图像和结果。

三、样品制备FTIR分析所需样品的制备通常包括以下几个步骤：1. 样品选择：选择具有代表性的样品，并进行筛选、分离和粉碎。

2. 样品处理：根据不同的物质性质和分析要求，进行不同的样品处理工艺。

3. 样品加热：将样品加热至特定温度，方便样品分子振动和吸收红外光谱。

4. 样品均匀分布：将样品均匀地分布在滑动样品台上，保证样品与红外光线的相互作用。

四、实验步骤FTIR光谱测试步骤通常包括以下几个部分：1. 样品装载：将处理好的样品装入样品台，并放入样品室中。

2. 光谱测量：选择合适的光源和测量条件，对样品进行测量，并记录吸收光谱图像。

3. 光谱分析：对测得的光谱数据进行处理和分析，提取物质的结构和组成信息。

一、确定实验式——元素分析1.元素分析（1）定性分析：确定有机物的元素组成。

（2）定量分析：确定有机物的实验式。

2. 李比希法确定实验式二、确定分子式——质谱法1.质谱法原理质谱仪用高能电子流等轰击样品（很少量），使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。

这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的知识精讲知识导航第04讲实验式、分子式、分子结构的确定运动行为不同。

计算机对其进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即质荷比。

以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的质谱图。

2.质荷比有机分子离子或碎片离子的相对质量与电荷数的比值，即质荷比。

质谱图中质荷比的最大值等于样品分子的相对分子质量（与相对丰度无关）。

三、确定分子结构——波谱分析确定分子结构的常用方法包括质谱法、红外光谱法、核磁共振氢谱法和X射线衍射等。

1.红外光谱原理：①有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。

②谱图中不同的化学键或官能团的吸收频率不同，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息。

2.核磁共振氢谱（1）原理：①氢原子核具有磁性，如果用电磁波照射含氢元素的化合物，其中的氢核会吸收特定频率电磁波的能量而产生核磁共振现象，用核磁共振仪可以记录到有关信号。

②处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。

③由核磁共振氢谱图可以获得该有机化合物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目等信息。

（2）分析方法：吸收峰数目＝氢原子种类数，吸收峰面积比＝不同种类氢原子个数比3.X射线衍射（1））的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。

（2）经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。

实验四 FTIR 测定硅材料中的碳氧含量(定量分析)一. 实验目的1、 理解傅里叶红外光谱测试定量方法的原理；2、 掌握FTIR-650红外光谱仪的基本结构和使用方法；3、 学会FTIR-650红外光谱仪测试硅材料中碳氧含量的方法；二. 实验仪器FTIR-650型傅立叶变换红外光谱仪，标准硅样品，多个测试硅样品等三. 实验原理单晶硅材料可以用于制造太阳能电池、半导体器件等，由于其应用领域的特殊性要求其纯度达到99.9999%甚至更高。

在单晶硅生产过程中由原料及方法等因素难以避免的引入了碳、氧等杂质，直接影响了单晶硅的性能，因而需对单晶硅材料中的氧碳含量进行控制。

红外光谱可用于定性分析，获取分子结构、振动能级等相关信息。

实际上，红外光谱还可用于定量分析，可以对混合物中各组分进行相对含量的测定，其基本原理就是对比吸收谱带的强度。

对处于一定状态的物质和其中的各种组分，所吸收的红外光的频率是固定的，并且存在一个规律，就是吸收率与组分的浓度和光程（红外光在样品内经过的路程）成正比，这就是红外光谱进行定量分析的基本原理。

对于不同频率的红外光，硅片的透过率是不同的，这是因为硅晶格和其中所含杂质种类和浓度不同(如氧和碳等)，所以红外光的吸收率是不同的。

因此对单晶硅材料中的氧碳含量的测试可以采用红外光谱的定量分析来完成。

红外光谱法进行定量分析的理论基础是比尔-兰勃特定律，即当红外光源通过样品时，由于样品的共振吸收，使用入射光的强度减弱，这种入射光强度的减弱与可见光的吸收本质是一样的，也可以用光吸收定律表示：Kb e I I -=00/I I T =cb K Kb I I T A 00)/lg()/1lg(====其中T 为样品对红外光的透过率，A 为样品的吸收率， b 为样品厚度，c 为组分的浓度，K 为待测样品的吸收系数，与待测物质的浓度成正比，K 0为物质的吸光系数，有如下关系K=K 0c 。

对于不同碳、氧含量的硅片(c 不同)，不同区域的红外光的吸收率是不同的。