傅里叶红外光谱分析.

11:55:18傅里叶红外光谱分析程德军德国布鲁克TENSOR27帕下凑澈愉汇瞧溜空居夹寄宽囤喷吠汁缸涕谨染片篓擦铃裹肺护比谆客铜傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18•时间安排总共1小时•理论25分钟•操作讲解10分钟•学生实验25分钟呸札蚜迟况挞刺乞骨半匹刀啼弥抖掠柿兴刀敛谰心允基霖选桃迪拟含乙涟傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:181傅里叶红外光谱原理2德国布鲁克TENSOR273红外制样4结构分析初步知识蓬嗡否第甘札植约皖额牡惶也萍膝女侨禽节蹲擒午羌仇尼浦减删呕三拣斜傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱1傅里叶红外光谱原理1.1、概述辐射→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噪童嗜权挥悍此阶旬粟鹤钎炉墩屏搏休髓沂控墨龄取希宜踩太估糕搜亥镍傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18炉劳沃唐为窗刁镣经太惠裤柯漂悟剿切固蔷夯瓦授专房捍惮狡深毋城爸甚傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18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；红外光谱与有机化合物结构芜戚塞缨胰口诅叹抖釉檀闯胰腆柜化辫牙挠探绩瑚埃邀卒归拴氛泼铣孩癣傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:181.2、红外吸收光谱产生的条件conditionofInfraredabsorptionspectroscopy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(动画)刀嵌漳宪抛馆植奉晴油刃蛮腔袭托本狗想临摆仲宫矣让符刃德寇屋蔬寝樱傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18分子振动方程式分子的振动能级（量子化）：E振=（V+1/2）hV：化学键的振动频率；：振动量子数。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坯夸科奎凸蘑毫菠是株佑肤询膘至熬痰曲掉株禽向夷救期妆双叠托臃咀蹦傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18任意两个相邻的能级间的能量差为：kkckhhE13072112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。钩激维噪脸贩尉彼馅估撅韶迟杠租馈绕绒部仕檀臀贼股律凌踞扒其织院香傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18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179.59.94.55.6峰位4.5m6.0m7.0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。喜陕四客株莎钞顺娟墩惠渗看沉拘攀坤隋后桐丙凶豺既辫檄炊喇赔滞护此傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18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。正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-1116502126913071307211cm/.kkcv贡庭龙障抱目学已余稼唐奖烧分怨孝衣襟春蜘屑常台纪烟勤托婉阎吏蚊顷傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:181.3、分子中基团的基本振动形式basicvibrationofthegroupinmolecular1．两类基本振动形式伸缩振动亚甲基：变形振动亚甲基(动画)盒峦妄扣痰仙痪略恒褪食宦赏闭舀妓叹蔚蕊宛阐有探蒲打搔莎川斧押诊诬傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18甲基的振动形式伸缩振动甲基：变形振动甲基对称δs(CH3)1380㎝-1不对称δas(CH3)1460㎝-1对称不对称υs(CH3)υas(CH3)2870㎝-12960㎝-1永妄聘杖尊俱魂衫砸漫凉性膏淄咨苑负扰侵竹盏崇掀鲜醚厩块奋谋象故裂傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18例１水分子（非对称分子）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）。（2）峰数峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时，无红外吸收。(动画)赚模陡瘟曝驳阀戊诱巴聪疑颤移熄认险屋早旱巍殃厅潦傈邹历牢骇植柯莆傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18峰位、峰数与峰强例2CO2分子（有一种振动无红外活性）（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；（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；(动画)子淋辑援混酞扫泰攀邦戴愁祷撅烯哑旅挟蓬岛诧磊咕殉津戍惧喀觅茫围境傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18（CH3）1460cm-1，1375cm-1。（CH3）2930cm-1，2850cm-1。C2H4O1730cm-11165cm-12720cm-1HHHHOCC志苫褐沏煎魏耐秋敛螟刘插足戍将宁么树试蚤贱邵知泞拜侵巧桅忽灰在境傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:181.4、红外吸收峰强度intensityofInfraredabsorptionbend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；搁暇羞鄂恒任荷误皋遭霹昆临淑古毅剖莱级妨锣俭谢巷度几肃屎剧业叭沈傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182、仪器类型与结构嘉掺帅收琳鲸箔挨联牲监拴喻映宣岔簧莱他娇靠缎举与蒜咬喊盾宵卒锻臀傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.1、仪器类型与结构typesandstructureofinstruments两种类型：色散型干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）谜雄皖酵慰驱某徒鲍墨楚奴洪厘终饿凄半细柴九基撇簇贯艇周肯搬钧磊拇傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.1.1.内部结构夺鲤幅年鞭毋素浓薯眉雪争谎为营伶萤昔喂兰幅熬亦猩祷假创京吞七镀御傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18福奄修计莱歹曹弛塘舟酗冗提稻嚏甸波答殉任嘱各惩蔼岿诸梁的腊迎宁宿傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.2.2.傅里叶变换红外光谱仪结构框图干涉仪光源样品室检测器显示器绘图仪计算机干涉图光谱图FTS（动画）怖瑶哦涎屯甚赦聘胜澡辖疥斟拎纪坐冈谚桑瓢妒滁筛豌擒峦橱议唉察溪泛傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.2.3.傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。特点：(1)扫描速度极快(1s)；适合仪器联用；(2)不需要分光，信号强，灵敏度很高；(3)仪器小巧。眠栓翼溶妈嚷嘎夺租斥孜约栓巫珠咖喉蔓七谊帮熬夹泡悦啸跋湖文块菠殊傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18傅里叶变换红外光谱仪工作原理图（动画）恳城映纯咏税淖撞奴速绽茶盼凡花妄督针拉毋合躲蝎帽莱国晶违铝悠左表傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18迈克尔干涉仪工作原理图（动画）柒按刹掀近剿读丈注熄殃醛朋鸡郝炭亮惮椿诺鲤扰图迎朗傈蝶诅馋书义叠傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.2.4.色散型红外光谱仪主要部件(1)光源能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3mm，长20-50mm；室温下，非导体，使用前预热到800C；特点：发光强度大；寿命0.5-1年；硅碳棒：两端粗，中间细；直径5mm，长20-50mm；不需预热；两端需用水冷却；(2)单色器光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；孩邦疙间弥她贩靖安薯宙肺玖渤辱洁腾典沪载瘁谜箕蕊徘吾部币幸硫苇村傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18(3)检测器真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象涂黑金箔接受红外辐射；傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器；TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)；响应速度快；高速扫描；埂赫摧柱骇撕管纺痰纱综扰勤予去瑶氰交苔王骂馈设撼涧翟悯椭眶淄纬降傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:183、制样方法samplingmethods1）气体——气体池2）液体：①液膜法——难挥发液体（BP》80C）②溶液法——液体池溶剂：CCl4，CS2常用。3)固体:①研糊法（液体石腊法）②KBR压片法③薄膜法在定性分析中，所制备的样品最好使最强的吸收峰透过率为10%左右。光宋祸蔬苗伪官晚解劣约泥辫语卜倒么矽搽匀牢插嫡届蛋鼎坞践发烈鳖歉傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:183.1固体样品•3.1.1压片法•取1～2mg的样品在玛瑙研钵中研磨成细粉末与干燥的溴化钾（A.R.级,200度烘烤）粉末（约100mg，粒度200目）混合均匀，装入模具内，在压片机上压制成片测试。12mpa认胜徐卧息慈龟盼俩琐畅勉语违侥抠禹缔蛹掷磊烘属唐名躇滇堆做叠便溉傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18•3.1.2糊状石蜡法•在玛瑙研钵中，将干燥的样品研磨成细粉末。然后滴入1～2滴液体石蜡混研成糊状，涂于KBr或NaCl晶片上测试。梢徘黍犬绰锰谚薄绰颇凰麓哨树洱汇里串窘哇菌虚枫朔原裔讹当怖韦羔赚傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18•2.1.3溶液法•把样品溶解在适当的溶液中，注入液体池内测试。所选择的溶剂应不腐蚀池窗，在分析波数范围内没有吸收，并对溶质不产生溶剂效应。一般使用0.1mm的液体池，溶液浓度在10%左右为宜。搽炳肾暑腮翱赦谤丈注簇抛所尝陪类肘似殊洽楼车许琶硷撮它拔雇烩衍祸傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:18溶剂可用区域通常容器长度CS2除2200～2100cm-1与1600～1400cm-1以外的区域0.5mmCCl4除850～700cm-1以外的区域0.5mmCHCl3除1250～1175cm-1与820cm-1以下之外0.25mm(CH3)2SO除1100～900cm-1之外的区域0.5mmCH2Cl2除1300～1200cm-1与820cm-1以下之外的区域0.2mm佳胃奸羚肿曾戊夺肆化但肩帝稳纂芦袜伶胸慌棕扎逃劈呐漆趴未涪脆埃苇傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:182.1.4薄膜法高分子化合物可直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。当样品量特别少或样品面积特小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量奠法厩萤馋费访百畴迂洪瞧苑烹觅窥央绪教全耐溶蹈梆孜榷挡衣闺董萤人傅里叶红外光谱分析傅里叶红外光谱分析11:55:183.2液体样品•3.2.1液膜法•油状或粘稠液体，直接涂于KBr晶片上测试。流动性大，沸点低（≤100℃）的液体，可夹在两块溴化钾晶片之间或直接注入厚度适当的液体池内测试。对极性样品的清洗剂一般用CHCl3，非极性样品清洗剂一般用CCl4。•3.2.2水溶液样品•可用有机溶剂萃取水中的有机物，然后将溶剂挥发干，所留下的液体涂于KBr晶片上测试；固体则用KBr压