红外光谱仪的结构及特点PPT课件
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红外吸收光谱PPT课件
02
红外吸收光谱仪器
红外光谱仪的构造
01
02
03
04
光源
发射一定波长的红外光，常用 光源有碘、溴钨灯等。
单色器
将光源发出的红外光分成单色 光，常用单色器有棱镜和光栅
。
样品室
放置待测样品，样品可以是气 体、液体或固体。
检测器
检测透过样品的红外光，常用 检测器有热电偶、光电导和光
电二极管等。
红外光谱仪的工作原理
通过调制光源或检测器来提高信噪比， 优点是抗干扰能力强，缺点是调制频 率有限。
傅里叶变换型红外光谱仪
使用干涉仪将红外光分成干涉光，再 通过检测器检测干涉光的强度。优点 是扫描速度快、分辨率高，缺点是价 格昂贵。
03
红外吸收光谱实验技术
样品制备技术
01
02
03
固体样品
研磨成粉末，使光谱测定 更准确。
生物膜和细胞研究
通过红外光谱可以研究生物膜和细胞中分子的振 动模式，有助于了解细胞和生物膜的结构和功能。
3
药物与生物大分子相互作用
红外光谱可以用于研究药物与生物大分子之间的 相互作用，有助于理解药物的作用机制。
在材料科学研究中的应用
聚合物材料研究
红外光谱可以用于研究聚合物材料的结构和性能， 如聚合物的结晶度、取向等。
复合材料研究
红外光谱(最全最详细明了)课件
02
红外光谱与分子结构的关系
基团频率与分子结构的关系
基团频率
指分子中特定基团的红外光谱吸收峰位置，反映了基团振动能级的变化。
分子结构对基团频率的影响
分子结构决定了基团频率的大小和位置，因此通过分析红外光谱的基团频率可 以推断分子的结构特征。
影响基团频率的因素
化学键的键长和键角
键长越短，振动频率越高；键角越大，振动频率越高。
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。
对样品量的要求
总结词
红外光谱分析通常需要一定量的样品，尤其是在进行定量分析时，样品量对结果的准确性至关重要。
详细描述
在进行红外光谱分析时，需要足够的样品量以获得可靠的谱图。对于某些低浓度样品，可能需要较大 的样品量才能获得明显的谱图特征。此外，在定量分析中，样品量的变化可能会影响结果的准确性， 因此需要严格控制样品量，以确保结果的可靠性。
波谱分析第三章02红外光谱仪幻灯片PPT
1700oC
高波数区（> 1000cm-1）有 更强的发射；稳定性好； 机械强度差；但价格较高。
低波数区光强较大；波数 SiC 1200-1500oC 范围更广；
坚固、发光面积大。
吸收池: 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片； 不同的样品状态〔固、液、气态〕使用不同的样品池，固 态样品可与晶体混合压片制成。
1. 红外光谱仪
色散型：与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不 同。
调节 T% 或称基线调平器
置于吸收池之后可 避免杂散光的干扰
色散型双光束红外光谱仪方框图
红外光谱仪的主要部件
光源: 常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。
类型 Nernst 灯
硅碳棒
制作材料 工作温度
特点
Zr, Th, Y 氧化物
①研糊法〔液体石腊法〕
3) 固体:
②KBr压片法 ③薄膜法
43
三、特殊光谱技术
1.红外显微镜 对微量试样可借助红外显微镜进展分析。 通过聚光系统将光束收敛聚焦在光路正中的一点上，照射
到微小试样上，再将透过光以大致一样的倍数放大射入入口 狭缝。
可测到10-5～10-6g ,样品直径仅0.5mm。
物镜的孔径
来增加波数范围，狭缝宽度应可调。 狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输
出减少。为减少长波局部能量损失，改善检测器响应，通 常采取程序增减狭缝宽度的方法，即随辐射能量降低，狭 缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。 检测器及记录仪:
红外光谱图文课件PPT
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。
实验操作技术
波数标定
使用已知波数的气体如 CO2来标定仪器的波数范 围和精度。
扫描方式
根据样品的性质选择扫描 方式，如快速扫描、慢速 扫描、阶梯扫描等。
信号处理
对采集的光谱数据进行平 滑处理、基线校正、归一 化等操作，以提高光谱质 量。
实验注意事项与安全防范措施
01
样品纯度
确保样品纯度，避免杂质干扰光谱结果。
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。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
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。
实验操作技术
波数标定
使用已知波数的气体如 CO2来标定仪器的波数范 围和精度。
扫描方式
根据样品的性质选择扫描 方式，如快速扫描、慢速 扫描、阶梯扫描等。
信号处理
对采集的光谱数据进行平 滑处理、基线校正、归一 化等操作，以提高光谱质 量。
实验注意事项与安全防范措施
01
样品纯度
确保样品纯度，避免杂质干扰光谱结果。
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。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
红外光谱原理及谱图解析-PPT课件
B ( ) =
I ( ) c o s 2 d
FT-IR: 基本原理 ...
技术局限
事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制
技术限制:
只是测试整个谱图范围的一 部分 分辨率受到限制
相应问题:
解决方案:
采用不同的光源、分 束器以及检测器
旁瓣峰
切趾函数
牺牲谱图的分辨率
采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光) 带宽限制 有折叠可能 尖桩篱栅效应 得到的干涉图不是对称的 相位问题
带宽: 31,600 cm-1
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
折叠
为了避免假峰，必须满足 Nyquist采样条件。
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
Nyquist采样条件
任何谱图数据的采集的采样频率必须等于或大于谱图带宽的两倍。
我们是采用激光来控制采样间隔，因为激光的波长为632.8nm，最大测试 波长为31,600cm-1. 632.8nm/2=316.4nm 31,600cm-1
检查最大值（峰）的位置:
Optic Setup and Service
Interferometer/AQP
Absolute Peak Position
检查扫描范围 (Check signal 对话框): 显示在合适的范围内? 不 用箭头改变扫描范围，使得干涉图的最大值（峰）在显示范围内。
红外光谱-全ppt课件
试样气体
气泵
窗片
精选课件
29
各种化合物的红外光谱
饱和烃 不饱和烃 醇、酚和醚 含羰基化合物 含氮化合物 其他含杂原子有机化合物 金属有机化合物 高分子化合物 无机化合物
精选课件
30
饱和烃
C-H伸缩振动：对称伸缩振动（νs）和反对称伸缩 振动（νas） ，在3000-2800cm-1之间，νas较νs在
H
H
H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
精选课件
21
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系 能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形 变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2
精选课件
13
IR光谱表示法： 横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm） 纵坐标常用百分透过率T%表示
从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)
红外光谱课件PPT
红外光谱在各领域的应用拓展
要点一
总结词
要点二
详细描述
红外光谱将在环境监测、生物医学、安全检测等领域得到 更广泛的应用拓展。
随着红外光谱技术的不断发展，其在环境监测领域的应用 将更加广泛，如大气污染物的监测、水质检测等；在生物 医学领域，红外光谱将应用于药物研发、生物分子结构和 功能研究等；在安全检测领域，红外光谱将用于爆炸物检 测、食品安全检测等。这些应用拓展将为人类生活和健康 提供更加可靠的保障。
在材料科学中的应用
高分子材料研究
红外光谱可以用于研究高分子材料的结构和性质，如聚合物、橡 胶等。
陶瓷和玻璃材料研究
通过红外光谱可以研究陶瓷和玻璃材料的组成和结构，以及其制备 过程中的变化。
复合材料研究
红外光谱可以用于研究复合材料的组成和相态，以及其力学、电学 等性能。
04
红外光谱实验技术
样品制备技术
02
01
03
设置测试参数，如扫描范围、 分辨率、扫描次数等。
进行样品测试，记录光谱数 据。
04
05
测试完成后，关闭仪器电源。
数据处理与分析
数据平滑处理
去除光谱数据中的噪声 和异常值，提高数据质
量。
基线校正
对光谱数据进行基线校 正，消除背景干扰。
峰拟合与识别
对光谱数据进行峰拟合 和识别，确定特征峰的
《红外光谱》PPT课件
*
1674
ν CC
3025
ν C-H
(反)
966 C -H
反式-2-戊烯的红外光谱图（液膜法）
*
1-戊烯的红外光谱图
*
反式甲基丙基乙烯的红外光谱图
*
炔烃的红外吸收光谱
炔烃主要有三种特征吸收：
CCH CC CCH
3360～3300 cm-1 ，m 2260～2100 cm-1，较 w 700～610 cm-1
《红外光谱》PPT课件
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谢谢 本课件仅供大家学习学习
学习完毕请自觉删除 谢谢
一、概述
红外吸收光谱（IR）是一种分子振动-转动光谱（吸收 光谱），是由分子的振动-转动能级间的跃迁而产生的。
峰位 IR 峰强 判断可能存在的官能团
推断未知物结构 峰形
特征性强 应用范围广 分析速度快 样品量少
（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。
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收 峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）
电负性不同的取代基，通过静电诱导效应，引起分子中电 子分布的变化，改变了键的力常数，使基团频率发生位移。
第2章-红外光谱PPT课件
v 12 1c k13 k 0 7 131 0 9./6 2 2 716c5 m 10
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
-
11
2.1.2 分子振动类型
1．两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
变形振动 亚甲基
-
12
伸缩振动 甲基：
甲基的振动形式
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
波数（cm-1） 13300－4000 4000－400
400－பைடு நூலகம்0
-
3
-
4
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；
-
19
(2)中介效应
有机波谱分析 第二章 红外光谱
主讲教师：徐洪伍
-
1
2.1 红外光谱的基本原理 2.1.1 红外吸收光谱
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
-
2
近红外、中红外和远红外
波段名称 波长 μ 近红外 0.75—2.5 中红外 2.5－25 远红外 25－1000
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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2.1.2 分子振动类型
1．两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
变形振动 亚甲基
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12
伸缩振动 甲基：
甲基的振动形式
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
波数（cm-1） 13300－4000 4000－400
400－பைடு நூலகம்0
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3
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4
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；
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19
(2)中介效应
有机波谱分析 第二章 红外光谱
主讲教师：徐洪伍
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1
2.1 红外光谱的基本原理 2.1.1 红外吸收光谱
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
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2
近红外、中红外和远红外
波段名称 波长 μ 近红外 0.75—2.5 中红外 2.5－25 远红外 25－1000
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-
13
-
11
2.吸收池，石英，玻璃对红外光都有吸收。 所以吸收池窗口用一些盐类的单晶制作。 如NaCl，KBr和TlBr-TlI。要求在特定的 恒湿环境下工作，注意防止和减少吸收 池窗口侵蚀。被测试样力求干燥。
3.单色器
4.检测器：真空热电偶。
抽真空作用：提高分析灵敏度，减少热 传导。
-
12
特点： a).具有高度特征性。 b).应用范围广，可分析有机化合物， 无机化合物及高聚物。 c).操作简便，分析速度快，不破坏样品。 不受样品状态影响。 d).灵敏度低，只能用于分析单一的纯 物质。
图6~9：测热辐射计
-
5
图6~10：真空热电偶
-
6
2.傅立叶变换红外分光光度计
傅立叶变换红外分光光度计是利用干涉 的方法，并经过傅立叶变换而获得红外光谱 的仪器。
傅立叶变换红外光谱的特点
a. 扫描速度极快
b. 具有很高的分辨率
c. 灵敏度高
d. 其他优点：如光谱范围宽；测定精度高，
重复性可达0.1％；杂散ห้องสมุดไป่ตู้干扰小…
-
7
工作原理
图6~11 傅立叶变换红外分光光度计构成示意图
-
8
图6~12 用迈克尔干涉仪获得的多色光干涉图
-
9
二.仪器的主要部件
1.光源
a.能斯特灯：是由氧化锆，氧化钇和氧化 钍等稀土元素氧化物和混合物加压烧结 而成.工作温度 1750oC，使用波数范围为 400～5000cm-1
优点：(1)发光强度大
计中最常用的一种检测器 （b）高莱池：高莱池是一种灵敏度较高
的气胀式红外检测器。
-
3
图6~8：高莱池检测器示意图
-
4
（c）电阻测辐射热计：将很薄的黑化金 属片（热敏元件）作受光面，装在惠斯登 电桥的一个臂上，当光照射到受光面上时， 它吸收红外辐射温度升高，其电阻值发生 改变，使电桥失去平衡，便有信号输出。 根据电阻变化的测量即是对红外辐射强度 的测量。
(2)稳定性较好
(3)使用寿命6～12个月，寿命短。
缺点：机械强度较差，价格昂贵，使用
时要预热。
-
10
b.硅碳棒：由炭化硅烧结而成，为一实心 棒。中间为发光部分，工作范围1200～ 1400oC
图6~13
波段范围400～5000cm-1，机械强度好， 坚固，寿命长，发光面积大。工作前不 需要预热。
§6～2 红外光谱仪的结构及特点
一.仪器的结构简图及分析过程 1.色散型红外光光度计 （1）仪器的工作原理 仪器组成：光源，吸收池，单色器，检测
器以及记录显示装置。 仪器的工作原理：依据“光学零位平衡”
-
1
图6~7：色散型红外分光光度计工作原理
-
2
(2)仪器的主要部件 a.光源:常用的光源是能斯特灯和硅炭棒。 b吸收池 c单色器 d检测器 （a）真空热电偶：是目前红外分光光度