红外光谱PPT

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红外光谱(最全最详细明了)课件

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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。
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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

《红外光谱法》课件

《红外光谱法》课件

红外光谱的应用前 景
红外光谱技术在化学、工业 和环境领域有广泛应用,将 继续发展和创新。
红外光谱技术的发 展方向
红外光谱技术将逐步提高仪 器性能、扩大应用范围,并 与其他技术紧密结合进行研 究和创新。
基础理论知识
1 振动模式
物质分子在红外辐射作用下发生的振动现象,是红外光谱分析的基础。
2 红外辐射
红外辐射是一种波长较长的电磁辐射,它与物质相互作用产生能量的吸收和发射。
3 能量吸收
红外光谱通过测量物质在不同波长的红外辐射下吸收的能量量来分析物质的组成和结构。
红外光谱仪的组成
光源
红外光谱仪中使用红外光源产生红外辐射,常 用的包括热电偶和红外光管。
样品室
样品室是放置待测物质的空间,通过样品室中 的红外辐射与物质相互作用来进行光谱分析。
分光仪
分光仪用于将红外辐射分解成不同波长的光线, 常用的接收分光仪分离出的红外光谱信号,并 转化成电信号进行检测和分析。
红外光谱的应用
1
化学分析
红外光谱在化学领域广泛应用,可用于分析物质的组成、结构和化学变化。
红外光谱法的发展趋势
红外光谱技术的研究方向
开发更高分辨率的仪器、提升信号处理和数 据分析算法、拓展红外光谱的应用范围。
未来发展趋势
红外光谱技术将在医药、生物和环境领域得 到广泛应用,与其他技术相结合推动科学研 究和工业创新。
总结
红外光谱法的意义
红外光谱法是一种重要的分 析技术,可用于物质组成和 结构分析,推动科学研究和 工业发展。
《红外光谱法》PPT课件
欢迎来到《红外光谱法》的PPT课件!本课程将深入探讨红外光谱的基本概 念、理论知识、仪器组成、应用领域以及未来发展趋势,让您全面了解这一 重要领域。

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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。
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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-全ppt课件

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1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的 红外光谱,红外光谱与分子结构间的特定联系才被确 认。
到1930年前后,随着量子理论的提出和发展,红 外光谱的研究得到了全面深入的开展,并且测得大量 物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
较高频率。
C-H弯曲振动:1475-1300 cm-1 ,甲基的对称变形 振动出现在1375 cm-1处 ,对于异丙基和叔丁基,
吸收峰发生分裂。
亚甲基平面摇摆:800-720cm-1对判断-(CH2)n-的碳
链长度有用, n>4 725,
n=3 729-726,
n=2 743-734, n=1 785-770
H
H
H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
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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
(5)所需样品用量少,且可以回收。红外光谱分析一次 用样量约1~5mg,有时甚至可以只用几十微克。
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5
红外光谱基本原理
化学键的振动与频率:
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系:
υ= 1 2
若用波数取代振动频率,则有下式:
μ为折合原子量
μ=
M1M2 M1 M2

《红外光谱》PPT课件

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(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标:吸光度(A)或透光率(T) 多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 (遵守Lambert-Beer定律

A = lg (1 / T)
IR中,“谷”越深(T越小),吸光 度越大,吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件: (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量; (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时,常把复杂振动分解为许多简单的基本振动, 这些基本振动数目称为分子的振动自由度,简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x,y,z表示,即3个自由度。
含N个原子的分子,分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子:3N-6 (平动3、转动3) 线性分子:3N-5 (平动3、转动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。无瞬间偶极距变化时, 无红外吸收。
(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)
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E = E2 - E1 = h
红外光谱图
分子吸收红外光后,引起入射光强度的改 变,由此可记录红外吸收光谱,通常以波 长(m)或波数(cm-1)为横坐标,百分透过率 (T%)或吸光度(A)为纵坐标记录(红外光谱 图)
红外光谱图
横坐标:波数(v )400-4000cm-1;表示吸收峰的位置。
纵坐标:透过率(T%),表示吸收强度。
出现强、宽吸收带
2-丁醇的红外光谱图
2-溴苯酚的红外光谱图
羧酸3000-2500 cm-1范围的宽、散谱带为二聚 体羧基中O-H伸缩振动的特征谱带.
2-氯苯甲酸
N-H伸缩振动
含有N-H键的胺、酰胺及铵盐类在此峰区均出现N-H伸缩振动。 胺或酰胺中N-H伸缩振动出现在3500-3150 cm-1范围,弱或 中等强度吸收带,较O-H 谱带弱、尖。
1-己炔的红外光谱图
CN伸缩振动
腈基化合物中CN伸缩振动谱带在2250-2240 cm-1范围。CN键极性较CC键强,其谱带强度 也较CC 谱带强。CN与苯环或双键共轭, 谱 带向低波数位移20-30cm-1
丙烯腈的红外光谱图
第三峰区(1900-1500 cm-1)
双键(包括C=O,C=C,C=N,N=O等)的伸缩振动谱 带位于此峰区,利用该峰区的吸收带,对判断 双键的存在及双键的类型极为有用。另外,N-H 弯曲振动也位于此峰区。
振动光谱,分子所吸收的光能引起振动 能级的变化,多在中红外区域,叫红外 光谱。
电子光谱,分子所吸收的光能使电子激 发到较高的能级。一般表出吸收峰的波 长。电子光谱在可见及紫外区域内现。
红外光谱的基本概念
红外光谱
红外光谱:用波长2.5~25m ,频率4000 ~ 400cm-1的光波照射样品,引起分子内振动 和转动能级跃迁所产生的吸收光谱。红外光 谱是分子光谱,用于研究分子的振动能级跃 迁。
分子的振动方式与谱带
伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对 运动。在振动过程中,键角并不发生改变。伸缩振 动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。分别 用s和as表示。
弯曲振动 弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯 曲振动,用表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子 平面,则称面外弯曲振动,如果弯曲振动完全位于 平面上,则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆 振动为面内弯曲振动,非平面摇摆振动和卷曲振动 为面外弯曲振动。
烯烃:烯烃及芳烃的C-H伸缩振动位于30003100 cm-1范围。 -蒎烯的红外光谱图
芳烃:芳烃C-H伸缩振动吸收带出现在3030 cm-1 及3080 cm-1附近,均为苯环C-H伸缩振动。
乙苯的红外光谱图
饱和烃基:-CH3, -CH2-,>CH- 这类饱和烃基的C-H伸缩振动位 于3000-2800 cm-1
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。
峰峰强位、:峰瞬数间与偶峰基距强变化大,吸收峰强(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)
由基态跃迁到第一激发态,产生一强的吸收峰,基频峰 由基态跃迁到第二激发态,产生一弱的吸收峰,倍频峰
红外光谱图
T%愈低,吸光度就愈强,谱带强度就愈大。 根据T%,谱带强度大致分为
很强吸收带(vs,T % < 10) 强吸收带(s,10<T %<40) 中强吸收带(m,40 < T %<90) 弱吸收带(w,T % > 90) 宽吸收带用b表示。
红外光谱图
稀溶液中测得的红外光谱,其谱带的吸光 度(A)可遵守Beer-Lambert定律: A=cl
目。 波数 = 104/(m)。因此,2.5 m波长, 相当于104/2.5 cm-1,即:4000 cm-1,而25 m相当于400 cm-1。
红外吸收
红外吸收:一定波长的红外光照射被研究物 质的分子,若辐射能(h)等于振动基态(Vo) 的能级(E1)与第一振动激发态(V1)的能级(E2) 之间的能量差(E)时,则分子可吸收能量, 由振动基态跃迁到第一振动激发态(V0 V1):
同一种键型,其反对称伸缩振动的频率大于对称 伸缩振动的频率,远远大于弯曲振动的频率,即 as > s >> ,而面内弯曲振动的频率又大于 面外弯曲振动的频率。
还可出现以下的吸收带和振动方式。
倍频带:
合频带:
倍频带与合频带统称为泛频带,
振动偶合:
费米共振:当强度很弱的倍频带或组频带位于 某一强基频吸收带附近时,弱的倍频带或组频带 和基频带之间发生偶合,产生费米共振。
O R C NH2
酰卤:酰卤中C=O 吸收位于高波数端,特征,无 干扰,(乙酰氯1805)。
酸酐:酸酐中两个羰基振动偶合产生双峰,约 60-80 cm-1,开链酸酐(约1830,1760 cm-1)高 波数谱带强度较大。,-不饱和酸酯或苯甲酸 酯,低波数位移(约20 cm-1)。
C2H4O
1730cm-1 1165cm-1
H
O
C
CH
H 2720cm-1
H
(CH3)1460 cm-1,1375 cm-1。
(CH3)2930 cm-1,2850cm-1。
红外光谱的吸收非常复杂,并非每个吸收 峰都可以被“指认”,与某一结构相关。
经过大量实验记录及文献总结、整理,找 到一些结构的特征吸收峰。
丙烯醛的红外光谱图
2-甲基丁醛的红外光谱图
第二峰区(2500-1900 cm-1)
叁键、累积双键及B-H、P-H、I-H、As-H、Si-H 等键的伸缩振动吸收谱带位于此峰区。谱带 为中等强度吸收或弱吸收。此峰区干扰小, 谱带容易识别。
CC伸缩振动 炔烃CC伸缩振动位于2280-2100cm-1范围
9.6, 计算波数值。
v 1 1 k 1307 k 1307 9.6 1650cm1
2c
12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
峰位、峰数与峰强
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)。 水分子 (非对称分子)
第一峰区(3700-2500 cm-1)
此峰区为X-H伸缩振动吸收范围。X代表O、 N、C,对应于醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔 烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的O-H,N-H, C-H伸缩振动。
O-H伸缩振动 醇 与酚: 醇与酚 以游离 态存在 时 , O-H 在
3650-3590 cm-1范围内中等强度吸收。 多聚态的醇或酚O-H伸缩振动约于3350cm-1
胺类:
伯胺在此范围出现二条谱带约3500、3400 cm-1,对 应于NH2的反对称伸缩振动和对称伸缩振动,有时 于较低波数处出现第三条谱带为缔合态N-H伸缩振 动
仲胺于约3400 cm-1出现一条谱带
叔胺无此带
苯胺的红外光谱图
N-己基甲胺的红外光谱图 N H
C-H伸缩振动 烃类化合物的C-H伸缩振动在3300-2700 cm-1范围,
某些键的伸缩力常数(毫达因/埃)
键类型 —CC — > —C =C — > —C — C —
力常数 15 17
9.5 9.9
4.5 5.6
峰位 4.5m
6.0 m
7.0 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。
例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为
在振动过程中,偶极矩不发生改变(=0) 的振动称红外“非活性”振动;这种振动 不吸收红外光,在IR谱中观测不到。如非 极性的同核双原子分子N2,O2等
振动自由度与选律
有些分子既有红外“活性”振动,又有红外 “非活性”振动。如CO2:
对称伸缩振动,=0,红外“非活性”振动 反对称伸缩振动,0,红外“活性”振动,
CH3:as2960 , s2870 cm-1(m) CH2: as2926 , s2850 cm-1(s) >CH- 2890 cm-1 以癸烷为例:
醛基(-CHO):醛基中C-H位于2850-2720cm-1范 围。是醛基中C-H伸缩振动和C-H弯曲振动(约 1390 cm-1)的倍频之间Fermi共振的贡献。表 现为双谱带,是醛基的特征吸收谱带。高波 数端的频带有时仅以饱和C-H伸缩振动强吸收 带的肩峰出现或被掩盖。
伸缩振动 如甲基:
甲基的振动形式
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 如甲基
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
分子中基团的基本振动形式
两类基本振动形式
伸缩振动 如亚甲基:
变形振动 如亚甲基
峰位、峰数与峰强
分子振动方程式(峰位)
特征结构基团与特定吸收之间联系可用于 结构解析。
课程内容
红外光谱的基本概念、基本原理 特征基团的吸收区域 影响红外吸收的因素 例题 红外光谱的检测仪器及谱图
各类有机化合物的红外特征吸收
第一峰区(3700-2500 cm-1)为X-H的伸缩振动; 第二峰区(2500-1900 cm-1)为叁键和累积双键 的伸缩振动 第三峰区(1900-1500 cm-1)为双键的伸缩振动 及O-H、N-H的弯曲振动 第四峰区(1500-600cm-1),除氢外的单键(X-Y) 伸缩振动及各类弯曲振动。又称指纹区
C=O伸缩振动 C=O伸缩振动位于此峰区的高频端,均为强吸收带
由于受各种因素影响,不同类型羰基化合物
的:C=O吸收不同,且有规律地改变。其变化 规律为:(吸收位移波数从大到小)
O RC F
O R C Cl
O
O
R C OR' R C OH
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