第五章振动光谱ppt课件
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仪器分析原理5分子振动-转动光谱
△ 非红外活性振动 对称性很高的分子,如炔烃R-C≡C-R,两边的
取代基相同,其三重键的对称伸缩振动没有偶极矩的 变化,不发生红外吸收。
§5.1.2 红外光谱和分子结构的关系
1. 官能团区和指纹区
△有机结构分析:分子中的不同基团在红外光谱中有不同 的吸收频率,而且基团所处的环境不同,红外吸收不同。
以拉曼位移(波数)为横坐标,强度为纵坐标,略去反斯托克 斯谱线,以激发光的波数为原点νo,便可得到类似红外光 谱的拉曼光谱图。
(4) 费米(Fermi)共振 当振动的倍频或合频与其另一基频频率相近,并且具
有相同的对称性时,由于相互作用也产生共振耦合使谱带 分裂,并使原来的倍频或合频的强度增加。
醛基在2200 cm-1和2270 cm-1出现两个强度相近的谱带是 费米共振的典型例子。
3. 主要基团的特征吸收谱带 红外光谱用于化合物的结构分析,需要对红外光谱图
0
拉曼散射:分子在受激虚态可能有两种方式回到低能级。 斯托克斯线:从受激虚态→激发态能级,放出能量为 h(ν0−∆ν)的光子,此时散射光的频率比入射光的频率相应 地减小Δν,这种散射谱线称为斯托克斯线(低频)。 反斯托克斯线:从受激虚态→基态并发射出能量为h(ν0+∆ν) 的光子,此时散射光的频率比入射光的频率相应地增加Δν, 这种散射谱线为反斯托克斯线(高频)。
在常温下,绝大多数分子处在基态,而不是处在激发态。 因此斯托克斯线比反斯托克斯线要强得多。
拉曼位移: 斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光的频率之差Δν称
为拉曼位移。
Stokes Raman a分子的拉曼线的频率也会改 变。但是拉曼位移Δν始终保持不变,拉曼位移与入射光的 频率无关,它与物质分子的振动和转动能级有关。不同的 物质具有不同的分子结构,具有不同的振动和转动能级, 因而有不同的拉曼位移。
取代基相同,其三重键的对称伸缩振动没有偶极矩的 变化,不发生红外吸收。
§5.1.2 红外光谱和分子结构的关系
1. 官能团区和指纹区
△有机结构分析:分子中的不同基团在红外光谱中有不同 的吸收频率,而且基团所处的环境不同,红外吸收不同。
以拉曼位移(波数)为横坐标,强度为纵坐标,略去反斯托克 斯谱线,以激发光的波数为原点νo,便可得到类似红外光 谱的拉曼光谱图。
(4) 费米(Fermi)共振 当振动的倍频或合频与其另一基频频率相近,并且具
有相同的对称性时,由于相互作用也产生共振耦合使谱带 分裂,并使原来的倍频或合频的强度增加。
醛基在2200 cm-1和2270 cm-1出现两个强度相近的谱带是 费米共振的典型例子。
3. 主要基团的特征吸收谱带 红外光谱用于化合物的结构分析,需要对红外光谱图
0
拉曼散射:分子在受激虚态可能有两种方式回到低能级。 斯托克斯线:从受激虚态→激发态能级,放出能量为 h(ν0−∆ν)的光子,此时散射光的频率比入射光的频率相应 地减小Δν,这种散射谱线称为斯托克斯线(低频)。 反斯托克斯线:从受激虚态→基态并发射出能量为h(ν0+∆ν) 的光子,此时散射光的频率比入射光的频率相应地增加Δν, 这种散射谱线为反斯托克斯线(高频)。
在常温下,绝大多数分子处在基态,而不是处在激发态。 因此斯托克斯线比反斯托克斯线要强得多。
拉曼位移: 斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光的频率之差Δν称
为拉曼位移。
Stokes Raman a分子的拉曼线的频率也会改 变。但是拉曼位移Δν始终保持不变,拉曼位移与入射光的 频率无关,它与物质分子的振动和转动能级有关。不同的 物质具有不同的分子结构,具有不同的振动和转动能级, 因而有不同的拉曼位移。
06-振动光谱
13
双原子分子振动可以近似地看作为简谐振动:
➢ 把两个质量为m1和m2的原子看作为两个刚性小球;
➢ 连接两原子的化学键设想为无质量的弹簧,原子间
的化学键长度看做是弹簧长度r ,键力常数看成为 弹簧力常数k 。
双原子分子的振动形式仅有一种:伸缩振动,即振动 时两原子之间距离(键长)发生改变。
14
1
振动光谱
振动光谱:vibrational spectrum 分子中同一电子能态中不同振动能级之间跃迁产 生的光谱。
振动光谱:包括
红外吸收光谱,IR
Infrared Absorption Spectrum
拉曼散射光谱
Raman Scattering Spectrum
1
红外吸收过程:当分子中某个基团的振动频率和红外 光的频率一致时,样品分子就吸收该频率的红外光能 量,从原来的基态跃迁到能量较高的激发态。
➢ 中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了该区大量 的数据资料,它是应用极为广泛的光谱区。
➢ 通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。
9
红外光与红外光谱
分子或原子基团吸收光能量具有量子化特征 分子运动状态由基态E0 跃迁到激发态E1、E2时, 它们的能量差:
能级跃迁示意图
△E1=hv1=E1-E0 △E2=hv2=E2-E0
8
名 称 λ/μm /cm-1
近红外区 0.75-2.5 13333-4000 中红外区 2.5-25 4000-400 远红外区 25-1000 400-10
主要能级跃迁类型
O-H、N-H、C-H键的倍频吸收 分子振动
分子转动、晶格振动
中红外区:最为有用,分子的振动能级跃迁
➢ 绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区, 适于进行红外光谱的定性和定量分析。
振动光谱
振动光谱\基本原理\分子振动模型
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
4.1.1 光与分子的相互作用 光是一种波,可以使用波的基本公式:
振动光谱\基本原理\光与分子的相互作用
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
振动吸收的条件
1 振动频率与红外光光谱段的某频率相等; 2 必须有偶极距的变化。
我们把产生红外辐射吸收的振动称为红外活性振动, 把不发生吸收红外辐射的振动称为非红外活性振动。
链接:偶极矩μ=r×q。偶极距越大,键的极性越大。
振动光谱\红外光谱\红外光
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第五章 振动光谱ppt课件
5 .1 1 6(K 00 g 2 m 1 m ) s
2 1 ck 2 3 .11 .4 6 1 2 2 .9 5 6 1 9 2 9 6 0 ( 1 K 7 7 1 2 5 ) ( 0 c 9 0 g 6 2 /m s 2 ) 5 2 4.9 0c9 4 1 m 0 8 .9 1 6 1( 0 s 3 1 )
V qi
0
0
同时,可取 V0 0 ,并忽略高次项, 即采用简谐近似, 则
V
1
2i j
fijqiqj
fij
2V qiq j
0
为力常数. 显然与使用的坐标系有关.
动能和势能都可用矩阵表达. 令
q 1
q
q2
q
3N
f11
F
f12
f1,3N
f12 f22
f 2,3N
f1,3N f2,3N
.
v ~ [ S ( J ) v ~ 0 ] B ' ( J 2 ) J 3 ) ( B J ( J 1 ) v ~ [ O ( J ) v ~ 0 ] B ( J 2 ) J 1 ) ( B J ( J 1 ) v ~ [ Q ( J ) v ~ ] 0 ( B ' B ) J ( J 1 )
.
2000, a first chemically stable compound of argon, HArF, was characterized by Räsänen and co-workers ( Nature 406, 874, 2000)
.
5.1 双原子分子
(1) 谐振动能级
Hˆ 22ddx2212kx2 Ev v120 Ev v12h
(b) 势能的非谐性
《振动光谱》课件
局限性:需要样品具有足够 的拉曼活性,对某些样品不
适用
核磁共振谱
原理:利用核磁共 振现象,测量样品 中的核磁共振信号
应用:广泛应用于 有机化合物、生物 大分子、金属离子 等的结构分析和定 量分析
特点:具有高灵敏 度、高分辨率、无 破坏性等优点
技术:包括核磁共 振波谱、核磁共振 成像等
紫外可见光谱
应用领域的拓展与深化
生物医学领域:用于蛋白质、核酸等生物 大分子的结构分析和功能研究
材料科学领域:用于新材料的研发和性能 优化
环境科学领域:用于污染物监测和治理
化学领域:用于化学反应机理的研究和反 应动力学的模拟
物理领域:用于量子力学和凝聚态物理的 研究
航空航天领域:用于航天器和航天材料的 性能测试和优化
振动光谱的原理
振动光谱是研究分子振动能级的一 种光谱技术
振动光谱可以分为红外光谱和拉曼 光谱两种
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振动光谱的原理是利用分子振动能 级之间的跃迁来产生光谱信号
红外光谱和拉曼光谱的原理分别是 利用分子振动能级之间的跃迁和分 子振动能级之间的拉曼散射来产生 光谱信号
振动光谱的应用
THANK YOU
汇报人:
提高分辨率:通过 改进仪器和算法, 提高光谱分辨率, 实现更精确的测量
提高灵敏度:通过 改进仪器和算法, 提高光谱灵敏度, 实现更微弱信号的 检测
提高速度:通过改 进仪器和算法,提 高光谱测量速度, 实现更快速的测量
提高自动化程度: 通过改进仪器和算 法,提高光谱测量 的自动化程度,实 现无人值守的测量
紫外可见光谱是电磁波谱的一部分,波长范围为200-800nm 紫外可见光谱包括紫外光谱和可见光谱,其中紫外光谱的波长范围为200400nm,可见光谱的波长范围为400-800nm 紫外可见光谱的应用广泛,包括化学分析、生物医学、环境监测等领域
适用
核磁共振谱
原理:利用核磁共 振现象,测量样品 中的核磁共振信号
应用:广泛应用于 有机化合物、生物 大分子、金属离子 等的结构分析和定 量分析
特点:具有高灵敏 度、高分辨率、无 破坏性等优点
技术:包括核磁共 振波谱、核磁共振 成像等
紫外可见光谱
应用领域的拓展与深化
生物医学领域:用于蛋白质、核酸等生物 大分子的结构分析和功能研究
材料科学领域:用于新材料的研发和性能 优化
环境科学领域:用于污染物监测和治理
化学领域:用于化学反应机理的研究和反 应动力学的模拟
物理领域:用于量子力学和凝聚态物理的 研究
航空航天领域:用于航天器和航天材料的 性能测试和优化
振动光谱的原理
振动光谱是研究分子振动能级的一 种光谱技术
振动光谱可以分为红外光谱和拉曼 光谱两种
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振动光谱的原理是利用分子振动能 级之间的跃迁来产生光谱信号
红外光谱和拉曼光谱的原理分别是 利用分子振动能级之间的跃迁和分 子振动能级之间的拉曼散射来产生 光谱信号
振动光谱的应用
THANK YOU
汇报人:
提高分辨率:通过 改进仪器和算法, 提高光谱分辨率, 实现更精确的测量
提高灵敏度:通过 改进仪器和算法, 提高光谱灵敏度, 实现更微弱信号的 检测
提高速度:通过改 进仪器和算法,提 高光谱测量速度, 实现更快速的测量
提高自动化程度: 通过改进仪器和算 法,提高光谱测量 的自动化程度,实 现无人值守的测量
紫外可见光谱是电磁波谱的一部分,波长范围为200-800nm 紫外可见光谱包括紫外光谱和可见光谱,其中紫外光谱的波长范围为200400nm,可见光谱的波长范围为400-800nm 紫外可见光谱的应用广泛,包括化学分析、生物医学、环境监测等领域
分子的振动-转动光谱
量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外, 凡是具有结构不同的两个化合物,一定不会有相同的红 外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度, 反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构
组成或确定其化学基团;而吸收谱带的吸收强度与分子 组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和纯 度鉴定。由于红外光谱分析特征性强,气体、液体、固
谱便 图中,横坐标:吸收波长()或波数()。吸收峰位置。
纵坐标:透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。
•
❖红外光谱图的特征:
❖(1)谱带的数目:即振动数目。它与物质的种类、基 团存在与否有关,与对称有关,与成分复杂程度有关。
❖(2)谱带的位置:与元素种类及元素价态有关:元素 轻则高波数,元素重则低波数;高价则高波数,低价则 低波数。(回忆v~ 与M 、K的关系)
绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现 在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动, 所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时, 由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了 该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区。
通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区 (25 ~ 1000µm )
紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物,特 别是具有共轭体系的有机化合物,而红外光谱法主要研 究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物(没有偶极矩变 化的振动在拉曼光谱中出现)。因此,除了单原子和同 核分子如Ne、He、O2、H2等之外,几乎所有的有机化合 物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体,某些高分子
平动和转动。
• 即:
•
3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自由
谱学原理5-7章
(e) C6H6;
线 性 分 子:3N-5 非 线 性 分 子:3N-6
分子 HCl HCO PbCl2 XeF6 C6H6
振动 模式
1
3
3 15 30
2. 典型的O-H伸缩振动频率为3600 cm-1.
问典型的18O-D伸缩振动频率是多少?
1 k 2
力常数与同位素取代无关
18OD OH
7. 线性分子A2B在600, 1300, 和2200 cm-1 具有强的红外吸
收. 请问该分子的原子顺序是ABA还是AAB? 为什么?
A
B
A
A
B
A
红外光谱的选择定则是分子的偶极矩的变化不为零
。
即:
d dx 0
A
B
A
若该线性分子为ABA,对称伸缩振动不改变其偶极矩,
无红外活性,没有红外吸收峰,而反对称伸缩振动和
A~1B1, ~a 3B1 B~1A1, ~b3A1
1b1 是最高占据轨道(HOMO) 4a1 是最低空轨道(LUMO)
17
H2CO分子轨道和电子态
C2v E A1 1 A2 1 B1 1 B2 1
C2 v(xz) v’(yz)
11
1
z
1 -1 -1 1 -1 -1
-1
Rz
-1 x, Ry
1 y,
x2, y2 ,z2 xy xz yz
(b) 锥型SF4 (C4v)
x1, y1, z1, x2, y2, z2, x3, y3, z3, x4, y4, z4, x5, y5, z5
(I ) 15, (C4) 1, (C2) 1, (V ) 3, (d ) 1
系数是1
3A1 A2 2B1 B2 4E trans A1 E;rot A2 E
第5章拉曼光谱分析法ppt课件
拉曼散射光谱的基本概念
图6-33 散射效应示意图 (a)瑞利和拉曼散射的能级图 (b)散射谱线
拉曼散射光谱的基本概念
处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞,获得能量跃迁 到激发态可得到斯托克斯线,反之,如果分子处于激发态, 与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态,得到反斯 托斯线。
拉曼位移:斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之 差称为拉曼位移。拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样。 因此,对应于同一分子能级,斯托克斯线与反斯托克斯线的 拉曼位移应该相等,而且跃迁的几率也应相等。在正常情况 下,由于分子大多数是处于基态,测量到的斯托克斯线强度 比反斯托克斯线强得多,所以在一般拉曼光谱分析中,都采 用斯托克斯线研究拉曼位移。
1—反射镜 2—多通道池 3—锲型镜 4—液体
拉曼光谱在材料研究中的应用
激光拉曼散射光谱法
拉曼光谱的选择定则与高分子构象
由于拉曼与红外光谱具有互补性,因而二者结 合使用能够得到更丰富的信息。这种互补的特点, 是由它们的选择定则决定的。凡具有对称中心的分 子,它们的红外吸收光谱与拉曼散射光谱没有频率 相同的谱带,这就是所谓的“互相排斥定则”。例 如聚乙烯具有对称中心,所以它的红外光谱与拉曼 光谱没有一条谱带的频率是一样的。
而碳链的振动用拉曼光谱表征更为方便 对于链状聚合物来说,碳链上的取代基用 红外光谱较易检测出来
激光拉曼散射光谱法
激光拉曼光谱与红外光谱比较
红外与拉曼光谱在研究聚合物时的区别可以聚乙烯为例加以说明(图 6-34)。
聚乙烯分子中具有对称中心,红外与拉曼光谱呈现完全不同的振动模 式。在红外光谱中,CH2振动为最显著的谱带。而拉曼光谱中,C-C振动有 明显的吸收。
生物大分子的拉曼光谱研究
振动光谱分析
对称伸缩振动υs 伸缩振动 反对称伸缩振动υas 分 子 振 动 变形振动 面外摇摆振动ω 面外变形振动 扭曲振动τ 剪式振动δ 面内变形振动 面内摇摆振动ρ
材料研究方法
振动光谱分析
1.伸缩振动
伸缩振动是指原子沿键轴方向位移,键 长发生变化而键角不变的振动,用符号υ 表示。它又分为对称伸缩振动和反对称伸 缩振动。
可以求得不同振动能级的能量差
∆EZ=∆Vhυ 根据分子吸收红外光的条件一,有 hυL=∆EZ=∆Vhυ 由(3) 式得
υL=∆Vυ
(4)
材料研究方法
振动光谱分析
(1)基频吸收
当∆V=1,即分子振动逐级跃迁,例如分子振动 从基态(V=0)跃迁到第一振动激发态(V=1)时, υL=υ (5)
这说明,分子振动逐级跃迁所吸收的红外光的
材料研究方法
振动光谱分析
对于线型分子(包括双原子分子),由于以键轴为轴的转 动并没有引起原子位臵的改变(转动惯量为零),不能构成 转动自由度,因此线型分子只有两个转动自由度,所以,其 振动自由度=3N-5。如CO2的振动自由度=3×3-5=4,其基 本振动形式有四种,那就是:
×
●
×
O=C=O υas:2349
振动光谱分析
红外光谱分析的原理
特定的分子由特定的原子和基团按特定的规律
组合而成。 特定位臵上的特定基团具有特定的振动类型和 振动频率。它们在红外光的照射下会发生振动能 级跃迁,吸收特定频率的红外光,形成特定的红
外吸收光谱。
根据分子的红外吸收光谱可以推定组成分子的 基团及其位臵,推定分子的结构。
材料研究方法
振动光谱分析
(一)分子吸收红外光的条件
分子要吸收红外幅射产生振动能级跃迁 必须满足以下两个条件: 1. 红外光子所具有的能量等于振动能级
材料研究方法
振动光谱分析
1.伸缩振动
伸缩振动是指原子沿键轴方向位移,键 长发生变化而键角不变的振动,用符号υ 表示。它又分为对称伸缩振动和反对称伸 缩振动。
可以求得不同振动能级的能量差
∆EZ=∆Vhυ 根据分子吸收红外光的条件一,有 hυL=∆EZ=∆Vhυ 由(3) 式得
υL=∆Vυ
(4)
材料研究方法
振动光谱分析
(1)基频吸收
当∆V=1,即分子振动逐级跃迁,例如分子振动 从基态(V=0)跃迁到第一振动激发态(V=1)时, υL=υ (5)
这说明,分子振动逐级跃迁所吸收的红外光的
材料研究方法
振动光谱分析
对于线型分子(包括双原子分子),由于以键轴为轴的转 动并没有引起原子位臵的改变(转动惯量为零),不能构成 转动自由度,因此线型分子只有两个转动自由度,所以,其 振动自由度=3N-5。如CO2的振动自由度=3×3-5=4,其基 本振动形式有四种,那就是:
×
●
×
O=C=O υas:2349
振动光谱分析
红外光谱分析的原理
特定的分子由特定的原子和基团按特定的规律
组合而成。 特定位臵上的特定基团具有特定的振动类型和 振动频率。它们在红外光的照射下会发生振动能 级跃迁,吸收特定频率的红外光,形成特定的红
外吸收光谱。
根据分子的红外吸收光谱可以推定组成分子的 基团及其位臵,推定分子的结构。
材料研究方法
振动光谱分析
(一)分子吸收红外光的条件
分子要吸收红外幅射产生振动能级跃迁 必须满足以下两个条件: 1. 红外光子所具有的能量等于振动能级
分子振动光谱 ppt课件
ppt课件
29
某一基团的特征吸收频率,同时还要受到分子结构 和外界条件的影响。
同一种基团,由于其周围的化学环境不同,其特征吸 收频率会有所位移,不是在同一个位置出峰。
基团的吸收不是固定在某一个频率上,而是在一个范围 内波动。
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1.3.1 外部条件对吸收位置的影响
(1)物态效应:同一个化合物固态、液态和气态的红外光 谱会有较大的差异。如丙酮的υC=O,汽态时在1742cm-1,液 态时1718cm-1,而且强度也有变化。
1646
CH2
1611
CH2
1566
CH2
1641 cm-1
1678
1657
1651 cm-1
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(5)氢键的影响:氢键的形成,往往使伸缩振动频率移向 低波数,吸收强度增强,并变宽;形成分子内氢键时影响很 显著。
O OH
H OO
υC=O ( cm-1)
O
O
1676,1673; 1675,1622
43
(b) 一个碳上含有二个或三个甲基,则在 1385~1350cm-1出现两个吸收峰 。
(c)二元酸的两个羧基之间只有1~2个碳原子时,会出 现两个υC=O,相隔三个碳原子则没有这种偶合。
HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH HOOC(CH2)nCOOH
υC=O 1740,1710
如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构,两者的吸收皆能 在红外谱图上找到,但烯醇式的υC=O较酮式υC=O弱,说 明稀醇式较少。
CH3-CO-CH2-COO-C2H5 υC=O 1738(s),1717(s)
CH2-C(OH)=CH-COOC2H5 υC=O与υC=C在1650cm-1(w) υOH3000cm-1
分子的振动 转动光谱
4 红外吸收峰的强度
强度决定于振动时吸偶收极强矩度变的化大小。偶极矩变化愈 大,吸收强度愈大;偶极矩变化愈小,吸收强度愈 小;没有偶极矩变化, 则不产生红外吸收。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子 吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶 极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记 录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到 红外光谱。
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约 为 0.75 ~ 1000µm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又 将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75 ~ 2.5µm ), 中红外光区(2.5 ~ 25µm ),远红外光区(25 ~ 1000µm )。
平动和转动。
• 即:
•
3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自由
度
•
振动自由度 = 3n - 平动自由度 - 转动自
由度
•
对于非线性分子,振动自由度 = 3n - 6
•
对于线性分子,振动自由度 = 3n - 5
• H2O(非极性分子)
振动自由度=3*3-6=3 振动形式:
吸收峰波数:
• CO2(极性分子) • 振动自由度=3*3-5=4
体样品都可测定,并具有用量少,分析速度快,不破坏 样品的特点。因此,红外光谱法不仅与其它许多分析方 法一样,能进行定性和定量分析,而且该法是鉴定化合 物和测定分子结构的最有用方法之一。
第二节 基本原理
一、产生红外吸收的条件
1 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等
2辐射与物质之间有耦合作用
振动基础知识PPT课件
出线口
出线口
底座
三角剪切型
中心压缩型
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CHENLI
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压电加速度传感器的安装频率
晶体片 质量块 预紧环
出线口 底座
2021/3/7
CHENLI
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涡流位移传感器
不接触测量,特别适合测 量转轴和其他小型对象的 相对位移。
有零频率响应,可测静态
接收形式:相对式 变换形式:电涡流 典型频率范围:0~20kHz 典型线性范围:0~2mm 典型灵敏度 :8.0V/mm (对象为钢)
位移和轴承油膜厚度。 灵敏度与被测对象的电导 率和导磁率有关。
2021/3/7
CHENLI
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2021/3/7
涡 及流 其位 前移 置传 器感
器
CHENLI
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涡流传感器的工作原理
2021/3/7
输出电压 u 正比于间隙 d 且于测量对象的材质有关
CHENLI
36
涡流位移传感器的典型特性
前 置 器 输 出 电 压 ( 直 流 伏 )
间隙 变化
轴心 轨迹
轴心位置图可以用x-y记录仪或计算机来绘制。
2021/3/7
CHENLI
静态 部分
平均 间隙
轴心 位置
51
2021/3/7
从轴心位置的变化发现故障
汽轮发电机中压缸轴承
升速时轴心位置逐渐升 高。
到工作转速时,偏心率 为0.66;偏位角32º。属 正常。
以后数月,轴承基础下 沉,导致轴心上浮,偏 心率减少,偏位角接近 90º。
记录仪
2021/3/7
绘图仪
打印机 存储设备
CHENLI
汽轮机 齿轮增速箱 压缩机 涡流传感器 速度传感器 加速度传感器 键相传感器 28
振动光谱
⑶电子光谱 在电子光谱中分子所吸收的光能使电子激发到较高的电子 能级,使电子能级发生变化所需的能量约为使振动能级发生 变化所需能量的10-100倍。 电子能级发生变化时常常同时发生振动和转动能级的变化 。因此从一个电子能级转变到另一个电子能级时,产生的谱 线不是一条,而是无数条。实际上观测到的是一些互相重叠 的谱带。在一般情况下,也很难决定电子能级的变化究竟相 当于哪一个波长,一般是把吸收带中吸收强度最大的波长 λmax(最大吸收峰的波长)表出,电子光谱在可见及紫外区 域内出现。
σ* π*
△E
n π σ 图1 电子跃迁能量示意图
Lambert-Beer定律 定律
根据比尔定律: 根据比尔定律:
A: 吸光度 :
A(吸光度)=EcL=-㏒ 0) ( =-㏒(I/I =-㏒
c:溶液的摩尔浓度 : L:液层厚度 :
E:消光系数 :
应用紫外光谱仪,使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液, 应用紫外光谱仪,使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液, 分别测得E 分别测得E,以E或ε(摩尔消光系数)或㏒ε作纵坐标,波 摩尔消光系数) 作纵坐标, 长(nm)为横坐标作图,得紫外吸收曲线,此即紫外光谱 。 nm)为横坐标作图,得紫外吸收曲线,
第八章
现代物理实验方法 的应用
主要内容
一、绪论
二、紫外和可见光吸收光谱 三、红外光谱 四、核磁共振谱
重点与难点
(一) 重点 本章的重点主要是对紫外光谱、红外光谱、 本章的重点主要是对紫外光谱、红外光谱、核磁共振及质谱 的简单原理及作用的理解。 的简单原理及作用的理解。 (二) 难点 难点是在对基本原理加以理解的基础上,能运用所学知识解 难点是在对基本原理加以理解的基础上, 释一些简单的谱图。特别对谱图的综合运用尤为重要。 释一些简单的谱图。特别对谱图的综合运用尤为重要。
振动光谱分析-拉曼光谱ppt
❖ 普通拉曼光谱仪主要由激光光源,样品室,双 单色仪,检测器以及计算机控制和数据采集系 统组成。
❖ FT-Raman则由激光光源,样品室,干涉仪检测 器以及计算机控制和数据采集系统组成。
FT-拉曼光谱仪原理
❖ 当激发光源经发射镜照射到样品时,通常是在同入射光 成90度的方向收集散射光。散射信号经分光后,进入检 测器。经过光电倍增管将微弱信号转换为电信号,再经 放大检测。
1 S C S
2 S C S 3 S C S
4
拉曼活性 红外活性 红外活性
红外光谱—源于偶极矩变化 拉曼光谱—源于极化率变化
有对称中心的分子其分子振动,对红外和拉曼之一有活性,则另一非活 性。 无对称中心分子,三种振动既是红外活性振动,又是拉曼活性振动。
3.5 FT-显微拉曼光谱仪结构
仪器结构
红外活性和拉曼活性振动
① 红外活性振动 ⅰ永久偶极矩;极性基团; ⅱ瞬间偶极矩;非对称分子。
红外活性振动—伴有偶极矩变化的振动可以产生红外吸收谱带。
② 拉曼活性振动 诱导偶极矩 = E 非极性基团,对称分子;
拉曼活性振动—伴随有极化率变化的振动。 对称分子: 对称振动→拉曼活性。 不对称振动→红外活性
Raman 特征频率
Raman 谱峰的改变
Raman 偏振峰
Raman 峰宽
材料的组成
MoS2, MoO3
加压/拉伸状态
每1%的应变,Si产生 1 cm-1 Raman 位移
晶体的对称性和 取向
用CVD法得到金 刚石颗粒的取向
晶体的质量
塑性变形的量
Intensity (A.U.)
2000200000 1500150000 1000100000
50050000 00
❖ FT-Raman则由激光光源,样品室,干涉仪检测 器以及计算机控制和数据采集系统组成。
FT-拉曼光谱仪原理
❖ 当激发光源经发射镜照射到样品时,通常是在同入射光 成90度的方向收集散射光。散射信号经分光后,进入检 测器。经过光电倍增管将微弱信号转换为电信号,再经 放大检测。
1 S C S
2 S C S 3 S C S
4
拉曼活性 红外活性 红外活性
红外光谱—源于偶极矩变化 拉曼光谱—源于极化率变化
有对称中心的分子其分子振动,对红外和拉曼之一有活性,则另一非活 性。 无对称中心分子,三种振动既是红外活性振动,又是拉曼活性振动。
3.5 FT-显微拉曼光谱仪结构
仪器结构
红外活性和拉曼活性振动
① 红外活性振动 ⅰ永久偶极矩;极性基团; ⅱ瞬间偶极矩;非对称分子。
红外活性振动—伴有偶极矩变化的振动可以产生红外吸收谱带。
② 拉曼活性振动 诱导偶极矩 = E 非极性基团,对称分子;
拉曼活性振动—伴随有极化率变化的振动。 对称分子: 对称振动→拉曼活性。 不对称振动→红外活性
Raman 特征频率
Raman 谱峰的改变
Raman 偏振峰
Raman 峰宽
材料的组成
MoS2, MoO3
加压/拉伸状态
每1%的应变,Si产生 1 cm-1 Raman 位移
晶体的对称性和 取向
用CVD法得到金 刚石颗粒的取向
晶体的质量
塑性变形的量
Intensity (A.U.)
2000200000 1500150000 1000100000
50050000 00
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• 分子中两原子距离最大时,α也最大
• 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
.
4.3 拉曼光谱与红外光谱的关系
同
同属分子振(转)动光谱
异 红:外红:外适用于分研子究对不同红原外子光的极的性吸键收振动 -O强H,度-由C分=子O,偶-极C距-决X定
异 拉:曼拉:曼适用于分研子究对同原激子光的的非极散性射键振动
.
量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外, 凡是具有结构不同的两个化合物,一定不会有相同的红 外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度, 反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构
组成或确定其化学基团;而吸收谱带的吸收强度与分子 组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和纯 度鉴定。由于红外光谱分析特征性强,气体、液体、固
• 振动形式:
•
振动相同,简并状态
• Vs振动为非活性振动,振动波数1388cm-1,但不吸收红外 光。
• 注: + 表示垂直屛面向内移动,- 表示垂直屛面向外移动。 .
• 三、红外光谱图
•
红外吸收光谱图:不同频率IR光辐射于物质上,导致
不同透射比,以纵座标为透过率,横座标为频率,形成该
物质透过率随频率的变化曲线,即红外吸收光谱图。红外
❖(4)谱带的形状:与结晶程度及相对含量有关。结晶 差说明晶体结构中键长与键角有差别,引起振动频率有 一定变化范围,每一谱带形状就不稳定。可用半高宽表 示(width at half full maximum, WHFM)。
.
4 红外吸收峰的强度
强度决定于振动时吸偶收极强矩度变的化大小。偶极矩变化愈 大,吸收强度愈大;偶极矩变化愈小,吸收强度愈 小;没有偶极矩变化, 则不产生红外吸收。
0.5cm-1左右,傅立叶红外光谱仪可达0.005cm-1。 4 测定光谱范围宽,可研究整个红外区的光谱。
.
第四节 激光拉曼光谱
4.1 概述 4.2 原理 4.3 与红外光谱的关系 4.4 仪器 4.5 应用
.
4.1 概 述
拉曼光谱的发展简史
拉曼散射现象的发现 (C. V. Raman ) 1928 Nobel Prize in Physics 1930
.
• 即:
• 3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自 由度
•
振动自由度 = 3n - 平动自由度 - 转动自
由度
•
对于非线性分子,振动自由度 = 3n - 6
•
对于线性分子,振动自由度 = 3n - 5
.
• H2O(非极性分子)
振动自由度=3*3-6=3 振动形式:
吸收峰波数:
.
• CO2(极性分子) • 振动自由度=3*3-5=4
体样品都可测定,并具有用量少,分析速度快,不破坏 样品的特点。因此,红外光谱法不仅与其它许多分析方 法一样,能进行定性和定量分析,而且该法是鉴定化合 物和测定分子结构的最有用方法之一。
.
第二节 基本原理
一、产生红外吸收的条件
1 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 2辐射与物质之间有耦合作用
谱便 图中,横坐标:吸收波长()或波数()。吸收峰位置。
纵坐标:透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。
•
.
❖红外光谱图的特征:
❖(1)谱带的数目:即振动数目。它与物质的种类、基 团存在与否有关,与对称有关,与成分复杂程度有关。
❖(2)谱带的位置:与元素种类及元素价态有关:元素 轻则高波数,元素重则低波数;高价则高波数,低价则 低波数。(回忆v~ 与M 、K的关系) ❖(3)谱带的强度:与样品的厚度、种类及其含量有关, 与偶极矩变化有关。IR可对某一基团定量分析。
近红外光区(0.75 ~ 2.5µm )
近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢
原子团(如O—H、N—H、C—H)伸缩振动的倍频吸收
等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属
离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以
及
.
含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区(2.5 ~ 25µm )
共振拉曼效应 (Shorygin)
激光出现
共振拉曼选择性的研究血色素 和肌球素中亚铁血红素的发色团 (T. C. Strekas and T.G. Spiro)
1953 1960
1972
.
4.2 方法原理
3.2.1 瑞利散射与拉曼散射
光线通过试样,透射仍为主体 波长远小于粒径,小部分散射 瑞散利射散:射仅λ改不变变方向,拉波曼长不散变射。 λ变
.
• 二、简正振动的基本类型
.
• 简正振动的数目
•
简正振动的数目称为振动自由度。每个振动
自由度对应于IR谱图上的一个基频吸收带。 分子
的总自由度取决于构成分子的原子在空间中的位
置。每个原子空间位置可以用直角坐 标系中x、y、 z三个坐标表示,即有三个自由度。显然,由n个 原子组成的分子,具有3n个总 自由度,即有3n种 运动状态,而3n种运动状态包括了分子的振动、 平动和转动。
.
振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些
变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。 由于低频骨架振动能很灵敏地反映出结构变化,所以对 异构体的研究特别方便。此外,还能用于金属有机化合 物(包括络合物)、氢键、吸附现象的研究。但由于该 光区能量弱,除非其它波长区间内没有合适的分析谱带, 一般不在此范围内进行分析。
.
4.4 仪器结构与原理
.
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子 吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶 极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记 录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到 红外光谱。
.
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约 为 0.75 ~ 1000µm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又 将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75 ~ 2.5µm ), 中红外光区(2.5 ~ 25µm ),远红外光区决定
互补
.
O=C=O
O=C=O
对称伸缩
反对称伸缩
偶极距不变无红外活性 偶极距变有红外活性
极化率变有拉曼活性. 极化率不变无拉曼活性
互排法则:有对称中心的分子其分子振动
对红外和拉曼之一有活性,则另一非活性
互允法则:无对称中心的分子其分子振动
对红外和拉曼都是活性的。
1 光源 (1)能斯特灯 (2)硅碳棒 (3)氧化铝棒 2 单色器 核心部件,主要由狭缝、准直镜、色散元件组成 3 滤光器 4 检测器 (1)真空热电偶 (2)热电量热计 (3)光电管 5 放大器和记录系统
.
傅立叶变换红外光谱仪
.
傅立叶变换红外光谱仪的特点: 1 测试速度快,质量好。 2 没有狭缝限制,能量输出大,可测试透射比很低的样品 3 分辨能力高,波数精确度高,普通红外光谱仪分辨能力约
Δν=| ν0 – νs |
即散射光频率与激发光频之差 Δv取决于分子振动能级的改变 因此是特征的
与入射光波长无关
适用于分子结构分析 .
4.2.3 拉曼光谱与分子极化率的关
系
分子在静电场E中,如光波交变电磁场
正
负 分子中产生了
极
极 感应偶极距p
电子 核
p = αE
α为极化率
.
• 感应偶极矩与外电场的强度之比为 分子极化率
第二代:用光栅作色散元件
第三代:干涉型傅立叶变换红外光谱仪
第四代:激光红外光谱仪 红外光谱仪与紫外-可见分光光度计的组成基本相同,由 光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器 在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的 单色器一般在样品池之后。
•
.
色散型红外光谱仪
.
红外光谱仪的主要部件
绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现 在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动, 所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时, 由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了 该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区。
通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区 (25 ~ 1000µm ) 该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、
弹性碰撞无能量交换
垂直方向观测,原波长两侧还有散射光 非弹性碰撞,有能量交换,波长有变化
.
λ
λ
拉
曼
增减散 大小射
λ
变
样
透过光λ不变
品
池
瑞
利
散
射
λ
.不
Anti-Stocks线
Stocks线
e
e
e
e
温度升高 概率大!
3振 电
2动 子
1 0
能
基
级态
e e
Rayleigh 散. 射
Raman 散射
4.2.2 拉曼位移(Raman shift)
第五章 振动光谱
Vibrational Spectroscopy (IR & Raman Spectra)
.
第一节
概述
分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级 跃迁时,不可避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法 测量纯粹的振动光谱,而只能得到 分子的振动-转动光 谱,这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
例:VC=O 吸收强度大于 VC=C 。 对称烯、炔等无吸收 峰或吸收峰很弱。
吸收强度的表示:
vs (偶极矩变化ε> 200)、s(ε= 75~200)、 m(ε=
• 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
.
4.3 拉曼光谱与红外光谱的关系
同
同属分子振(转)动光谱
异 红:外红:外适用于分研子究对不同红原外子光的极的性吸键收振动 -O强H,度-由C分=子O,偶-极C距-决X定
异 拉:曼拉:曼适用于分研子究对同原激子光的的非极散性射键振动
.
量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外, 凡是具有结构不同的两个化合物,一定不会有相同的红 外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度, 反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构
组成或确定其化学基团;而吸收谱带的吸收强度与分子 组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和纯 度鉴定。由于红外光谱分析特征性强,气体、液体、固
• 振动形式:
•
振动相同,简并状态
• Vs振动为非活性振动,振动波数1388cm-1,但不吸收红外 光。
• 注: + 表示垂直屛面向内移动,- 表示垂直屛面向外移动。 .
• 三、红外光谱图
•
红外吸收光谱图:不同频率IR光辐射于物质上,导致
不同透射比,以纵座标为透过率,横座标为频率,形成该
物质透过率随频率的变化曲线,即红外吸收光谱图。红外
❖(4)谱带的形状:与结晶程度及相对含量有关。结晶 差说明晶体结构中键长与键角有差别,引起振动频率有 一定变化范围,每一谱带形状就不稳定。可用半高宽表 示(width at half full maximum, WHFM)。
.
4 红外吸收峰的强度
强度决定于振动时吸偶收极强矩度变的化大小。偶极矩变化愈 大,吸收强度愈大;偶极矩变化愈小,吸收强度愈 小;没有偶极矩变化, 则不产生红外吸收。
0.5cm-1左右,傅立叶红外光谱仪可达0.005cm-1。 4 测定光谱范围宽,可研究整个红外区的光谱。
.
第四节 激光拉曼光谱
4.1 概述 4.2 原理 4.3 与红外光谱的关系 4.4 仪器 4.5 应用
.
4.1 概 述
拉曼光谱的发展简史
拉曼散射现象的发现 (C. V. Raman ) 1928 Nobel Prize in Physics 1930
.
• 即:
• 3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自 由度
•
振动自由度 = 3n - 平动自由度 - 转动自
由度
•
对于非线性分子,振动自由度 = 3n - 6
•
对于线性分子,振动自由度 = 3n - 5
.
• H2O(非极性分子)
振动自由度=3*3-6=3 振动形式:
吸收峰波数:
.
• CO2(极性分子) • 振动自由度=3*3-5=4
体样品都可测定,并具有用量少,分析速度快,不破坏 样品的特点。因此,红外光谱法不仅与其它许多分析方 法一样,能进行定性和定量分析,而且该法是鉴定化合 物和测定分子结构的最有用方法之一。
.
第二节 基本原理
一、产生红外吸收的条件
1 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 2辐射与物质之间有耦合作用
谱便 图中,横坐标:吸收波长()或波数()。吸收峰位置。
纵坐标:透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。
•
.
❖红外光谱图的特征:
❖(1)谱带的数目:即振动数目。它与物质的种类、基 团存在与否有关,与对称有关,与成分复杂程度有关。
❖(2)谱带的位置:与元素种类及元素价态有关:元素 轻则高波数,元素重则低波数;高价则高波数,低价则 低波数。(回忆v~ 与M 、K的关系) ❖(3)谱带的强度:与样品的厚度、种类及其含量有关, 与偶极矩变化有关。IR可对某一基团定量分析。
近红外光区(0.75 ~ 2.5µm )
近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢
原子团(如O—H、N—H、C—H)伸缩振动的倍频吸收
等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属
离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以
及
.
含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区(2.5 ~ 25µm )
共振拉曼效应 (Shorygin)
激光出现
共振拉曼选择性的研究血色素 和肌球素中亚铁血红素的发色团 (T. C. Strekas and T.G. Spiro)
1953 1960
1972
.
4.2 方法原理
3.2.1 瑞利散射与拉曼散射
光线通过试样,透射仍为主体 波长远小于粒径,小部分散射 瑞散利射散:射仅λ改不变变方向,拉波曼长不散变射。 λ变
.
• 二、简正振动的基本类型
.
• 简正振动的数目
•
简正振动的数目称为振动自由度。每个振动
自由度对应于IR谱图上的一个基频吸收带。 分子
的总自由度取决于构成分子的原子在空间中的位
置。每个原子空间位置可以用直角坐 标系中x、y、 z三个坐标表示,即有三个自由度。显然,由n个 原子组成的分子,具有3n个总 自由度,即有3n种 运动状态,而3n种运动状态包括了分子的振动、 平动和转动。
.
振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些
变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。 由于低频骨架振动能很灵敏地反映出结构变化,所以对 异构体的研究特别方便。此外,还能用于金属有机化合 物(包括络合物)、氢键、吸附现象的研究。但由于该 光区能量弱,除非其它波长区间内没有合适的分析谱带, 一般不在此范围内进行分析。
.
4.4 仪器结构与原理
.
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子 吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶 极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记 录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到 红外光谱。
.
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约 为 0.75 ~ 1000µm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又 将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75 ~ 2.5µm ), 中红外光区(2.5 ~ 25µm ),远红外光区决定
互补
.
O=C=O
O=C=O
对称伸缩
反对称伸缩
偶极距不变无红外活性 偶极距变有红外活性
极化率变有拉曼活性. 极化率不变无拉曼活性
互排法则:有对称中心的分子其分子振动
对红外和拉曼之一有活性,则另一非活性
互允法则:无对称中心的分子其分子振动
对红外和拉曼都是活性的。
1 光源 (1)能斯特灯 (2)硅碳棒 (3)氧化铝棒 2 单色器 核心部件,主要由狭缝、准直镜、色散元件组成 3 滤光器 4 检测器 (1)真空热电偶 (2)热电量热计 (3)光电管 5 放大器和记录系统
.
傅立叶变换红外光谱仪
.
傅立叶变换红外光谱仪的特点: 1 测试速度快,质量好。 2 没有狭缝限制,能量输出大,可测试透射比很低的样品 3 分辨能力高,波数精确度高,普通红外光谱仪分辨能力约
Δν=| ν0 – νs |
即散射光频率与激发光频之差 Δv取决于分子振动能级的改变 因此是特征的
与入射光波长无关
适用于分子结构分析 .
4.2.3 拉曼光谱与分子极化率的关
系
分子在静电场E中,如光波交变电磁场
正
负 分子中产生了
极
极 感应偶极距p
电子 核
p = αE
α为极化率
.
• 感应偶极矩与外电场的强度之比为 分子极化率
第二代:用光栅作色散元件
第三代:干涉型傅立叶变换红外光谱仪
第四代:激光红外光谱仪 红外光谱仪与紫外-可见分光光度计的组成基本相同,由 光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器 在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的 单色器一般在样品池之后。
•
.
色散型红外光谱仪
.
红外光谱仪的主要部件
绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现 在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动, 所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时, 由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了 该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区。
通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区 (25 ~ 1000µm ) 该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、
弹性碰撞无能量交换
垂直方向观测,原波长两侧还有散射光 非弹性碰撞,有能量交换,波长有变化
.
λ
λ
拉
曼
增减散 大小射
λ
变
样
透过光λ不变
品
池
瑞
利
散
射
λ
.不
Anti-Stocks线
Stocks线
e
e
e
e
温度升高 概率大!
3振 电
2动 子
1 0
能
基
级态
e e
Rayleigh 散. 射
Raman 散射
4.2.2 拉曼位移(Raman shift)
第五章 振动光谱
Vibrational Spectroscopy (IR & Raman Spectra)
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第一节
概述
分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级 跃迁时,不可避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法 测量纯粹的振动光谱,而只能得到 分子的振动-转动光 谱,这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
例:VC=O 吸收强度大于 VC=C 。 对称烯、炔等无吸收 峰或吸收峰很弱。
吸收强度的表示:
vs (偶极矩变化ε> 200)、s(ε= 75~200)、 m(ε=