红外光谱分析PPT课件

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《红外光谱解析方法》课件

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确定分子结构 鉴别化合物
反应机理研究 生物大分子研究
红外光谱能够提供分子中官能团 和化学键的信息,有助于确定分 子的结构。
红外光谱可以用于研究化学反应 机理,通过分析反应前后红外光 谱的变化可以推断出反应过程和 机理。
02
红外光谱解析方法分类
Chapter
基线校正法
基线校正法是一种常用的红外光谱解析方法,主要用 于消除基线漂移和噪声干扰,提高光谱的准确性和可
傅里叶变换法
傅里叶变换法是一种通过傅里 叶变换将时域信号转换为频域 信号,从而解析红外光谱的方
法。
傅里叶变换法能够将复杂的光 谱信号分解为多个简单的正弦 波和余弦波的叠加,便于解析
和识别各种成分的特征峰。
傅里叶变换法需要高精度的光 谱仪和计算机硬件,因此成本 较高。
傅里叶变换法的优点是能够准 确解析各种成分的特征峰,适 用于复杂混合物和生物样品的 分析。
《红外光谱解析方法》ppt课件
目录
• 红外光谱解析方法简介 • 红外光谱解析方法分类 • 红外光谱解析步骤 • 红外光谱解析实例 • 红外光谱解析的未来发展
01
红外光谱解析方法简介
Chapter
红外光谱的基本原理
红外光谱的产生
红外光谱是由于分子振动和转动能级跃迁而产生的 ,不同物质具有不同的能级分布,因此红外光谱具 有特征性。
生物大分子的红外光谱解析在研究其结构和功能方面具有 重要作用。通过分析生物大分子的红外光谱,可以了解其 分子结构和分子间的相互作用,进而研究其在生命过程中 的功能和作用机制。例如,在蛋白质的红外光谱中,可以 观察到蛋白质二级结构的信息,这对于研究蛋白质的结构 和功能具有重要意义。
05
红外光谱解析的未来发展

精品现代材料分析-红外吸收光谱介绍PPT课件

精品现代材料分析-红外吸收光谱介绍PPT课件
H
R1 C
H
H 3040~3010
C R2
R2 3040~3010
C H
1420~1410 1420~1410
895~885
990 910 840~800
965
730~675
1658~1698 1645~1640 1675~1665 1675~1665 1665~1650
(3)炔烃
末端炔烃的C-H伸缩振动一般在3300 cm-1处 出现强的尖吸收带。
对于伸缩振动来说,氢键越强,谱带越宽,吸收强度越 大,而且向低波数方向位移也越大。
对于弯曲振动来说,氢键则引起谱带变窄,同时向高波 数方向位移。
O H NH 游离
R
R
HN H O 氢键
C=O 伸缩 N-H 伸缩 N-H 变形
1690
3500
1620-1590
1650
3400
1650-1620
HO O
苯环取代类型在2000~1667cm-1和 900~650cm-1的图形
邻、间及对位二甲苯的红外光谱
(5)醇和酚
在稀溶液中,O-H键的特征吸收带位于3650~3600 cm-1;在纯液体或固体中,由于分子间氢键的关系, 使这个吸收带变宽,并向低波数方向移动,在 3500~3200 cm-1处出现吸收带。
~17ห้องสมุดไป่ตู้0
~1760(游离态)
(5)芳环、C=C、C=N伸缩振动区 1675~1500cm-1
① RC=CR′ 1620 1680 cm-1 强度弱, R=R′(对称)时,无红外活性。
② 芳环骨架振动在1600~1450 cm-1有二到四 个中等强度的峰,是判断芳环存在的重要标 志之一。

红外光谱分析全解课堂PPT

红外光谱分析全解课堂PPT
红外分光光度计测量分辨率主要决定于狭缝的宽 度,光谱狭缝宽度愈小,仪器的分辨率愈好。所以为 提高仪器的分辨率,应尽可能使狭缝的宽度小。
29
图4-16是聚苯乙烯膜C—H伸缩振动吸收区分辨率与狭 缝宽度的关系。由于狭缝宽不仅分辨率降低,而且谱带形 状和强度也发生变化。
30
2.测量准确度 指仪器记录的样品真实透过度的准确程度。影响测
由于检测器产生的信号很微小,因此,必须将信 号放大,才能记录成红外光谱。
28
三、红外分光光度计的操作性能及影响因素
1.分辨率 分辨率是仪器的重要性能之一,它表示仪器分开
相邻光谱波数(或波长)的能力。普通红外分光光度 计的分辨率至少应为2cm-1或1cm-1,更精密的仪器, 如付里叶变换光谱仪的分辨率可达到0.1cm-1,甚至 更小。
振动光谱分类
定义: 所谓振动光谱是指物质由于吸收了能量而引
起其分子或原子内部基团振动的能量改变所产生 的光谱。 分类:
主要包括红外吸收光谱和激光拉曼光谱。 如果用的光源是红外光谱范围,即0.781000µm,就是红外吸收光谱。如果用的是强单色 光,例如激光,产生的是激光拉曼光谱。
1
第一节 红外光谱的基本原理
9
(5)谱带的划分:
10
11
高岭石{Al4[Si4O10](OH)8 }红外吸收光谱
透过率/%
80 70 60 50 40 30 20 10
0 -10
4000
3500
3000
2500
2000
波 数/cm-1
1500
1000
80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 500
12
三、红外光谱产生的原理
光源 单色器 检测器 电子放大器 记录系统

红外光谱图文课件PPT

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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。

红外光谱最全最详细明了分解ppt课件

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经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响
(1)诱导效应(I效应):基团邻近有不同电负性的取代 基时,由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化,从而 引起键力常数的改变,使基团吸收频率变化。
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1-3 mm,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5 mm,长2050mm;不需预热;两端需用水冷却;
(2) 单色器
(2)共轭效应(C效应): 共轭效应要求共轭体系有共平面性。
(3)瞬间偶极矩大,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.
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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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傅里叶红外光谱分析课件ppt

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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;
2/17/2024
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1.2、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption 满足两个条件: spectroscopy
(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)
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正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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1.3、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
2.2.2. 傅里叶变换红外光谱仪结构(框动图画)
干涉仪
样品室
检测器
光源
计算机
显示器 绘图仪
干涉图 FTS
光谱图
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红外光谱-全ppt课件

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C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1
如: 乙醇 CH3CH2OH (CH3CH2OH)2 (CH3CH2OH)n
O=H=3640cm-1 O=H=3515cm-1 O=H=3350cm-1
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22
振动耦合:
当两个振动频率相同 或相近的基团相邻并由 同一原子相连时,两个 振动相互作用(微扰) 产生共振,谱带一分为 二(高频和低频)。
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。
(3)红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多,可以对 不同结构的化合物给出特征性的谱图,从“指纹区”就 可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫 “分子指纹光谱”。
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4
(4)分析时间短。一般红外光谱做一个样可在10~30分钟 内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱仪在一秒钟以内 就可完成扫描。为快速分析的动力学研究提供了十分有 用的工具。
因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
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17
内部因素
质量效应:
X-H 键的伸缩振动波数(cm-1) 化学键 波数(cm-1) 化学键 波数(cm-1)
C-H C=C-H Ar-H C≡C-H
3000 3100-3000 3100-3000
3300
F-H
Cl-H Br-H

红外光谱谱图解析实例53385ppt课件

红外光谱谱图解析实例53385ppt课件
3300附近 3010— 3040 3030附近
2960±5 2870±10 2930±5 2850±10
振动形式
伸缩 伸缩 伸缩 伸缩 伸缩
伸缩 伸缩 伸缩
反对称伸缩 对称伸缩 反对称伸缩 对称伸缩
吸 收 强 度
m, sh s,b m s,b
s s s
s s s s
说明
判断有无醇类、酚类和有机酸的重 要依据
3、 C=O (1850 1600 cm-1 )碳氧双键的特征峰,强度大, 峰尖锐。 4、单核芳烃 的C=C键伸缩振动(1626 1650 cm-1 )
.
各种官能团的吸收频率范围
从第一区域到第四区域,4000cm-1到400cm-1各种官能团的特征吸收频 率范围。
区 域
基团
—OH(游离)
—OH(缔合)
例: C9H8O2 = (2 +29 – 8 )/ 2 = 6
.
主要官能团的吸收频率范围
1、—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇,酚,酸
2、不饱和碳原子上的=C—H( C—H )
苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1
—NH2,—NH(游离)

—NH2,—NH(缔合) —SH
C—H伸缩振动
不饱和C—H
一 ≡C—H(叁键)
═C—H(双键) 苯环中C—H
饱和C—H

—CH3
—CH3

—CH2 —CH2
吸收频 率
(cm-1 )
3650— 3580 3400— 3200 3500— 3300 3400— 3100 2600— 2500
.

红外吸收光谱分析(共27张PPT)

红外吸收光谱分析(共27张PPT)
这里弹簧的k值就的原子不是静止不动的,原子在其平衡位置做相 对运动,从而产生振动!原子与原子之间的相对运动无非有 两种情况,即:键长发生变化(伸缩振动),键角发生变化 (弯曲振动)
对于双原子分子:没有弯曲振动,只有一个伸缩振动
对于多原子分子来说,包括伸缩振动和弯曲振动。 伸缩振动有对称和不对称伸缩以亚甲基-CH2为例
苯,3N-6=30种,实际上苯的红外谱图上只有几个吸收峰! 说明:不单苯,许多化合物在红外谱图上的吸收峰数目要远 小于其振动自由度(理论计算值)。
原因:(1)相同频率的峰重叠(2)频率接近或峰弱,仪器检测
不出(3)有些吸收峰落在仪器的检测范围之外(4)并不是
(2)对于基频峰:偶极矩变化越大的振动,吸收峰越强
②液体试样:溶液法和液膜法。溶液法是将液体试样溶在适当的红 外溶剂中(CS2,CCl4,CHCl3等)然后注入固定池中进行测定。液 膜法是在可拆池两窗之间,滴入几滴试样使之形成一层薄的液膜。
③固体试样:压片法、糊状法和薄膜法。压片法通常按照固体样品和 KBr为1:100研磨,用高压机压成透明片后再进行测定。糊状法就是把 试样研细滴入几滴悬浮剂(石蜡油),继续研磨成糊状然后进行测定 。薄膜法主要用于高分子化合物的测定,通常将试样溶解在沸点低易 挥发的溶剂中,然后倒在玻璃板上,待溶剂挥发成膜后再用红外灯加 热干燥进一步除去残留的溶剂,制成的膜直接插入光路进行测定。
(3)组频峰:振动之间相互作用产生的吸收峰
(4)泛频峰:倍频峰+组频峰
(5)特征峰:可用于鉴别官能团存在的吸收峰。 (6)相关峰:由一个官能团引起的一组具有相互依存关系 的特征峰
红外光谱可分为基频区和指纹区两大区域
(1)基频区(4000~1350cm-1)又称为特征区或官能团区,其
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率) 在通常情况下,分子大都处于基态振动,一般极性分
子吸收红外光主要属于基态( υ=0)到第一激发态 (υ=1)之间的跃迁,即Δυ=1,其能量差为:
E h k h k 2 2
1 1 k 1307 k
2c
1307 k
发生振动能级跃迁需要的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。
的跃迁。
所以,真实分子的振动是非谐振动。即量子数不局限在 Δυ=±1,还有Δυ=±2,±3,……,因而导致在红 外光谱上有其对应的弱吸收谱带的出现。
基频:υ=0→1的跃迁所引起的吸收。
倍频:基频的倍数2 1,2 2,2 3,…… 组频:基频的和1+2, 1+ 2 + 3,…… 红 差频:基频的差1-2, 21- 3,……
(1)谐振子的振动 将双原子看成质量为m1和m2的两个小球,把链接它
们的化学键看作质量可以忽略的弹簧,那么原子在平衡位 置附近的伸缩振动,可以近似看成一个简谐振动。
μ——原子折合质量 k——弹性模量或键力常数,与键能和键长有关,单位N/cm。
分子的振动能量(量子化):
E振=(υ+1/2)h, υ=0,1,2,3,… ; :振动频
第四部分 红外光谱分析
infrared absorption spectroscopy(IR)
主要内容
一、概述 二、红外吸收产生的原理 三、基团振动频率与特征吸收峰 四、红外光谱解析方法 五、红外光谱仪及应用
一、概述
1、定义
红外光谱法Infrared absorption spectrum, IR)是利用红外分光光度计测量物质对红外光的 吸收及所产生的红外吸收光谱对物质的组成和结 构进行分析测定的方法。
电子光谱包括振-转动光谱,因此紫外可见光谱带最宽, 红外吸收谱带较宽,而转动光谱的吸收带较锐(近似线吸 收);
分子红外吸收光谱主要为振-转动光谱,根据能量不同:
远红外区: 对应分子的转动吸收 中红外区: 对应分子的振动吸收 近红外区: 对应分子的倍频吸收(从基态--第二或第三振动态)
2、双原子分子的振动
名称 近红外 中红外 远红外
波长(μm) 波数(cm-1)
能级跃迁类型
0.75-2.5 13158―4000cm-1 OH、NH、CH的倍频吸收
2.5-25 4000―400cm-1 分子中原子振动和分子转动
25-1000 400―10cm-1
分子转动、骨架振动
通常所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5、红外光谱的应用
样品吸收红外辐射的主要原因是:分子中的化 学键。
因此, IR可用于鉴别化合物中的化学键类型,可 对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质,也适 用于非晶质物质。
二、红外吸收产生的原理
1、分子与光谱
电磁波(光)与原子作用时会产生其特征的原子 光谱,它主要是由原子外层电子能级跃迁而产生的 辐射或吸收; 分子由原子组成,电磁波照射分子时,分子中电 子能级和振-转动能级的跃迁亦产生辐射和吸收, 形成分子光谱。
2、红外光谱: 红外光谱属于分子振动光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子 吸收某些频率的辐射,并使得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长关系 的曲线,即为红外光谱。
3、红外光谱图及表示方法:
横坐标表示吸收峰的位置,用波长(λ,μm)及波数(, cm-1)两种标度;纵坐标为透过率T%。
分子能级:电子能 级、分子振动能级、 分子转动能级。每种 类型都有一定的基态 和一列或多列激发态。
分子能级 间隔 能级差(eV) 吸收的辐射能 光谱
电子能级 最大 1-20
可见光和紫外 电子光谱
振动能级 小些 0.05-1
中红外区
振动光谱
转动能级 最小 0.001-0.05 远红外和微波区 转动光谱
T%——透光率, T=I/I0,I0为入射光的 强度,I为透过光的强 度。 —波数,每厘米距 离包含波长的个数, =1/(cm)= 104/(m)
4、红外光区的划分
红外辐射(或红外光)是波长接近于可见光但能量比可 见光低的电磁辐射,其波长范围约为0.76-1000μm,位于可 见光与微波之间。根据产生、分离和探测这些辐射所采用的 方法以及它的用途,将红外光分成近红外、中红外和远红外 三个波区。
13045.1 299cm 01
0.97
实验测得HCl分子的振动频率是2886cm-1,与计算 值较接近。因此,可以把双原子作为一个谐振子,讨 论双原子分子的振动,能够说明振动光谱的主要特征。
另外
E h k h k 2 2
1 1 k 1307 k
2c
从公式可得出,k越大,μ越小,化学键的振动频率 越高,吸收峰将出现在高波数(σ)区;相反,则出现在 低波数区。
原子或分子的能级跃迁: 初始态能级:E1 激发态能级:E2
E1→E2:吸收电磁波(光),获得吸收光谱; E2→E1:辐射电磁波(光),获得发射光谱;
波尔(Bohr)频率方程式: E2—E1=h=hc/λ=hc
从上式可看出,若两能级间的能量差越大,所吸收 或发射的频率越高(波数越大,波长越短);反之, 则相反。
根据公式及红外光谱测量数据,可以测量各种化学 键力常数k。一般说来,单键的键力常数的平均值约 为5N/cm,而双键和三键的键力常数分别大约是此 值的二倍和三倍。
相反,利用这些实验得到的键力常数的平均值和公 式,可以估算得到各种键型的基频吸收峰的波数。
例:HCl分子 k=5.1×105 N/cm μ=(m1*m2)/(m1+m2)=(35.5*1.0)/(35.5+1.0)=0.97
如:①k减小,μ相同:
k: C≡C > C=C > C—C
σ: 2222 1667 1429;
②k接近,μ增大:
μ: C—C < C—N < C—O
σ: 1430 1330 1280
(2)非谐振子
实际双原子分子的振动只有在振幅很小的 时候才是简谐振动。
谐振子振动
非谐振子振动
原因: ➢ 谐振子的恢复力并不能随着振幅的增大而无限增大; ➢ 分子间以及分子内各个原子间存在相互作用; ➢ 分子的振动能级不是等距的; ➢ 分子振动过程中伴随振动能级跃迁的同时还有转动能级
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