红外吸收练习题ppt课件
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红外吸收光谱PPT课件
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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
红外吸收光谱的应用
确定物质成分
结构分析
通过比较标准物质的红外吸收光谱,可以 确定未知物质的成分。
红外吸收光谱的峰位置和峰强度可以提供 物质分子的振动和转动信息,有助于分析 分子结构和化学键的类型。
定量分析
反应动力学研究
通过测量样品在不同波长下的透射率或反 射率,可以计算样品中目标成分的浓度。
红外吸收光谱可用于研究化学反应过程中 分子振动和转动能级的跃迁。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高选 择性,能够提供物质分子的振动 和转动信息,广泛应用于化学、 物理、环境和生物等领域。
红外吸收光谱的原理
原理
当红外光与物质分子相互作用时,分 子吸收特定波长的红外光,导致分子 振动和转动能级跃迁,产生红外吸收 光谱。
影响因素
分子结构和化学键的性质决定红外吸 收光谱的特征,不同物质具有独特的 红外吸收光谱。
敏度,适用于复杂样品分析。
微型化红外光谱仪
02
通过集成光学、微电子机械系统等技术,将红外光谱仪小型化,
方便携带和移动检测。
多光谱和超光谱红外光谱仪
03
结合多光谱技术和超光谱技术,可同时获取样品多个波段的红
外光谱信息,提高分析效率。
红外吸收光谱的特征峰讲解课件
![红外吸收光谱的特征峰讲解课件](https://img.taocdn.com/s3/m/0f66fd2226d3240c844769eae009581b6bd9bd0b.png)
结果分析
根据处理后的数据,分析特征 峰的位置、强度和形状,推断 样品的结构和性质。
实验数据记录与处理
数据记录
在实验过程中,及时、准确地记录的 数据进行处理,如求导、积分 、拟合等,以提取特征峰信息 。
数据验证
对处理后的数据进行验证,确 保数据的准确性和可靠性。
高分子化合物的红外吸收光谱特征峰
1 2
聚乙烯
在波数2920-2850 cm⁻¹范围内存在一个宽的吸 收峰,这是由C-H伸缩振动引起的。
聚氯乙烯
在波数1720-1700 cm⁻¹范围内存在一个强的吸 收峰,这是由C=O伸缩振动引起的。
3
聚丙烯腈
在波数1650-1630 cm⁻¹范围内存在一个强的吸 收峰,这是由C=C双键的伸缩振动引起的。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
红外吸收光谱的特征 峰讲解课件
目录
CONTENTS
• 红外吸收光谱的基本概念 • 特征峰的产生与识别 • 常见物质的红外吸收光谱特征峰 • 红外吸收光谱的解析与应用 • 实验操作与注意事项
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
材料成分分析
通过分析材料的红外吸收光谱,可以确定材料中各组分的含量和 性质。
材料结构研究
通过分析材料的红外吸收光谱,可以研究材料内部的分子结构和 晶体结构。
材料性能预测
通过分析材料的红外吸收光谱,可以预测材料的物理和化学性能 ,如热稳定性、光学性能等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
环的C=C伸缩振动引起的。
无机化合物的红外吸收光谱特征峰
红外吸收光谱法课件
![红外吸收光谱法课件](https://img.taocdn.com/s3/m/1d1c3776b80d6c85ec3a87c24028915f804d8404.png)
*
红外吸收光谱法
在倍频峰中,二倍频峰还比较强,三倍频峰以上。因跃迁的几率很小。一般都很弱,常常观测不到。 4000~400cm-1间主要测基频峰,既使有倍频峰也很弱。 还有 合频峰(v1+v2 , 2 v1 + v2 ….) 差频峰( v1 - v2 , 2v1 -v2 …….) 很弱,不易辨认。 倍频峰,合频峰,差频峰通称泛频峰,分 子振动并不是严格的简谐振动。
*
红外吸收光谱法
(2)倍频峰: 在红外吸收光谱上除基频峰外,还有振动能级由基态(υ =0),跃迁至第二振动激发态(υ=2),第三振动激发态( υ=3)…..等等,所产生的吸收峰。这些吸收峰称为倍频峰。 二倍频峰: υ0→2 νL=△u·v=(2-0) ·v =2 v 三倍频峰: υ0→3 νL =△ u·v =(3-0) ·v =3v
*
红外吸收光谱法
4.基频峰数目减少的原因 (1)△μ=0 (2)o=c=o (3)仪器分辨率低 对一些频率很近的吸收峰分不开,一些 弱峰仪器灵敏度低,未捡出。 (4)波长超过了仪器的可测范围。 如 CO2只有两个峰。
*
红外吸收光谱法
图6-6二氧化碳的红外光谱图
*
红外吸收光谱法
*
红外吸收光谱法
2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动,转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0
图6~2:偶极子在交变电场中的作用示意图
*
红外吸收光谱法
(1)红外活性 分子振动引起偶极矩的变化,从而产生红外吸收的性质,称为红外活性。其分子称为红外活性分子。相关的振动称为红外活性振动。如H2O ,HCl ,CO为红外活性分子。 (2)非红外活性 若△μ=0,分子振动和转动时,不引起偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红外活性。其分子称为红外非活性分子。如 H2 ,O2 ,N2 ,Cl2….相应的振动称为红外非活性振动。
红外吸收光谱法
在倍频峰中,二倍频峰还比较强,三倍频峰以上。因跃迁的几率很小。一般都很弱,常常观测不到。 4000~400cm-1间主要测基频峰,既使有倍频峰也很弱。 还有 合频峰(v1+v2 , 2 v1 + v2 ….) 差频峰( v1 - v2 , 2v1 -v2 …….) 很弱,不易辨认。 倍频峰,合频峰,差频峰通称泛频峰,分 子振动并不是严格的简谐振动。
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红外吸收光谱法
(2)倍频峰: 在红外吸收光谱上除基频峰外,还有振动能级由基态(υ =0),跃迁至第二振动激发态(υ=2),第三振动激发态( υ=3)…..等等,所产生的吸收峰。这些吸收峰称为倍频峰。 二倍频峰: υ0→2 νL=△u·v=(2-0) ·v =2 v 三倍频峰: υ0→3 νL =△ u·v =(3-0) ·v =3v
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红外吸收光谱法
4.基频峰数目减少的原因 (1)△μ=0 (2)o=c=o (3)仪器分辨率低 对一些频率很近的吸收峰分不开,一些 弱峰仪器灵敏度低,未捡出。 (4)波长超过了仪器的可测范围。 如 CO2只有两个峰。
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红外吸收光谱法
图6-6二氧化碳的红外光谱图
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红外吸收光谱法
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红外吸收光谱法
2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动,转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0
图6~2:偶极子在交变电场中的作用示意图
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红外吸收光谱法
(1)红外活性 分子振动引起偶极矩的变化,从而产生红外吸收的性质,称为红外活性。其分子称为红外活性分子。相关的振动称为红外活性振动。如H2O ,HCl ,CO为红外活性分子。 (2)非红外活性 若△μ=0,分子振动和转动时,不引起偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红外活性。其分子称为红外非活性分子。如 H2 ,O2 ,N2 ,Cl2….相应的振动称为红外非活性振动。
红外吸收光谱分析通用课件
![红外吸收光谱分析通用课件](https://img.taocdn.com/s3/m/1b1d2123a88271fe910ef12d2af90242a895ab32.png)
光转换为电信号。
光源和样品室
提供样品所需的红外光,并保 持样品在分析过程中的稳定性 。
检测系统
用于检测电信号并转换为光谱 数据。
控制和数据处理系统
控制仪器操作,处理和显示光 谱数据。
红外吸收光谱仪器的使用与维护
仪器操作
按照操作手册正确设置和使用仪 器,确保安全性和准确性。
样品准备
根据分析需求准备样品,注意样品 的纯度和浓度。
根据样品类型选择适当的 制样方法,并按照操作步 骤进行样品制备。
将制备好的样品放入光谱 仪的样品仓中,设置合适 的扫描参数,如扫描范围 、分辨率等。
对光谱数据进行处理和分 析,提取所需的信息。
开始扫描,记录红外光谱 数据。
实验数据分析方法
峰位分析
峰形分析
通过分析红外光谱的峰位,确定特定官能 团或化学键的振动频率。
傅里叶变换红外光谱仪
基于傅里叶变换技术,具有高分辨率和灵敏度,广泛应用于化学 、物理和材料科学等领域。
差分移动红外光谱仪
通过差分技术消除背景干扰,适用于气体和液体的分析。
光声红外光谱仪
利用光声效应,适用于痕量气体和低浓度样品的分析。
红外吸收光谱仪器的结构与原理
干涉系统
是傅里叶变换红外光谱仪的核 心部分,通过干涉原理将红外
通过分析药物与生物大分子相互作用时的红外光 谱变化,可以研究药物的作用机制。
生物活性分子结构分析
分析
红外光谱可以用于检测药物代谢产物的结构和性 质。
06
红外吸收光谱分析在环境科学中的应 用
大气污染物的红外吸收光谱分析
总结词
大气污染物种类繁多,红外吸收光谱分析能够快速准确地检测出不同污染物的 成分和浓度。
光源和样品室
提供样品所需的红外光,并保 持样品在分析过程中的稳定性 。
检测系统
用于检测电信号并转换为光谱 数据。
控制和数据处理系统
控制仪器操作,处理和显示光 谱数据。
红外吸收光谱仪器的使用与维护
仪器操作
按照操作手册正确设置和使用仪 器,确保安全性和准确性。
样品准备
根据分析需求准备样品,注意样品 的纯度和浓度。
根据样品类型选择适当的 制样方法,并按照操作步 骤进行样品制备。
将制备好的样品放入光谱 仪的样品仓中,设置合适 的扫描参数,如扫描范围 、分辨率等。
对光谱数据进行处理和分 析,提取所需的信息。
开始扫描,记录红外光谱 数据。
实验数据分析方法
峰位分析
峰形分析
通过分析红外光谱的峰位,确定特定官能 团或化学键的振动频率。
傅里叶变换红外光谱仪
基于傅里叶变换技术,具有高分辨率和灵敏度,广泛应用于化学 、物理和材料科学等领域。
差分移动红外光谱仪
通过差分技术消除背景干扰,适用于气体和液体的分析。
光声红外光谱仪
利用光声效应,适用于痕量气体和低浓度样品的分析。
红外吸收光谱仪器的结构与原理
干涉系统
是傅里叶变换红外光谱仪的核 心部分,通过干涉原理将红外
通过分析药物与生物大分子相互作用时的红外光 谱变化,可以研究药物的作用机制。
生物活性分子结构分析
分析
红外光谱可以用于检测药物代谢产物的结构和性 质。
06
红外吸收光谱分析在环境科学中的应 用
大气污染物的红外吸收光谱分析
总结词
大气污染物种类繁多,红外吸收光谱分析能够快速准确地检测出不同污染物的 成分和浓度。
红外吸收练习题
![红外吸收练习题](https://img.taocdn.com/s3/m/6982fdc9dd3383c4ba4cd24d.png)
已知分子式计算不饱和度 不饱和度意义:
例1:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算
(一)红外光谱解析
1 解析红外光谱的三要素:峰位、峰强及峰形 2 IR光谱解析方法 1)确认分子式计算不饱和度 2)红外光谱解析程序 *先特征、后指纹;先强峰,后次强峰;先粗查,后细找;先 否定,后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证 *先识别特征区的第一强峰,找出其相关峰,并进行峰归属 *再识别特征区的第二强峰,找出其相关峰,并进行峰归属
综上所述,其结构式可能为:
例3、一化合物分子式为C14H12,试根据IR光谱推断其结构式 。
→共轭苯环
→单取代苯
由分子式扣除C6H5—部分,即C14H12—C6H5=C8H7,由 于苯不饱和度为4,C8H7不饱和度为5,说明分子中可能还 有一个苯环存在。由C8H7再扣除C6H5—,即
C8H7-C6H5=C2H2,即—CH=CH—,而谱图中无 峰,说明分子完全对称,据此可推断化合物结构式为:
红外吸收练习题.ppt
二 红外光谱解析方法: 要求:必须是纯物质,纯度大于98%,不含水,防止干扰样 品中羟基峰的观察。 测定前应知: 1 试样的来源: 2 待测试样应充分除去溶剂,防止溶剂与试样发生化学反应; 3 试样的物理化学常数,可作为光谱解析的佐证; 4 利用分子式计算不饱和度:
不饱和度(U):表示有机分子中碳原子的饱和程度,即分子 结构式中距离达到饱和时所缺少一价元素的“对”数。
太阳光
暗
线
第一激发态
E
热能
基态
2)空心阴极灯的发明 1955年Walsh发表了一篇论“Application of atomic
absorption spectrometry to analytical chemistry”,解决了原 子吸收光谱的光源问题,50年代末 PE 和 Varian公司推出了 原子吸收商品仪器。
红外吸收光谱PPT课件
![红外吸收光谱PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/e0c8f59ec8d376eeafaa3165.png)
红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
2. 产生条件
物质吸收红外辐射应满足两个条件:
辐射光具有的能量与发生振动跃迁时所需的能 量相等;
• 当一定频率的红外光照射分子时,如果分子中某 个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致
分子振动 方程
m = m1 m2
m1 m2
c —光速 k —键力常数 u —折合质量
=
N1/ 2 A
k
2c M
M = M1 M2 M1 M2
影响基本振动频率的直接因素是相对原子质量 和化学键的力常数
C-C k 4~6 σ 1190
C=C 8~12 1683
C≡C 12~18 N/cm 2062 cm-1
辐射与物质之间有偶合作用。 实质是外界辐射迁移它的能量到分子中去
偶极矩的变化
偶极矩μ
HCl
d
H
Cl
+q
-q
H2O
H +q
-q O
d
H +q
m=qd
由于分子内原子处于在其平衡位置不断地振动的状态, 在振动过程中d 的瞬时值亦不断地发生变化,因此分 子的μ也发生相应的改变,分子也就具有确定的偶极 矩变化频率;
图 亚甲基的伸缩振动
弯曲振动(或变形振动):基团键角发生周期变化 而键长不变的振动称为变形振动,用符号δ表示。 弯曲振动又分为面内和面外弯曲振动。
亚甲基的弯曲振动
基本振动的理论数
基本振动的数目称为振动自由度,每个振动自由度相 应于红外光谱图上一个基频吸收峰。
每个原子在空间都有三个自由度,如果分子由n 个原 子组成,其运动自由度就有3n 个;
2. 产生条件
物质吸收红外辐射应满足两个条件:
辐射光具有的能量与发生振动跃迁时所需的能 量相等;
• 当一定频率的红外光照射分子时,如果分子中某 个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致
分子振动 方程
m = m1 m2
m1 m2
c —光速 k —键力常数 u —折合质量
=
N1/ 2 A
k
2c M
M = M1 M2 M1 M2
影响基本振动频率的直接因素是相对原子质量 和化学键的力常数
C-C k 4~6 σ 1190
C=C 8~12 1683
C≡C 12~18 N/cm 2062 cm-1
辐射与物质之间有偶合作用。 实质是外界辐射迁移它的能量到分子中去
偶极矩的变化
偶极矩μ
HCl
d
H
Cl
+q
-q
H2O
H +q
-q O
d
H +q
m=qd
由于分子内原子处于在其平衡位置不断地振动的状态, 在振动过程中d 的瞬时值亦不断地发生变化,因此分 子的μ也发生相应的改变,分子也就具有确定的偶极 矩变化频率;
图 亚甲基的伸缩振动
弯曲振动(或变形振动):基团键角发生周期变化 而键长不变的振动称为变形振动,用符号δ表示。 弯曲振动又分为面内和面外弯曲振动。
亚甲基的弯曲振动
基本振动的理论数
基本振动的数目称为振动自由度,每个振动自由度相 应于红外光谱图上一个基频吸收峰。
每个原子在空间都有三个自由度,如果分子由n 个原 子组成,其运动自由度就有3n 个;
红外吸收练习题39页PPT
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红外吸收练习题
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件
![现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/8f492119a0116c175e0e4822.png)
电磁波区域
NMR 微波分光
电磁波可分为高频、
中频及低频区。高频对 应放射线(g射线,C 射线),涉及原子核, 内层电子;而中等频率 指紫外-可见光,近红 外、中红外和远红外光 ,涉及外层电子能级的 跃迁,振动及转动。低 频指电波(微波,无线 电波),涉及转动,电 子自旋,核自旋等。
XPS
X射线荧光分析
- 10 -
能级跃迁:
电子能级间跃迁的同时, 总伴随有振动和转动能级间 的跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱线而呈现 宽谱带(带状光谱)。
- 11 -
带状分子吸收光谱产生的原因:---宏观表现
电子跃迁可以从基态激发到激发态的任一振动、转动能 级上。故电子能级跃迁产生的吸收光谱包含了大量谱线 ,并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。
-9-
分子的各能级:
转动能级间的能量差:0.005~0.05 eV,跃迁产生吸收 光谱位于远红外区(远红外光谱或分子转动光谱);
振动能级的能量差:0.05~1 eV,跃迁产生的吸收光谱 位于红外区(红外光谱或分子振动光谱);
电子能级的能量差较大,约为1~20 eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的 电子光谱)。
3.1 电子跃迁与分子吸收光谱
物质分子内部三种运动形式:电子相对于原子核的运动 ;原子核在其平衡位置附近的相对振动;分子本身绕其 重心的转动。
分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级和转动能 级。
三种能级都是量子化的,且各自具有相应的能量。 分子的内能:电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er。
.— .— . . .
紫外-可见-近红外吸收光谱法
1
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NMR 微波分光
电磁波可分为高频、
中频及低频区。高频对 应放射线(g射线,C 射线),涉及原子核, 内层电子;而中等频率 指紫外-可见光,近红 外、中红外和远红外光 ,涉及外层电子能级的 跃迁,振动及转动。低 频指电波(微波,无线 电波),涉及转动,电 子自旋,核自旋等。
XPS
X射线荧光分析
- 10 -
能级跃迁:
电子能级间跃迁的同时, 总伴随有振动和转动能级间 的跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱线而呈现 宽谱带(带状光谱)。
- 11 -
带状分子吸收光谱产生的原因:---宏观表现
电子跃迁可以从基态激发到激发态的任一振动、转动能 级上。故电子能级跃迁产生的吸收光谱包含了大量谱线 ,并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。
-9-
分子的各能级:
转动能级间的能量差:0.005~0.05 eV,跃迁产生吸收 光谱位于远红外区(远红外光谱或分子转动光谱);
振动能级的能量差:0.05~1 eV,跃迁产生的吸收光谱 位于红外区(红外光谱或分子振动光谱);
电子能级的能量差较大,约为1~20 eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的 电子光谱)。
3.1 电子跃迁与分子吸收光谱
物质分子内部三种运动形式:电子相对于原子核的运动 ;原子核在其平衡位置附近的相对振动;分子本身绕其 重心的转动。
分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级和转动能 级。
三种能级都是量子化的,且各自具有相应的能量。 分子的内能:电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er。
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紫外-可见-近红外吸收光谱法
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红外吸收光谱法课件PPT
![红外吸收光谱法课件PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/133c9488a0c7aa00b52acfc789eb172ded6399da.png)
02 红外吸收光谱仪的组成与 操作
红外吸收光谱仪的组成
01
02
03
04
光源
发射特定波长的红外光,为样 品提供能量。
干涉仪
将红外光分成两束,分别经过 样品和参比,再合并形成干涉
。
检测器
检测干涉后的红外光,转换为 电信号。
数据处理系统
处理检测器输出的电信号,生 成红外吸收光谱。
红外吸收光谱仪的操作流程
多光谱融合
将红外光谱与其他光谱技 术进行融合,实现多维度、 多角度的物质成分和结构 分析。
云平台与大数据
利用云平台和大数据技术, 实现红外光谱数据的共享、 挖掘和分析,推动科研合 作与成果转化。
感谢您的观看
THANKS
检查部件
定期检查仪器各部件是否正常 工作,如光源、干涉仪、检测 器等。
定期校准
为保证测试结果的准确性,应 定期对仪器进行校准。
数据备份
对测试结果进行备份,以防数 据丢失。
03 红外吸收光谱法的实验技 术
样品的制备与处理
样品制备
将待测物质研磨成粉末,以便更 好地分散在测试介质中。
样品处理
根据实验需求,对样品进行纯化 、干燥等预处理,以消除干扰因 素。
用于检测大气和水体中 的污染物,如挥发性有 机化合物、重金属等。
用于研究生物大分子的 结构和功能,如蛋白质、
核酸等。
红外吸收光谱法的历史与发展
历史
红外吸收光谱法自19世纪中叶被发现以来,经历了多个发展阶段,不断完善和 改进。
发展
随着仪器的改进和计算机技术的发展,红外吸收光谱法的应用范围不断扩大, 分析精度和灵敏度也不断提高。未来,红外吸收光谱法将继续在各个领域发挥 重要作用。
现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件
![现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/8f492119a0116c175e0e4822.png)
I0= Ia+ It+ Ir 由于反射光强度很弱,其影响很小,上式可简化为:
I0= Ia+ It
吸光度: 为透光度倒数的对数,用A表示, 即 A=lg1/T=lgI0/It
透光度:透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比,用T表示: 即 T= It/I0
-6-
2.2 光吸收定律
朗伯-比耳定律
朗伯——比尔定律:A=kcl
- 13 -
4. 紫外-可见吸收光谱的产生
E = Ee +Ev + Er hv = ΔE = E2 - E1 = ΔEe + ΔEv + ΔEr
n E h
l
c
n
hc E
- 14 -
分子、原子或离子具有不连续的量子化能级---微观 仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等
时才能发生吸收
H
H
CC
H
H
[C=C是发色基团]
助色基团取代,p p*跃迁(K带)将发生红移
取代基 -SR 红移距离 45(nm)
-NR2 40(nm)
-OR 30(nm)
-Cl 5(nm)
CH3 5(nm)
- 26 -
2. 立体结构和互变结构的影响
顺反异构:
H
H
反式:λmax=295.5 nm; εmax=29000
- 29 -
3.2 对精细结构的影响
极性溶剂使精细结构消失
- 30 -
溶剂本身有紫外吸收,选用溶剂时须注意其最低波长极限:
- 31 -
3.3 溶剂选择的原则 比较未知物与已知物的吸收光谱时,必须采用相同的溶 剂; 应竟可能地使用非极性溶剂,以便获得物质吸收光谱的 特征精细结构; 所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。
I0= Ia+ It
吸光度: 为透光度倒数的对数,用A表示, 即 A=lg1/T=lgI0/It
透光度:透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比,用T表示: 即 T= It/I0
-6-
2.2 光吸收定律
朗伯-比耳定律
朗伯——比尔定律:A=kcl
- 13 -
4. 紫外-可见吸收光谱的产生
E = Ee +Ev + Er hv = ΔE = E2 - E1 = ΔEe + ΔEv + ΔEr
n E h
l
c
n
hc E
- 14 -
分子、原子或离子具有不连续的量子化能级---微观 仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等
时才能发生吸收
H
H
CC
H
H
[C=C是发色基团]
助色基团取代,p p*跃迁(K带)将发生红移
取代基 -SR 红移距离 45(nm)
-NR2 40(nm)
-OR 30(nm)
-Cl 5(nm)
CH3 5(nm)
- 26 -
2. 立体结构和互变结构的影响
顺反异构:
H
H
反式:λmax=295.5 nm; εmax=29000
- 29 -
3.2 对精细结构的影响
极性溶剂使精细结构消失
- 30 -
溶剂本身有紫外吸收,选用溶剂时须注意其最低波长极限:
- 31 -
3.3 溶剂选择的原则 比较未知物与已知物的吸收光谱时,必须采用相同的溶 剂; 应竟可能地使用非极性溶剂,以便获得物质吸收光谱的 特征精细结构; 所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。
第三章 红外吸收光谱完整版本ppt课件
![第三章 红外吸收光谱完整版本ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/281da4ceb307e87101f696c2.png)
解析完后,进行验证,不饱和度与计 算值是否相符,性质与文献值是否一致, 与标准图谱进行验证
谱图对照应注意:所用的仪器在分辨 率和精确度一致;测定的条件一致;杂质 引进的吸收带应仅可能避免。
.
三、红外光谱解析实例C8H16
例一:未知物分子式为C8H16,其红外图谱如 下图所示,试推其结构。
.
解:由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1, 即该化合物具有一个烯基或一个环。
C C 2100
H 763 ,694(双峰)
CO 1638 C(C 芳环)1597 ,1495 ,1445
.
➢
解:
U
2
29
1
7
7
可能含有苯环
2
1638cm1强吸收 为 CO 3270cm1有吸收 NH 1132353123003300ccccmmmm( ( 1111吸强 强收) ) C N含 含NHCCCH 13023608ccmm11 为CH H 1597 ,1495 和 1445cm(1 三峰) 为 C(C 芳环) 763 和 694cm(1 双峰) 为 H(单取代)
❖ 3387、3366 cm-1 :NH2的伸缩振动; ❖ 1624 cm-1 : NH2弯曲振动; ❖ 1274 cm-1 :C-N伸缩振动;
❖综合上述信息及分子式,可知该化合物为:
邻苯二胺
.
图谱解析实例 例1 某化合物,测得分子式为C8H8O,其红外
光谱如下图所示,试推测其结构式。
C8H8O红外光谱图
1查找基团时先否定以逐步缩小范围2在解析特征吸收峰时要注意其它基团吸收峰的干扰3350和1640cm1处出现的吸收峰可能为样品中水的吸收3吸收峰往往不可能全部解析特别是指纹区4掌握主要基团的特征吸收
红外吸收光谱分析(共27张PPT)
![红外吸收光谱分析(共27张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/0a408ffa51e2524de518964bcf84b9d528ea2c2f.png)
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
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
红外吸收光谱分析-PPT
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红外区光谱用波长和波数(wave number)来 表征 ;
波长多用μm做单位; 波数:以σ表示,定义为波长得倒数,单位cm-1,其
物理意义就是每厘米长光波中波得数目。 σ=1/λ(cm)=104/λ(μm)=υ/c 用波数表示频率得好处就是比用频率要方便,
且数值小。 一般用透光率-波数曲线或透光度-波长曲线来
第三章 红外吸收光谱分析
3、2 基本原理 3、2、2 双原子分子得振动
红外光谱就是由于分子振动能级得跃迁(同时伴有转动能级跃迁) 而产生,即分子中得原子以平衡位置为中心作周期性振动,其振幅非 常小。这种分子得振动通常想象为一根弹簧联接得两个小球体系, 称为谐振子模型。这就是最简单得双原子分子情况,如下图所示。
基频峰、倍频峰和泛频峰
分子吸收红外辐射后,由基态振动能级(V=0)跃迁至 第一振动激发态(V=1)时,所产生得吸收峰称为基频 峰。因为△V=1时, L= ,所以 基频峰得位置等于 分子得振动频率。
在红外吸收光谱上除基频峰外,还有振动能级由基态 ( V =0)跃迁至第二激发态( V =2)、第三激发态( V =3),所产生得吸收峰称为倍频峰。
在室温时,分子处于基态( V = 0): EV= 1/2h ,此时,伸缩振动得频率很小。
条件一:辐射光子得能量应与振动跃 迁所需能量相等
当有红外辐射照射到分子时,若红 外辐射得光子(L)所具有得能量(EL) 恰好等于分子振动能级得能量差 (△EV)时,则分子将吸收红外辐射而跃
迁至激发态,导致振幅增大。
多原子分子振动
多原子分子由于原子数目增多,组成分子得键 或基团和空间结构不同,其振动光谱比双原子 分子要复杂。但就是可以把她们得振动分解 成许多简单得基本振动,即简正振动。
简正振动:简正振动得振动状态就是分子质 心保持不变,整体不转动,每个原子都在其平 衡位置附近做简谐振动。
波长多用μm做单位; 波数:以σ表示,定义为波长得倒数,单位cm-1,其
物理意义就是每厘米长光波中波得数目。 σ=1/λ(cm)=104/λ(μm)=υ/c 用波数表示频率得好处就是比用频率要方便,
且数值小。 一般用透光率-波数曲线或透光度-波长曲线来
第三章 红外吸收光谱分析
3、2 基本原理 3、2、2 双原子分子得振动
红外光谱就是由于分子振动能级得跃迁(同时伴有转动能级跃迁) 而产生,即分子中得原子以平衡位置为中心作周期性振动,其振幅非 常小。这种分子得振动通常想象为一根弹簧联接得两个小球体系, 称为谐振子模型。这就是最简单得双原子分子情况,如下图所示。
基频峰、倍频峰和泛频峰
分子吸收红外辐射后,由基态振动能级(V=0)跃迁至 第一振动激发态(V=1)时,所产生得吸收峰称为基频 峰。因为△V=1时, L= ,所以 基频峰得位置等于 分子得振动频率。
在红外吸收光谱上除基频峰外,还有振动能级由基态 ( V =0)跃迁至第二激发态( V =2)、第三激发态( V =3),所产生得吸收峰称为倍频峰。
在室温时,分子处于基态( V = 0): EV= 1/2h ,此时,伸缩振动得频率很小。
条件一:辐射光子得能量应与振动跃 迁所需能量相等
当有红外辐射照射到分子时,若红 外辐射得光子(L)所具有得能量(EL) 恰好等于分子振动能级得能量差 (△EV)时,则分子将吸收红外辐射而跃
迁至激发态,导致振幅增大。
多原子分子振动
多原子分子由于原子数目增多,组成分子得键 或基团和空间结构不同,其振动光谱比双原子 分子要复杂。但就是可以把她们得振动分解 成许多简单得基本振动,即简正振动。
简正振动:简正振动得振动状态就是分子质 心保持不变,整体不转动,每个原子都在其平 衡位置附近做简谐振动。
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暗
线
第一激发态
E
热能
基态
E h h c
33
2)空心阴极灯的发明 1955年Walsh发表了一篇论“Application of atomic
absorption spectrometry to analytical chemistry”,解决了原 子吸收光谱的光源问题,50年代末 PE 和 Varian公司推出了 原)
酯
Cs OC1126 cm1(s)
—OCH3
综上,结构中存在Ar—COOCH3单元结构。
12
不饱和度等于6,1个苯环占去4个,1个羰基占去1个,还余1个
不饱和度,而谱图中无 CC峰,不存在C=C基团,结合苯为
邻取代,从C10H10O4减去已知的C8H7O2,还剩C2H3O2,故应 还有一个—COOCH3结构。
880cm1、775cm1、690cm1 H
3450
cm 1、3300
cm 1
(伯胺)
NH
1625 cm1 NH
2920 cm1 2860 cm1 CH
1470cm1
as CH3
1378cm1
s CH3
根据以上分析,再结合分 子式,该未知物结构式为:
1450cm1
as CH3
1380cm1
s CH3
CH 3
氰基
此化合物结构为:对甲基苯氰
23
例7 已知某液体,沸点为203.5℃,分子式为C7H9N,测定 其红外光谱如下,试推测其结构。
解:U 2 2 7 1 9 4,可能有苯环。 2
24
3010cm1 H 1595cm1、1500cm1 CC()
960 cm 1 CH
单取代共轭苯 乙酸酯
反式烯烃二取代
20
2930 cm1、2856 cm1 CH
1460cm1
、 as
CH 2
CH3
1380cm 1
s C
H3
此化合物的结构可能为:
CH 3、CH 2
21
例6 某一检品,分子式为C8H7N。红外光谱如下,推断其 结构。
36
37
22
解:U 2 2 8 1 7 6, 可能含有苯环. 2
3030cm1 H
1610 cm1、1510 cm1 CC
1175cm1 H
815cm1 H
对双取代苯
2220 cm1、3333 ~ 3267 cm1没峰 CN
2920 cm1 CH
羰基峰,分裂峰1581cm-1的存 在,提示C=O有可能直接与苯 环相连,发生共轭。
11
as CH
3
2954cm1
s CH
3
2847cm1
as CH 3
1435cm1
甲基,其中2954cm-1和2847cm-1 两峰,可能因甲基与杂原子相 连而向低频移动,结构式中只 有氧杂原子。
as C O
例1:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算
U 2276 5
2
3
(一)红外光谱解析 1 解析红外光谱的三要素:峰位、峰强及峰形 2 IR光谱解析方法 1)确认分子式计算不饱和度 2)红外光谱解析程序 *先特征、后指纹;先强峰,后次强峰;先粗查,后细找;先 否定,后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证 *先识别特征区的第一强峰,找出其相关峰,并进行峰归属 *再识别特征区的第二强峰,找出其相关峰,并进行峰归属
→共轭苯环
768cm1、695cm1 H →单取代苯
965cm1 烯烃反式二取代
15
由分子式扣除C6H5—部分,即C14H12—C6H5=C8H7,由 于苯不饱和度为4,C8H7不饱和度为5,说明分子中可能还 有一个苯环存在。由C8H7再扣除C6H5—,即
C8H7-C6H5=C2H2,即—CH=CH—,而谱图中无 CC
4
5
6
(二)IR光谱解析实例 例1 已知某未知物的分子式为C4H10O,测得其红外吸收光谱如 下图,试推断其分子结构式。
7
解:1.计算不饱和度, U 2 2 4 10 0 为饱和脂肪族类化合物。
2
2.特征峰及相关峰:
as CH
3
2970cm1
(v
s)
s CH
3
2874cm1
间二取代苯
NH 2 CH 3
25
例8 未知物分子式为C10H12O,根据其红外光谱推测其结构。
解:U 2 2 10 12 5,可能有苯环。 2
1610cm1、1570cm1、1500cm1 CC() 3060cm1、3030cm1 H 830cm1 H
不饱和度(U):表示有机分子中碳原子的饱和程度,即分子 结构式中距离达到饱和时所缺少一价元素的“对”数。
2
已知分子式计算不饱和度
U 2 2n4 n3 n1 2
不饱和度意义:
U 0 分子中无双键或环状结构 U 1 分子中可能含一个双键或一个环 U 2 分子中可能含两个双键,或一个双键 环,或一个叁键 U 4 分子中可能含苯环 U 5 分子中可能含苯环 一个双键
3350
cm 1
(仲胺)
NH
1550 cm1 NH
仲酰胺
1650 cm1 CO
3180 cm1 OH
1250 cm1 CO
苯酚
1600cm1、1500cm1 CC()
800cm1 H
1460cm1
as CH3
1370cm1
对二取代共轭苯
26
2960 cm1、2870 cm1 CH
1460cm1
as CH3
1390cm1、1365cm1
s CH 3
1700 cm1 CO
2820cm1、2720cm1 CH (O)
异丙基
CHO
根据分子式,结合以上分析,未知物结构为:
火焰
空心阴极灯
棱镜 光电管
34
3)电热原子化技术的提出: 1959年里沃夫提出电热原子化技术,大大提高了原子
吸收的灵敏度。
35
3.原子吸收分光光度法的特点: 优点: ①准确度高:火焰法RSD<1%,石墨炉法RSD3%~5%。 ②灵敏度高:火焰原子吸收法达10-9g/mL,非火焰法10-13 g/mL。 ③选择性好:抗干扰能力强,一般情况下共存元素不干扰。 ④应用广:可测定70多个元素(各种样品中)。 局限性: ①工作曲线范围窄。 ②通常一种元素一种元素灯,使用不方便。 ③难熔元素、非金属元素及同时测定多种元素还比较困难。
s CH3
对位取代苯
CH 3
29
根据以上分析,结合分子式,该化合物结构为:
OH
NH C CH3 O
30
第十三章 原子吸收分光光度法 (atomic absorption spectrophotometry)
要求:
1.掌握共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸 收、峰值吸收等基本概念;
2.特征峰及相关峰:
CH 3070 cm1(w),3001 cm1(m) CC1597 cm1,1489 cm1,1581 cm1
1581cm-1是因为取代基 与苯环发生共轭,使 1600cm-1峰分裂而成
邻位取代苯
CH 748 cm1(邻位取代 )
CO1728 cm1(vs)
第四节 红外光谱解析
一 试样的制备 1 气体——气体池
①液膜法——难挥发液体(BP 80C) 2 液体 ②溶液法:液体池法,一般液体试样及有合适溶剂
的固体试样。
3 固体
①研糊法(液体石腊法) ②KBr压片法 ③薄膜法
1
二 红外光谱解析方法: 要求:必须是纯物质,纯度大于98%,不含水,防止干扰样 品中羟基峰的观察。 测定前应知: 1 试样的来源: 2 待测试样应充分除去溶剂,防止溶剂与试样发生化学反应; 3 试样的物理化学常数,可作为光谱解析的佐证; 4 利用分子式计算不饱和度:
苯环
750cm1、700cm1 H
单取代苯
2935 cm1、2855 cm1 CH 1460cm1 CH2
CH 2
由此可推测此化合物的结构为:
18
例5 一化合物的分子式为C11H12O2,试根据其红外光谱图, 推断该化合物的结构。
19
解:U 2 2 1112 6,可能有苯环。 2
2.掌握原子吸收分光光度法的特点;
3.掌握原子吸收值与原子浓度的关系及原子吸收光谱 测定原理;
4.熟悉原子在各能级的分布;
5 熟悉吸收线变宽的主要原因;
6.熟悉原子吸收计的基本构造;
7.了解光谱项及能级图。
31
概述:
1.原子吸收分光光度法( atomic absorption spectrophotometry;AAS ):是根据蒸气相中被测元素的基 态原子对特征辐射的吸收来测定试样中该元素含量的方法。 2.历史:原子吸收光谱的发展经历了3个发展阶段:
峰,说明分子完全对称,据此可推断化合物结构式为:
16
例4 一化合物的分子式为C8H10O,试根据红外光谱,推 断其结构。
17
解:U 2 2 8 10 4,可能有苯环。 2
3355cm1 OH 1050cm1 CO
— OH(伯醇)
3080cm1、3060cm1、3030cm1 H 1615cm1、1500cm1 CC()
3100 ~ 3000cm1 H 1600cm1、1580cm1、1500cm1 CC()