最新近红外光谱法电子教案
分析化学电子教案红外吸收光谱法.doc
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.授课内容教学目的要求教学重点难点教学方法手段教案（四）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级： 2008 级化学专业任课教师：杨季冬 / 牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1学期第四章红外吸收光谱法课时安排 4 学时了解红外吸收光谱法的特点 , 掌握红外吸收光谱法的原理：分子的振动；红外吸收光谱产生的条件和谱带强度；基团振动与红外光谱区域；影响基团频率位移的因素。
了解红外光谱仪的构造及红外吸收法的应用。
教学重点：红外吸收光谱法的原理；红外吸收光谱仪的基本原理及应用。
教学难点：红外吸收光谱法的原理。
多媒体课件，以讲授为主第一节概述一、红外光谱法特点二、红外光谱图表示方法第二节红外吸收基本理论一、分子振动二、红外吸收光谱产生的条件和谱带强度教学三、基团振动与红外光谱区域内四、影响基团频率位移的因素容提第三节红外吸收光谱仪纲一、红外光谱仪主要部件二、色散型红外光谱仪三、傅里叶变换红外光谱仪第四节红外吸收光谱分析一、试样的制备二、红外吸收光谱分析课外学习理解并掌握本章所讲内容，完成课后思考题2、5、7。
要求教学后记第四章红外吸收光谱法第一节概述1红外光谱法特点1.1 红外光谱不涉及分子的电子能级，主要是振动能级跃迁。
红外光谱波长范围约为0.78~ 1000 μm：（1）近红外光区（ 0.78 ~ 2.5 mμ）（2）中红外光区（ 2.5 ~ 50 mμ）（3）远红外光区（ 50 ~ 1000 mμ）与紫外 -可见吸收光谱法比较，红外光谱法具有以下特点：（1）紫外 -可见吸收光谱是电子 -振-转光谱，涉及主要是电子能级跃迁，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；而红外光谱是振 -转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎（除了单原子分析和同核双原子分子外）可用于所有化合物的研究。
（2）红外光谱法最重要和最广泛的用途是对有机化合物进行结构分析。
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法
基本要点：
1.红外光谱分析基本原理；
2.红外光谱与有机化合物结构；
3.各类化合物的特征基团频率；
4.红外光谱的应用;
5.红外光谱仪.
学时安排：3学时
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。
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
1。
最新红外光谱实验操作详细介绍教学讲义ppt课件
1.0
0.9
0.8
正二十二烷
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0 3000
如果有机物样品不含
结晶水，用溴化钾压 片法，在3400和 1640cm-1左右也会出 现水的吸收峰。
2000
1000
Wavenumbers (cm-1)
无机和配位化合物分子中 通常都含结晶水或羟基，结晶 水或羟基的吸收峰会与溴化钾 吸附空气中的水吸收峰重叠在 一起。当空气的湿度较大时， 就很难判断是否含有结晶水或 羟基。
1000
Wavenumbers (cm-1)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0 1500
A bs o rb a n c e
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
1 70 8
1 75 9 1 70 8
1 75 7
石
蜡
油
显
微
柠檬苦素
1000 Wavenumbers (cm-1)
（2）溴化钾和样品一起研磨时，溴 化钾吸附空气中的水；
（3）样品本身含有结晶水。
对于吸附水，可用低温烘干 的方法，例如，将样品放入40℃ 烘箱中过夜；也可以用真空干燥 的方法。但这两种方法都有可能 使样品中的结晶水脱掉。
A bs o rb a n c e
2 82 8 1 61 7
1 37 9 1 09 7
烘得多么干，也会出现这种现象。
1.0
0.9
0.8
150mg左右纯KBr研
0.7
近红外光谱法PPT课件
37
近红外光谱定量分析的流程与步骤
38
❖ 拓扑学方法和ANN方法等常用于非线性关系的 关联。
❖ ANN和PLS方法结合使用，可改善数据关联的 能力。
39
建立定量模型的方法
❖ MLR只要知道混合物中某些组分的浓度或性质，就 可以建立复杂体系的校正模型。但是仅适用几个波 长下的光谱数据，常常会丢失许多光谱信息。
❖平滑处理涉及处理窗口的大小，较大的平 滑点数可以使信噪比提高，但同时也会导 致信号的失真。
30
多元散射校正MSC
❖ 主要是消除颗粒分布不均匀及颗粒大小产生的散 射影响
❖ 经过散射校正后的光谱有效地消除了原始光谱由 于颗粒度及装样误差所导致的基线平移和非线性
影响
31
人参总皂甙近红外光谱及定标建模分析
❖ 中国药典2005版首次收载
附录XIXK 近红外分光光度法指导原则
2
NIR的特点
❖分析速度快，分析效率高 ❖适用的样品范围广（液体、固体、半固体和
胶状体） ❖样品一般不需要预处理，分析成本较低 ❖测试重现性好 ❖不破坏样品，应用在活体分析和医药临床领
域 ❖不适合痕量分析以及分散性样品的分析
3
二、基本原理
❖ 合频近红外谱带位于2000~2500nm处，一级 倍频位于1400~1800nm处，二级倍频位于 900~1200nm处，三级和四级或更高级倍频 则位于780~900nm处。
11
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不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
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不同化合物基团在近红外区的吸收谱带
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❖分子振动从基态向高能级跃迁时产生的；记录 的主要是含氢基团 C－H、O－H、N－H、S －H的倍频和合频吸收。
第九章红外吸收光谱法PPT学习教案
O－H 0.96 7.7
N－H 1.00 6.4
C＝O 1.22 12.1
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例：计算C-H伸缩振动基本吸收峰的频率。
解： 已知 kC-H=5.0N/cm
M = 12 1 = 0.9231 12 1
= 1307 5 = 3042cm1
0.9231
或
M
=
121 (12 1) 6.021023
化合物 vC=O(cm1)
1710—1725 1661
1695—1680
1667—
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当分子中的原子或基团同时呈现出诱导效应和共轭效 应，此时双键吸收频率的位移取决于占优势的效应。
例如，—OR的氧原子的吸电子诱导效应强于氧原子中 孤对电子参与的共轭效应，因此C=O吸收频率向高频移动 。反之，对—SR中的硫原子，其孤电子对的共轭效应占支 配地位，因而C=O吸收频率向低频移动。
3．振动偶 合
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4、费米共振
当一振动倍频与另一振动基频接近时，相互作用而产生很强的吸收 峰或发生分裂的现象叫费米共振。
如：
O C Cl
分子中的C=O 的基频伸缩振动 C=O 1774cm-1,与 C-C 变角振动880-860cm-1的倍频发生费米共振，而
使C=O 裂杂分子的振动，都可视作由3N－6或 3N－5个简正振动叠加而成。
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振动自由度与红外吸收峰
有一个振动自由度就有一种振动状态，理论上讲就应在红外谱图上 产生相应的一个基频吸收带。
如： H2O 振动自由度为 3×3-6=3 红外吸收就有3个峰： 3750cm–1， 3650cm-1，1595cm-1，
例：在醇类化合物中，O-H伸缩振动频率随溶液浓度的增加
红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法基本要点：1.红外光谱分析基本原理；2.红外光谱与有机化合物结构；3.各类化合物的特征基团频率；4.红外光谱的应用;5.红外光谱仪.学时安排：3学时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。
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）。
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）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、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。
红外吸收光谱法基本原理电子教案.
《仪器分析》教案内容中红外光区的四个吸收区域影响基团频率位移的因素教学重点红外吸收光谱图教学难点产生红外吸收光谱的原因产生红外吸收光谱的原因影响基团频率位移的因素参考资料仪器分析,黄一石,化学工业出版社仪器分析,高晓松,科学出版社分析化学(仪器分析部分),林树昌,曾泳怀,高等教育出版社一、概述1、红外光的发现红外辐射是在1800 年由英国的威廉.赫谢尔（Willian Hersher）发现的。
2、物质对红外光的选择性吸收赫歇尔通过实验发现，不同的溶液对红外光的吸收程度是不同的，同一种溶液对不同红外光也具有不同程度的吸收。
所以说，物质对红外光具有选择性吸收。
3、红外吸收光谱（1）红外吸收光谱图一般用T-λ或T-σ曲线表示。
4、红外光谱法的特点（1)应用面广，提供信息多且具有特征性（2)不受样品相态的限制，亦不受熔点、沸点和蒸气压的限制。
（3)样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操作方便。
（4)现在已经积累了大量标准红外光谱图可供查阅。
（5)局限：有些物质不能产生红外吸收峰，不能用红外吸收光谱法鉴别，有干扰，准确度和灵敏度均低于可见、紫外吸收光谱法。
二、产生红外吸收光谱的原因1、分子振动（1）分子振动方程式k化学键力常数，单位 N/cmμ分子折合质量（2）简正振动分子中所有原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，是振幅可能不同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置，且同时到达其最大位移值，附近作简谐振动，每一个简正振动都有一定的频率,称为基频。
（3）分子的振动形式❑分子的振动形式可分为两大类：伸缩振动和变形振动。
❑伸缩振动是指原子沿键轴方向伸缩，使键长发生变化而键角不变的振动，动形式可分为两种：对称伸缩振动和反对称伸缩振动；❑变形振动是指使键角发生周期性变化的振动，又称弯曲振动。
可分为面内、面外、对称及不对称变形振动等形式。
2、振动能级的跃迁用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与它一样，则两者就会发生共振，这个基团就吸收了一定频率的红外光，从原来的基态振动能级跃迁到较高的振动能级，从而产生红外吸收。