文档介绍：19世纪初,发现红外线。
1892年,利用岩盐棱镜和测热辐射计测定了20多种有机化合物红外光谱。
1905年,科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物红外光谱,确定了红外光谱与分子结构间的特定联系。
1930年前后,量子理论的提出和发展促进了红外光谱研究的全面深入发展。
第四章红外吸收光谱
1. 红外光谱的发展
1947年,第一台红外分光光度计问世。棱镜(第一代)
20世纪60年代,第二代红外光谱仪。光栅
20世纪70年代后期,第三代红外光谱仪。干涉型傅里叶变换红外光谱仪。
现在,激光红外分光光度计。(第四代)可调激光器作为光源代替单色器。
红外光谱是依据样品在中红外光区(~25微米波长)吸收谱带的位置、强度、形状、个数推测分子的空间结构、官能团的类型等确定分子结构。
不破坏样品。气、液、固等都可做红外光谱。测定方便,制样简单。
红外光谱特征性高。分子指纹光谱
分析时间短。
所需样品量少。1~5 mg
2. 红外光谱法的特点
固体样品
(1)压片法
(2)糊状法
(3)溶液法
(4)薄膜法
液体样品
(1)溶液法
(2)液膜法
气体样品
3. 红外光谱测定样品制备
红外光区分三个区段:
近红外区:~m(13333~4000cm-1), 泛音区(用于研究
单键的倍频、组频吸收)
中红外区:~25m,4000~400cm-1, 基频振动区,一般所称
的红外区(各种基团基频振动吸收)
远红外区:25m以上,转动区(价键转动、晶格转动)
红外光: 介于可见光与微波之间的电磁波.
~1000 m
红外光谱的概念:
用连续波长(~25m, 频率4000~400cm-1)的红外光光波照射样品,引起分子内振动和转动能级跃迁所产生的吸收光谱, 用IR表示.
红外光谱的产生条件:
(1). 辐射光的频率与分子振动的频率相当,才能被吸收产生红外光谱.
(2). 振动过程中能引起分子偶极矩变化的分子才能产生红外吸收光谱.
例如:
H2,O2,N2等双原子分子—振动不引起偶极矩变化, 无红外吸收.
, , 其键伸缩振动不引起偶极矩变化, 无红外吸收.
红外光谱表示方法:常用坐标曲线表示法.
横坐标:表示吸收峰的位置, 用波数ν(cm-1, 4000~400cm-1)或波
长λ(m, ~ 25m)作量度.
纵坐标: 表示吸收峰的强弱, 用百分透过率(T%) 或吸光度(A)作量
度单位.
正己烷的红外光谱
摩尔消光系数(ε)
强度
符号
>200
很强
VS
75~200
强
S
25~75
中等
M
5~25
弱
W
0~5
很弱
VW
红外吸收强度及其表示符号
红外吸收峰形状
宽峰
尖峰
肩峰
双峰
红外吸收光谱中各种主要基团的伸缩振动大致分布图
,可以判断是否是同一种化合物.
, :4000~1333 cm-1;指纹区1333~650 cm-1
例如: 3000±150cm-1区域的任何吸收, 都可以归结为C-H伸缩振动.
1715±100cm-1区域的任何强吸收, 基本上都可以归结为C=O 伸缩振动.
C
H
H
C
H
H
剪式振动
平面摇摆
C
H
H
+
+
C
H
H
+
非平面摇摆
扭曲振动
C
H
H
C
H
H
对称伸缩振动(νas)
不对称伸缩振动(νs)
伸缩振动
面内弯曲(δ面内)
面外弯曲(δ面外)
弯曲振动
振动类型
高频区
低频区
亚***的振动形式
键角不变,键长改变
键长不变,键角改变