第1节-红外基本原理

11:23:38第五章第五章红外吸收光谱分析法红外吸收光谱分析法第一节第一节红外基本原理红外基本原理basicprincipleofInfraredabsorptionspectroscopy第二节第二节红外光谱与分子结构红外光谱与分子结构infraredspectroscopyandmolecularstructure第三节第三节红外谱图解析红外谱图解析analysisofInfraredspectrograph第四节第四节红外分光谱仪红外分光谱仪infraredabsorptionspectrophotometer11:23:38第五章第五章红外吸收光谱红外吸收光谱分析法分析法一、概述概述introduction二、红外吸收光谱产生的二、红外吸收光谱产生的条件条件conditionofInfraredabsorptionspectroscopy三、分子中基团的基本振三、分子中基团的基本振动形式动形式basicvibrationofthegroupinmolecular四、红外吸收峰强度四、红外吸收峰强度intensityofinfraredabsorptionbend第一节第一节红外光谱分析基本原理红外光谱分析基本原理infraredabsorptionspec-troscopy，IRprincipleofIR11:23:38红外光谱法：红外光谱法：利用物质的分子对红外辐射的吸收，得到与分子利用物质的分子对红外辐射的吸收，得到与分子结构相应的红外光谱图，从而鉴别分子结构的方结构相应的红外光谱图，从而鉴别分子结构的方法。法。一、概述一、概述introduction辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱转光谱11:23:38一、概述一、概述introduction近红外区：近红外区：0.75-2.5μm中红外区：中红外区：2.5-25μm远红外区：远红外区：25-1000μm11:23:38红外光谱图红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（m）和波数1/λ单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。应用：应用：有机化合物的结构解析。定性：定性：基团的特征吸收频率；定量：定量：特征峰的强度；红外光谱与有机化合物结构红外光谱与有机化合物结构11:23:38二、红外吸收光谱产生的条件二、红外吸收光谱产生的条件conditionofInfraredabsorptionspectroscopy满足两个条件：满足两个条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；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辐射与物质间有相互偶合作用。分子振动过程中有偶极矩的变化，才能吸收特定频率的红外辐射，才有红外活性。如：N2、H2等同核双原子分子显示非红外活性。CO2等线型分子，其永久偶极矩为零，是否具有红外活性？11:23:38分子振动方程式分子振动方程式：化学键的化学键的振动频率。振动频率。μ:折合质量折合质量=m1m2/（m1+m2）k：化学键的力常数，与键能和键长有关，化学键的力常数，与键能和键长有关，发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的发生振动能级跃迁需要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。折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。双原子分子的简谐振动及其频率双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧