1红外光谱在化学领域中的应用 红外光谱在化学领域中的应用大体上可分为两 个方面:一是用于分子结构的基础研究,应用红外 光谱可以测定分子的键长、键角,以此推断出分子 的立体构型;根据所得的力常数可以知道化学键的 强弱;由简正频率来计算热力学函数。二是用于化 学组成的分析,红外光谱最广泛的应用在于对物质 的化学组成进行分析,用红外光谱法可以根据光谱 中吸收峰的位置和形状来推断未知物结构,依照特 征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量,它 已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少 的工具
红外光谱在化学领域中的应用大体上可分为两 个方面:一是用于分子结构的基础研究,应用红外 光谱可以测定分子的键长、键角,以此推断出分子 的立体构型;根据所得的力常数可以知道化学键的 强弱;由简正频率来计算热力学函数。二是用于化 学组成的分析,红外光谱最广泛的应用在于对物质 的化学组成进行分析,用红外光谱法可以根据光谱 中吸收峰的位置和形状来推断未知物结构,依照特 征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量,它 已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少 的工具。 1 红外光谱在化学领域中的应用
2红外光区的划分 习惯上按红外线波长,将红外光谱分成三个区域: (1)近红外区:0.78~2.5μm(12820~4000cm1),主要用于 研究分子中的O一H、N一H、C一H键的振动倍频与组频。 (2)、中红外区:2.5~25μm(4000~400cm),主要用于研 究大部分有机化合物的振动基频。 (3)、远红外区:25~300μm(400~33cm),主要用于研究 分子的转动光谱及重原子成键的振动。 其中,中红外区(2.525μm即4000~400cm1)是研究和应用最 多的区域,通常说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。 红外光谱除用波长λ表征横坐标外,更常用波数(wave number.)表征。纵坐标为百分透射比T%
2 红外光区的划分 习惯上按红外线波长,将红外光谱分成三个区域: (1)近红外区:0.78~2.5μm(12 820~4 000cm-1),主要用于 研究分子中的O—H、N—H、C—H键的振动倍频与组频。 (2)、中红外区:2.5~25μm(4 000~400cm-1),主要用于研 究大部分有机化合物的振动基频。 (3)、远红外区:25~300μm(400~33cm-1),主要用于研究 分子的转动光谱及重原子成键的振动。 其中,中红外区(2.5~25μm即4 000~400cm-1)是研究和应用最 多的区域,通常说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。 红外光谱除用波长λ表征横坐标外,更常用波数(wave number)表征。纵坐标为百分透射比T%
3红外光谱法的特点 (1)特征性高。就像人的指纹一样,每一种化合物 都有自己的特征红外光谱,所以把红外光谱分析形 象的称为物质分子的“指纹”分析。 (2)应用范围广。从气体、液体到固体,从无机化 合物到有机化合物,从高分子到低分子都可用红外 光谱法进行分析。 (3)用样量少,分析速度快,不破坏样品
3 红外光谱法的特点 (1)特征性高。就像人的指纹一样,每一种化合物 都有自己的特征红外光谱,所以把红外光谱分析形 象的称为物质分子的“指纹”分析。 (2)应用范围广。从气体、液体到固体,从无机化 合物到有机化合物,从高分子到低分子都可用红外 光谱法进行分析。 (3)用样量少,分析速度快,不破坏样品
2.2.2 红外吸收光谱基本原理 1产生红外吸收的条件 红外光谱是由于分子振动能级(同时伴随 转动能级)跃迁而产生的,物质吸收红外 辐射应满足两个条件: (1)辐射光具有的能量与发生振动跃迁时 所需的能量相等: (2)辐射与物质之间有偶合作用
2.2.2 红外吸收光谱基本原理 1 产生红外吸收的条件 红外光谱是由于分子振动能级(同时伴随 转动能级)跃迁而产生的,物质吸收红外 辐射应满足两个条件: (1)辐射光具有的能量与发生振动跃迁时 所需的能量相等; (2)辐射与物质之间有偶合作用
2分子振动简介 (1) 双原子分子振动 m m m 1m2 仲缩。仲 图2.6谐振子振动示意图 1 k V= 2πc (2.7)
2 分子振动简介 (1) 双原子分子振动 图2.6 谐振子振动示意图 k 2 c 1 ~ = (2.7)