光譜分析方法-2012

1、廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室1光譜分析方法概述光譜分析方法概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室2電磁輻射紫紫外外區(qū)區(qū)可可見見區(qū)區(qū)紅紅外外區(qū)區(qū)高能輻射部分高能輻射部分波長增加，能量降低波長增加，能量降低射線射線 X射線射線微波微波 無線電波無線電波 chhE長波部分長波部分光學(xué)光學(xué)光譜區(qū)光譜區(qū)10nm-1000m 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室3光譜分析方法光譜分析方法基于電磁輻射與材料相互作用產(chǎn)生的基于電磁輻射與材料相互作用產(chǎn)生的特征光譜波長與強度進行材料分析的方法。特征光譜波長與

2、強度進行材料分析的方法。電磁輻射的特性與光譜分析方法吸收光譜吸收光譜 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 散射光譜散射光譜 原子吸收光譜原子吸收光譜紅外光譜紅外光譜 紫外、可見光譜紫外、可見光譜 原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜熒光光譜熒光光譜磷光光譜磷光光譜拉曼光譜拉曼光譜廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室4分子光譜與原子光譜原子的電子在原子內(nèi)原子的電子在原子內(nèi)電子能級之間躍遷所電子能級之間躍遷所產(chǎn)生的線狀光譜產(chǎn)生的線狀光譜原子光譜原子光譜分子光譜分子光譜分子中電子能級、振分子中電子能級、振動和轉(zhuǎn)動能級的變化動和轉(zhuǎn)動能級的變化產(chǎn)生的帶狀光譜產(chǎn)生的帶狀光譜原子吸收原子吸收原子發(fā)射原子發(fā)

3、射原子熒光原子熒光紅外光譜紅外光譜 紫外、可見光譜紫外、可見光譜 分子熒光分子熒光分子磷光分子磷光拉曼光譜拉曼光譜 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室5原子光譜基礎(chǔ)原子光譜基礎(chǔ) 原子的電子能級示意圖原子的電子能級示意圖主能級主能級亞能級亞能級 電子運動電子運動狀態(tài)的描狀態(tài)的描述述主量子數(shù)主量子數(shù) n角量子數(shù)角量子數(shù) l磁量子數(shù)磁量子數(shù) ml自旋磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù) ms基態(tài)基態(tài)Na原子的核外電子排布：原子的核外電子排布： (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室6原子發(fā)射光譜概述能級躍遷示意

4、圖能級躍遷示意圖 原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法是根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待是根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待測元素原子回到基態(tài)時測元素原子回到基態(tài)時發(fā)射的發(fā)射的特征譜線特征譜線對待測對待測元素進行分析的方法。元素進行分析的方法。 特征譜線特征譜線 波長波長：定性分析：定性分析強度強度I：定量分析：定量分析廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室7共振線、第一共振線共振線、第一共振線 由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時輻射的譜線稱由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時輻射的譜線稱為為共振線共振線。由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)的譜由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)的譜線稱為線稱為第一共振線第一共振線。最靈敏線、最后線

5、、分析線最靈敏線、最后線、分析線第一共振線一般也是元素的第一共振線一般也是元素的最靈敏線。最靈敏線。當(dāng)該元素在被測物質(zhì)里降低到一定含量時，出現(xiàn)的最后一當(dāng)該元素在被測物質(zhì)里降低到一定含量時，出現(xiàn)的最后一條譜線，是條譜線，是最后線最后線，也是，也是最靈敏線最靈敏線。用來測量該元素的譜線稱。用來測量該元素的譜線稱分分析線。析線。原子發(fā)射光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室8原子發(fā)射光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室9原子發(fā)射光譜概述 定性分析定性分析：1. 標準標準鐵光譜圖比較法鐵光譜圖比較法 512.3Cr541.3

6、Li廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室10標準鐵光譜比較法操作：標準鐵光譜比較法操作：v在攝制試樣光譜的同時，在感光板上攝制鐵光譜在攝制試樣光譜的同時，在感光板上攝制鐵光譜v在在8W-8W-光譜投影儀上將感光板上光譜放大光譜投影儀上將感光板上光譜放大2020倍倍v以鐵光譜作為波長標尺，使感光板上的鐵光譜與標準鐵光以鐵光譜作為波長標尺，使感光板上的鐵光譜與標準鐵光譜上的鐵光譜對齊且平行譜上的鐵光譜對齊且平行v找出標準鐵光譜上所標有各元素的特征譜線在試樣光譜中找出標準鐵光譜上所標有各元素的特征譜線在試樣光譜中是否出現(xiàn)是否出現(xiàn)v若某元素的若某元素的2 23 3條特征

7、譜線出現(xiàn)，該元素就存在條特征譜線出現(xiàn)，該元素就存在 鐵譜比較法適宜同時進行多元素定性鑒定鐵譜比較法適宜同時進行多元素定性鑒定原子發(fā)射光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室11原子發(fā)射光譜概述2. 2. 標準試樣光譜比較法標準試樣光譜比較法用于指定元素的鑒定用于指定元素的鑒定 用標準樣品與試樣在相同的條件下攝譜用標準樣品與試樣在相同的條件下攝譜 比較標準樣品與試樣所出現(xiàn)的特征譜線比較標準樣品與試樣所出現(xiàn)的特征譜線 若試樣光譜中出現(xiàn)標準樣品所含元素的若試樣光譜中出現(xiàn)標準樣品所含元素的2 23 3條特征條特征譜線，就可以證實試樣中含有該元素譜線，就可以證實試樣中

8、含有該元素 否則不含有該元素否則不含有該元素廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室12原子發(fā)射光譜概述 光譜半定量分析光譜半定量分析用于鋼材、合金等的分類用于鋼材、合金等的分類,礦石品位分級等大批量試樣的快速礦石品位分級等大批量試樣的快速測定。測定。1. 譜線黑度比較法譜線黑度比較法v 將試樣與已知不同含量的系列標準樣將試樣與已知不同含量的系列標準樣品在一定條件下攝譜于同一光譜感光品在一定條件下攝譜于同一光譜感光板上板上v 在映譜儀上用目視法直接比較被測試在映譜儀上用目視法直接比較被測試樣與標樣光譜中分析線黑度樣與標樣光譜中分析線黑度v 根據(jù)黑度，估計欲測元素的近

9、似含量根據(jù)黑度，估計欲測元素的近似含量標樣標樣-1：0.001%標樣標樣-2：0.003%標樣標樣-3：0.01%標樣標樣-4：0.03%標樣標樣-5：0.1%未知樣未知樣-1未知樣未知樣-2 92833.1Pb廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室132. 顯線法顯線法(數(shù)線法數(shù)線法) 例：例：鉛含量與出現(xiàn)譜線關(guān)系鉛含量與出現(xiàn)譜線關(guān)系 Pb % 譜線特征譜線特征 0.001 2833.069 清晰可見清晰可見,2614.178和和2802.00弱弱 0.003 2833.069 清晰可見清晰可見,2614.178增強增強, 2802.00變清晰變清晰 0.01

10、上述譜線增強上述譜線增強,2663.17和和2873.32出現(xiàn)出現(xiàn) 0.03 上述譜線都增強上述譜線都增強 0.10 上述譜線更增強上述譜線更增強,沒有出現(xiàn)新譜線沒有出現(xiàn)新譜線 0.30 2393.8, 2577.26 出現(xiàn)。出現(xiàn)。原子發(fā)射光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室14 原子發(fā)射光譜特點原子發(fā)射光譜特點: 靈敏度高靈敏度高ng-pg/ml,可測所可測所有金屬和有金屬和C、S、P等非金屬共七八十種元素等非金屬共七八十種元素, 分分析速度快析速度快,只能用來確定物質(zhì)的只能用來確定物質(zhì)的元素組成與含量元素組成與含量，不能給出分子的有關(guān)信息。不能給出分

11、子的有關(guān)信息。原子發(fā)射光譜概述 光譜定量分析光譜定量分析lgIblgc + lgAIAcb光電增管檢測譜線的強度光電增管檢測譜線的強度廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室15原子吸收光譜概述當(dāng)有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的當(dāng)有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時，原子就要從輻射場中吸收能量，產(chǎn)生共振需要的能量頻率時，原子就要從輻射場中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時伴隨著原子吸收光譜的

12、吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生。產(chǎn)生。 原子吸收光譜的產(chǎn)生條件：原子吸收光譜的產(chǎn)生條件： 輻射能：輻射能： 存在有效的吸光質(zhì)點，存在有效的吸光質(zhì)點，即基態(tài)原子。即基態(tài)原子。0EEhu 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室16原子吸收分光光度原子吸收分光光度計組成框圖計組成框圖數(shù)據(jù)處理和儀器控制數(shù)據(jù)處理和儀器控制火焰原子化器火焰原子化器單色器單色器 光電倍增管光電倍增管霧化器和霧化室霧化器和霧化室空心陰極燈空心陰極燈原子吸收光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室17空心陰極空心陰極: : 鎢棒作成圓

13、筒形鎢棒作成圓筒形筒內(nèi)熔入被測元素筒內(nèi)熔入被測元素陽陽 極極: : 鎢棒裝有鈦、鋯鎢棒裝有鈦、鋯, , 鉭金屬作成的陽極鉭金屬作成的陽極在高壓電場下在高壓電場下, , 陰極電子向陽極高速飛濺放電陰極電子向陽極高速飛濺放電, ,并與載氣并與載氣原子碰撞原子碰撞, , 使之電離放出二次電子使之電離放出二次電子, ,而使場內(nèi)正離子和電子增而使場內(nèi)正離子和電子增加以維持電流。加以維持電流。載氣陽離子在電場中大大加速載氣陽離子在電場中大大加速, , 轟擊陰極表面時可將被測轟擊陰極表面時可將被測元素的原子從晶格中轟擊出來元素的原子從晶格中轟擊出來, , 即即濺射。濺射。濺射出的原子大量聚集在空心陰極內(nèi)濺射

14、出的原子大量聚集在空心陰極內(nèi), , 經(jīng)與其它粒子碰撞經(jīng)與其它粒子碰撞而被激發(fā)而被激發(fā), , 發(fā)射出相應(yīng)元素的特征譜線發(fā)射出相應(yīng)元素的特征譜線-共振譜線。共振譜線。原子吸收光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室18原子化器的作用原子化器的作用 n-mnmnmnmNMgNMNMNM 解離蒸發(fā)s s干燥干燥l*吸收原子化NMNM 氣態(tài)、基態(tài)原子蒸氣越多，測定的靈敏度、準確度越高。氣態(tài)、基態(tài)原子蒸氣越多，測定的靈敏度、準確度越高。原子吸收光譜概述原子吸收光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室19原子吸收應(yīng)用特點原子吸收應(yīng)用特點

15、: 適合于元素定量分析，檢出限低，（適合于元素定量分析，檢出限低，（10-10 10-14 g），準確度高，選擇性高，），準確度高，選擇性高， 應(yīng)用廣，可測定幾乎所有金屬應(yīng)用廣，可測定幾乎所有金屬和和B,Si,Se等等70多個元素，不能同時多元素測定。多個元素，不能同時多元素測定。KcIIA0lg原子吸收光譜概述定量分析原理定量分析原理 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室20)( /)(轉(zhuǎn)動振動電子轉(zhuǎn)動振動電子轉(zhuǎn)動振動電子分子hchEEEE 分子光譜概述分子光譜概述廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室21紅外光譜紅外光譜廣東省低

16、碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室22波譜區(qū)波譜區(qū)近紅外光近紅外光中紅外光中紅外光遠紅外光遠紅外光波長波長/ / mm0.752.50.752.52.5252.525251000251000波數(shù)波數(shù)/ cm/ cm-1-1 133334000133334000400040040004004001040010躍遷類型躍遷類型分子振動分子振動分子轉(zhuǎn)動分子轉(zhuǎn)動近紅外光譜區(qū)：近紅外光譜區(qū)：v 低能電子能級躍遷低能電子能級躍遷v 含氫原子團：含氫原子團：-OH、 -NH、-CH伸縮振動的倍伸縮振動的倍頻吸收峰頻吸收峰適用于水、醇、高分子化合適用于水、醇、高分子化合物、含氫原子團

17、化合物物、含氫原子團化合物的定量分析的定量分析 紅外吸收光譜法：紅外吸收光譜法：分子的振動、轉(zhuǎn)動分子的振動、轉(zhuǎn)動基頻吸收光譜區(qū)基頻吸收光譜區(qū) 應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)用最為廣泛的紅外光譜區(qū)紅外光譜區(qū)遠紅外光譜區(qū)：遠紅外光譜區(qū)：v 氣體分子的轉(zhuǎn)動能級躍氣體分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷遷v 液體與固體中重原子的液體與固體中重原子的伸縮振動伸縮振動該光區(qū)能量弱該光區(qū)能量弱,較少用于分較少用于分析析紅外光譜的區(qū)的劃分（紅外光譜的區(qū)的劃分（0.751000 m）廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室23一一 雙原子分子的振動雙原子分子的振動縮縮伸伸 k21基本振動頻率：基本振動頻率：2121

18、mmmmK: K: 化學(xué)鍵的力常數(shù)化學(xué)鍵的力常數(shù) kc21)cm(1 1 紅外光譜法基本原理紅外光譜法基本原理由經(jīng)典力學(xué)的HOOK定律廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室24鍵類型鍵類型 C C C =C C C k 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 2222 cm-1 1667 cm-1 1429 cm-1 原子折合質(zhì)量對振動頻率的影響原子折合質(zhì)量對振動頻率的影響 鍵類型鍵類型 CO C N C C k 5.0-5.8 4.5-5.6 1280 cm-1 1330 cm-1 1430 cm-1 鍵力常數(shù)對振動頻率的影響鍵力常數(shù)對振動頻率的影響廣東省低

19、碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室25二二 多原子分子多原子分子的振動的振動（一）振動的基本類型（一）振動的基本類型1. 伸縮振動伸縮振動振動時鍵長發(fā)生變化，鍵角不變。振動時鍵長發(fā)生變化，鍵角不變。亞甲基亞甲基廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室262. 變形振動變形振動振動時鍵角發(fā)生變化，鍵長不變。振動時鍵角發(fā)生變化，鍵長不變。廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室27三、三、 產(chǎn)生紅外吸收的條件產(chǎn)生紅外吸收的條件1.1. 輻射能量與產(chǎn)生振動躍遷所需的能量相等。輻射能量與產(chǎn)生振動躍遷所需的能量相等。 2.

20、 輻射與物質(zhì)之間有相互作用輻射與物質(zhì)之間有相互作用 當(dāng)振動時偶極矩當(dāng)振動時偶極矩?變化變化 0 時滿足時滿足當(dāng)基團的振動頻率與紅外輻射頻率一致時滿足當(dāng)基團的振動頻率與紅外輻射頻率一致時滿足紅外光頻率與分子中某個基團的紅外光頻率與分子中某個基團的振動頻率一樣，二者就會產(chǎn)生共振動頻率一樣，二者就會產(chǎn)生共振，此時光的能量通過分子偶極振，此時光的能量通過分子偶極距的變化而傳遞給分子，這個基距的變化而傳遞給分子，這個基團就吸收一定頻率的紅外光，產(chǎn)團就吸收一定頻率的紅外光，產(chǎn)生振動躍遷。生振動躍遷。廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室28偶極矩偶極矩qr 0 0 0OCO

21、廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室29例：例：CO2分子的振動分子的振動 紅外光譜圖上的峰數(shù)紅外光譜圖上的峰數(shù)基本振動理論數(shù)基本振動理論數(shù)廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室30四四. 影響吸收峰強度的因素影響吸收峰強度的因素 振動能級的躍遷幾率振動能級的躍遷幾率基態(tài)基態(tài)(v=0)至第一激發(fā)態(tài)至第一激發(fā)態(tài)(v=1)躍遷幾率大，躍遷幾率大，基頻吸收帶較強基頻吸收帶較強基態(tài)基態(tài)(v=0)至第二激發(fā)態(tài)至第二激發(fā)態(tài)(v=2)躍遷幾率小，躍遷幾率小，倍頻吸收帶較弱倍頻吸收帶較弱廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點

22、實驗室31 振動過程中偶極矩的變化振動過程中偶極矩的變化強度，強度CCOC振動過程中偶極矩的變化越大，吸收峰強度越大振動過程中偶極矩的變化越大，吸收峰強度越大C、O電負性差別大電負性差別大, 伸縮振動時伸縮振動時, 偶極矩變化大偶極矩變化大廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室322. 特征頻率和特征吸收峰特征頻率和特征吸收峰紅外光譜中某些吸收峰的存在可以指示某一紅外光譜中某些吸收峰的存在可以指示某一特征官特征官能團能團的存在，這種能代表某種官能團存在并有較高的存在，這種能代表某種官能團存在并有較高強度的吸收峰稱為強度的吸收峰稱為特征吸收峰特征吸收峰，它所在的位置

23、稱為，它所在的位置稱為特征頻率特征頻率。OH, NH, CH,CC, CC, CO廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室33一一 官能團區(qū)和指紋區(qū)官能團區(qū)和指紋區(qū)官能團區(qū)官能團區(qū)：4000-1300 cm-1 (伸縮振動伸縮振動)1) 4000-2500 cm-1 x-H伸縮振動伸縮振動(x: O, N, C, S)OH: 3700-3200 cm-1 COOH: 3600-2500 cm-1NH: 3500-3300 cm-1CH3000 cm-1, 不飽和，不飽和，CH或或CHM MI 1735 1690)cm(1OC 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省

24、低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室39 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)(C效應(yīng)效應(yīng))RCOCH2CCOCH2CH)cm(1OC 17151685-1665廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室402. 氫鍵的影響氫鍵的影響 分子間氫鍵分子間氫鍵COOHCHOOOH鍵吸收峰頻率減小鍵吸收峰頻率減小CO鍵吸收峰頻率也減小鍵吸收峰頻率也減小廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室413515cm-10 001M01M025M10M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同濃度的乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR圖圖2950cm-12895 cm-1廣東省

25、低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室423. 振動耦合振動耦合RCOOR1CO1827cm-1OC 吸收峰分裂成兩個峰吸收峰分裂成兩個峰1755cm-1乙酸酐的乙酸酐的 吸收峰吸收峰OC 兩個頻率相同或相近的基團聯(lián)結(jié)兩個頻率相同或相近的基團聯(lián)結(jié)在一起時發(fā)生的耦合。在一起時發(fā)生的耦合。廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室43（二）外部因素（二）外部因素 物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)狀態(tài)通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。 如如: 丙酮丙酮 液態(tài)時：液態(tài)時： C=O=1718cm-1; 氣態(tài)時：氣態(tài)時： C=

26、O=1742cm-1， 因此在查閱標準紅外圖譜時，應(yīng)注意試樣狀態(tài)因此在查閱標準紅外圖譜時，應(yīng)注意試樣狀態(tài)。 溶劑溶劑 極性基團的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低。極性基團的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低。例如：甲醇例如：甲醇 在在CCl4中中 VOH=3644cm-1在在CH3CH2OCH2CH3中中VOH=3508cm-1在在N（CH2CH2）3中中 VOH=3243cm-1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室441)氣體氣體氣體池氣體池2)液體液體液膜法液膜法難揮發(fā)液體難

27、揮發(fā)液體（沸點沸點80 C）溶液法溶液法液體池液體池常用溶劑：常用溶劑： CCl4 （4000-1350cm-1） CS2 （1350-600cm-1）3)固體固體KBr壓片法壓片法 樣品樣品/ /稀釋劑稀釋劑 1/1001/100薄膜法薄膜法 10-5010-50mm窗片窗片3.3. 紅外光譜法制樣方法紅外光譜法制樣方法廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室454.4. 紅外光譜法的應(yīng)用紅外光譜法的應(yīng)用一一 定性分析定性分析（一）（一） 已知物的鑒定和純度檢驗已知物的鑒定和純度檢驗比較譜圖：比較譜圖：各吸收峰的位置各吸收峰的位置形狀形狀峰的相對強度峰的相對強度廣

28、東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室46（二）（二） 未知物結(jié)構(gòu)的測定未知物結(jié)構(gòu)的測定1 收集樣品的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)收集樣品的有關(guān)資料和數(shù)據(jù) 樣品的來源、外觀、純度樣品的來源、外觀、純度 樣品的元素分析結(jié)果樣品的元素分析結(jié)果 樣品的物理性質(zhì)：分子量、沸點、熔點、折光率等樣品的物理性質(zhì)：分子量、沸點、熔點、折光率等2 確定未知物的不飽和度確定未知物的不飽和度21134nnnU3214NOHCnnnnU=0 分子呈飽和狀態(tài)；分子呈飽和狀態(tài)；U=1 分子含一個雙鍵或一個飽和環(huán)；分子含一個雙鍵或一個飽和環(huán)；U=2 分子含一個三鍵、或兩個雙鍵、分子含一個三鍵、或兩個雙鍵、或兩

29、個飽和環(huán)、或一些組合；或兩個飽和環(huán)、或一些組合；U=3 。U=4 分子含三個雙鍵和一個飽和環(huán)分子含三個雙鍵和一個飽和環(huán)-苯、或以上組合。苯、或以上組合。廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室473 圖譜解析圖譜解析烷烴烷烴 3000cmcm-1-1 CH2 對稱伸縮2853cm-110CH3 對稱伸縮2872cm-110 CH2不對稱伸縮2926cm-110 CH3不對稱伸縮2962cm-110 C-H伸縮振動伸縮振動廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室48甲基甲基變形振動變形振動CH3 s s13801380 cmcm-1-1as

30、as1460 cm1460 cm-1-1 CH2 s s14651465 cmcm-1-1重疊重疊 HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3 s s C CC C骨架振動骨架振動 1:11:11155cm1155cm-1-111701170cmcm-1-1CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm1250 cm-1-1廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室49 亞甲基面外變形振動亞甲基面外變形振動(CH2)n4n 722 cm-1附近出現(xiàn)較穩(wěn)定的弱吸收峰附近出現(xiàn)較穩(wěn)定的弱吸收

31、峰正庚烷的紅外光譜正庚烷的紅外光譜 77313781461287429262963400036003200280024002000160012008004000102030405060708090100 Transmittance %Wavenumber(cm-1)H3CCH2CHCH2CH3CH3CHCH3CH3CH2nCCH3CH3CH3廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室51烯烴烯烴=C-H 伸縮振動伸縮振動: 3300 3095 cmcm-1-1 3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cm2900-2800 cm-1 -1 3000

32、cmcm-1 -1 C=C伸縮振動伸縮振動:17001600 cm-1=C-H 變形振動變形振動: 1000650 cmcm-1-1 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室52炔烴炔烴 C-H 伸縮振動伸縮振動: 3300 3200 cmcm-1-1 CC 伸縮振動伸縮振動: 2300 2100 cmcm-1-1( (尖細尖細, 弱弱) ) C-H 變形振動變形振動: 680 610 cmcm-1-1 （中強，尖）（中強，尖）400036003200280024002000160012008004000102030405060708090100T%cm-1CH2n

33、廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室54芳烴芳烴C=C伸縮振動伸縮振動: 16501450 cm-1 2至至4個中到強吸收峰個中到強吸收峰=C-H 伸縮振動伸縮振動: 3100 3000 cmcm-1-1 =C-H 變形振動變形振動: 1000650 cmcm-1-1 強強廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室55醇和酚醇和酚峰寬，強度大峰寬，強度大,cm32003700:1OH OH 醇醇 1410-1250 cm-1, 弱，用處不大弱，用處不大酚酚 1300-1165 cm-1, 強，用處大強，用處大1OCcm10001260:

34、 醇醇 1100-1000 酚酚 1260廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室56酮酮強，特征峰強，特征峰,cm1715:1OC 醛醛強，特征峰強，特征峰,cm1725:1OC 征峰征峰兩個峰，與酮區(qū)別的特兩個峰，與酮區(qū)別的特醛基醛基1HCcm27002900: 4 0 0 03 6 0 03 2 0 02 8 0 02 4 0 02 0 0 01 6 0 01 2 0 08 0 04 0 001 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 0 Transmittance %W a v e n u m b e r(c m-1)H2CHCCH2OH廣

35、東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室58羧酸羧酸強強，特特征征峰峰,cm1720:1OC 寬寬而而強強，特特征征峰峰,cm26003300:1HO 1HOcm915955: 酯酯強強，特特征征峰峰,cm1735:1OC 較較弱弱強強峰峰,cm10301140,cm11501300:11COC 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室59二二 定量分析定量分析理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：朗伯比爾定律朗伯比爾定律bcA 廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室廣東省低碳化學(xué)與過程節(jié)能重點實驗室605.5. 紅外光譜在材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用舉例紅外光譜在材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用舉例一、一、 高分子材料的研究高分子材料的研究1 1、分析與鑒別高聚物、分析與鑒別高聚物*OCOCHOCH3CH2OCOCHCHCOOCHCH3CH2OCHCH3CH2CO2+OOOOcatalyst*xyz*2 2、判斷反應(yīng)是