紅外吸收光譜法課件

紅外吸收光譜法目錄contents紅外吸收光譜法概述紅外吸收光譜法的基本原理紅外吸收光譜儀紅外吸收光譜法的應(yīng)用紅外吸收光譜法的發(fā)展趨勢紅外吸收光譜法與其他分析方法的聯(lián)用紅外吸收光譜法概述01定義紅外吸收光譜法是一種基于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷的分子光譜分析方法。特點(diǎn)具有高靈敏度、高分辨率、適用于固體、液體、氣體等多種樣品，可用于化合物的定性和定量分析。定義與特點(diǎn)應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域，對于研究分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵具有重要意義?？捎糜谘芯炕衔锏姆肿咏Y(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)歷程、化合物鑒定、藥物分析等。紅外吸收光譜法的重要性19世紀(jì)末，紅外吸收光譜法的原理被提出，20世紀(jì)初建立了初步的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代后，隨著分光光度計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，紅外吸收光譜法得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在，紅外吸收光譜法已經(jīng)成為了化合物結(jié)構(gòu)分析和化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測的重要工具，同時(shí)也出現(xiàn)了新的技術(shù)如衰減全反射紅外光譜、光聲光譜等。紅外吸收光譜法的歷史與發(fā)展紅外吸收光譜法的基本原理02分子中原子間的振動(dòng)分子中的原子在其平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng)，這種振動(dòng)方式稱為簡諧振動(dòng)。分子的振動(dòng)方式分子振動(dòng)有三種基本方式，即伸縮振動(dòng)、彎曲振動(dòng)和泛音振動(dòng)。分子的轉(zhuǎn)動(dòng)分子繞其質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方式稱為轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)分子吸收紅外光子后，其振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級發(fā)生躍遷，產(chǎn)生紅外吸收光譜。分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級的躍遷只有當(dāng)紅外光子的能量與分子振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級間的能量差相匹配時(shí)，才能發(fā)生能級躍遷。振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷的能量匹配紅外吸收光譜的產(chǎn)生特征光譜與指紋光譜根據(jù)紅外吸收光譜的形狀和特征，可以將紅外吸收光譜分為特征光譜和指紋光譜兩類。特征峰與相關(guān)峰在特征光譜中，一些特定的振動(dòng)頻率所對應(yīng)的吸收峰被稱為特征峰，而其他一些較弱的吸收峰則被稱為相關(guān)峰。0102紅外吸收光譜的分類紅外吸收光譜儀03123發(fā)射紅外光，一般使用能斯特?zé)艋蛱脊锜簟＜t外光源調(diào)制待測樣品產(chǎn)生的紅外光，以便于檢測器接收。調(diào)制器通過分光和檢測技術(shù)，將待測樣品的紅外光譜分離并測量。光譜儀組成結(jié)構(gòu)能斯特?zé)羰且环N常用的紅外光源，能夠發(fā)射出可調(diào)諧的紅外輻射，適用于多種紅外光譜分析。碳硅燈可以發(fā)射出寬波段的連續(xù)紅外輻射，適用于多種類型的紅外光譜分析。紅外光源通過機(jī)械方式調(diào)制紅外光的強(qiáng)度，通常與能斯特?zé)艋蛱脊锜艚Y(jié)合使用。機(jī)械調(diào)制器通過電子方式調(diào)制紅外光的強(qiáng)度，具有調(diào)制頻率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。電子調(diào)制器調(diào)制器分光儀通過分光技術(shù)將待測樣品產(chǎn)生的紅外光譜分離成不同波段。檢測器將分光后的紅外光譜轉(zhuǎn)換為電信號，以便于記錄和分析。光譜儀紅外吸收光譜法的應(yīng)用04確定有機(jī)化合物的官能團(tuán)紅外吸收光譜法可以通過對有機(jī)化合物分子的特征吸收譜帶的分析，確定分子中存在的官能團(tuán)，如碳-氫鍵、碳-碳雙鍵、碳-氮鍵等。鑒定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法可以提供有機(jī)化合物的完整結(jié)構(gòu)信息，通過比對標(biāo)準(zhǔn)紅外吸收光譜庫中的數(shù)據(jù)，可以確定有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。檢測有機(jī)化合物的純度和含量紅外吸收光譜法可以用于檢測有機(jī)化合物的純度和含量，通過對特定官能團(tuán)吸收譜帶的強(qiáng)度測量，計(jì)算出有機(jī)化合物的含量。有機(jī)化合物的紅外吸收光譜分析確定無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法可以對無機(jī)化合物晶體進(jìn)行定性分析，通過對晶體中各個(gè)化學(xué)鍵的紅外吸收譜帶進(jìn)行分析，確定無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)。鑒定無機(jī)化合物的組成紅外吸收光譜法可以用于鑒定無機(jī)化合物的組成，通過對無機(jī)化合物中各個(gè)元素的紅外吸收譜帶進(jìn)行分析，確定無機(jī)化合物的組成元素。檢測無機(jī)化合物的純度和含量紅外吸收光譜法可以用于檢測無機(jī)化合物的純度和含量，通過對特定化學(xué)鍵的紅外吸收譜帶的強(qiáng)度測量，計(jì)算出無機(jī)化合物的含量。無機(jī)化合物的紅外吸收光譜分析確定高分子化合物的結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法可以通過對高分子化合物特征吸收譜帶的分析，確定高分子化合物的結(jié)構(gòu)，如聚乙烯、聚丙烯等。鑒定高分子化合物的組成紅外吸收光譜法可以用于鑒定高分子化合物的組成，通過對高分子化合物中各個(gè)元素的紅外吸收譜帶進(jìn)行分析，確定高分子化合物的組成元素。研究高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)紅外吸收光譜法可以用于研究高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)，如聚合反應(yīng)、接枝反應(yīng)等，通過對反應(yīng)前后的紅外吸收光譜進(jìn)行分析，了解反應(yīng)的機(jī)理和過程。高分子化合物的紅外吸收光譜分析要點(diǎn)三研究生物大分子的結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法可以用于研究生物大分子的結(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)、核酸等，通過對生物大分子中各個(gè)化學(xué)鍵的紅外吸收譜帶進(jìn)行分析，確定生物大分子的結(jié)構(gòu)。要點(diǎn)一要點(diǎn)二鑒定生物大分子的組成紅外吸收光譜法可以用于鑒定生物大分子的組成，通過對生物大分子中各個(gè)元素的紅外吸收譜帶進(jìn)行分析，確定生物大分子的組成元素。研究生物大分子的生物活性紅外吸收光譜法可以用于研究生物大分子的生物活性，如酶的催化活性、抗原抗體的相互作用等，通過對生物大分子在生物活性反應(yīng)前后的紅外吸收光譜進(jìn)行分析，了解生物活性反應(yīng)的機(jī)理和過程。要點(diǎn)三生物大分子的紅外吸收光譜分析紅外吸收光譜法的發(fā)展趨勢05采用更短的光程、更精密的干涉儀以及更先進(jìn)的信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)紅外光譜分辨率的提高。提高光譜分辨率針對復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的精細(xì)振動(dòng)進(jìn)行高精度分析，有助于深入理解分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵。精細(xì)振動(dòng)光譜分析高分辨紅外光譜技術(shù)發(fā)展紅外顯微鏡研制適用于紅外波段的顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)，能夠?qū)ξ⒚壮叨鹊臉悠愤M(jìn)行高分辨率成像。紅外成像技術(shù)利用紅外吸收光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)紅外成像，揭示樣品在微觀空間上的結(jié)構(gòu)和化學(xué)信息。紅外顯微鏡和紅外成像技術(shù)采用更靈敏的探測器，提高光聲信號的探測效率。提高光聲信號探測靈敏度結(jié)合光聲光譜和成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品在微觀空間上的結(jié)構(gòu)和化學(xué)信息的高靈敏度探測。光聲光譜成像技術(shù)光聲光譜技術(shù)VS結(jié)合多種紅外光譜技術(shù)，如紅外吸收光譜、光聲光譜、時(shí)間分辨紅外光譜等，實(shí)現(xiàn)對樣品多維信息的全面探測。采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和分析方法，從多維紅外光譜數(shù)據(jù)中提取豐富的化學(xué)信息。提高數(shù)據(jù)處理和分析能力發(fā)展多維紅外光譜技術(shù)多維紅外光譜技術(shù)紅外吸收光譜法與其他分析方法的聯(lián)用06要點(diǎn)三紅外吸收光譜法與氣相色譜的聯(lián)用技術(shù)主要用于分析氣體和揮發(fā)性物質(zhì)，如環(huán)境空氣、工業(yè)廢氣等。氣相色譜法具有分離效果好、分析速度快的特點(diǎn)，但難以定性分析。紅外吸收光譜法能夠提供豐富的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息，與氣相色譜聯(lián)用可以提高定性分析的準(zhǔn)確性和可靠性。010203紅外吸收光譜法與氣相色譜的聯(lián)用紅外吸收光譜法與液相色譜的聯(lián)用技術(shù)主要用于分析有機(jī)化合物，如藥物、污染物等。紅外吸收光譜法與液相色譜的聯(lián)用液相色譜法具有分離效果好、分析速度快的特點(diǎn)，但難以定性分析。紅外吸收光譜法能夠提供豐富的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息，與液相色譜聯(lián)用可以提高定性分析的準(zhǔn)確性和可靠性。紅外吸收光譜法與質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù)主要用于分析有機(jī)化合物，如藥物、污染物等。紅外吸收光譜法與質(zhì)譜的聯(lián)用質(zhì)譜法能夠提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息，但缺乏光譜信息。紅外吸收光譜法能夠提供分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，與質(zhì)譜聯(lián)用可以提高定性分析的