第五章 紅外吸收光譜法

第五章紅外吸收

光譜法一、什么是紅外光？二、什么是紅外吸收光譜法？三、什么是紅外光譜圖？

第一節(jié)概述原子核轉(zhuǎn)變電磁轉(zhuǎn)動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子振動(dòng)外層電子的躍遷內(nèi)層電子的躍遷-射線X–射線紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外電子自旋振動(dòng)核磁振動(dòng)紅外微波Radio,TV無線電波InteractionRegion108107106105104103102101110-110-210-310-1010-910-810-710-610-510-410-310-210-11101Wavelength(cm-1)Wavelength(m)4000cm-1(2.5μm)400cm-1(25μm)一、什么是紅外光？

紅外光是指波長(zhǎng)范圍為750nm至1000μm之間的光。中紅外光：近紅外區(qū)中紅外區(qū)遠(yuǎn)紅外區(qū)0.76～2.5μm13158～

4000cm-12.5～50μm4000～

400cm-150～500μm400～20cm-1—OH和—NH倍頻吸收區(qū)振動(dòng)、伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)光譜純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜紅外光區(qū)劃分紅外光譜也通常稱為振轉(zhuǎn)光譜

利用物質(zhì)對(duì)紅外光的選擇性吸收而建立的分析方法稱為紅外分光光度法，又稱紅外吸收光譜法。利用該法可進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法。二、什么是紅外吸收光譜法？在應(yīng)用紅外分光光度法時(shí)，首先是將被分析物質(zhì)（要求純度≥98%)制備成宜于測(cè)定的形態(tài)，置于儀器上測(cè)定，測(cè)定結(jié)果為紅外譜圖。最后根據(jù)譜圖進(jìn)行分析。三、什么是紅外光譜圖？指以透光率為縱坐標(biāo)，波數(shù)為橫坐標(biāo)，表示透光率隨波數(shù)變化的圖譜。4000~1300cm-1稱為官能團(tuán)區(qū)1300cm-1以下稱為指紋區(qū)橫坐標(biāo)——波數(shù)/cm-1，縱坐標(biāo)——透光率/%”橫坐標(biāo)的范圍400～4000cm-1

4000~1300cm-1稱為官能團(tuán)區(qū)——吸收峰稀疏、強(qiáng)度大、易辨認(rèn)、反映官能團(tuán)的振動(dòng)

1300cm-1以下稱為指紋區(qū)——吸收峰密集、難辨認(rèn)、反映分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微差異基頻峰

分子吸收一定的紅外線后，其振動(dòng)能級(jí)由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的吸收峰。是紅外譜圖上最主要的吸收峰。泛頻峰是倍頻峰、合頻峰、差頻峰等峰的統(tǒng)稱。E0→E1

基頻峰E0→E2

二倍頻峰E0→E3

三倍頻峰特征峰：凡可用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰，稱為特征吸收峰，簡(jiǎn)稱特征峰。特征峰常出現(xiàn)在官能團(tuán)區(qū)。相關(guān)峰：由一個(gè)官能團(tuán)所產(chǎn)生的一組相互依存又能相互佐證的吸收峰。相關(guān)峰常出現(xiàn)在指紋區(qū)。第四節(jié)

傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）和樣品處理方法一、傅立葉變換紅外光譜儀

利用光的干涉，經(jīng)過傅里葉變換而獲得紅外光譜信號(hào)的儀器。無需色散元件。

由光源（碳硅棒、高壓汞燈）、邁克耳遜干涉儀、檢測(cè)器、電子計(jì)算機(jī)和記錄儀等部件組成。

傅里葉變換紅外光譜儀是許多國(guó)家藥典繪制藥品紅外光譜的指定儀器。二、樣品處理方法

氣、液及固態(tài)樣品均可用紅外光譜，對(duì)試樣的要求有

（1）試樣純度高，應(yīng)大于98%（2）試樣中應(yīng)不含有水分（3）試樣的濃度和測(cè)試厚度應(yīng)適當(dāng)

復(fù)雜樣品提純后再進(jìn)行測(cè)定水中羥基峰有干擾，且會(huì)腐蝕鹽片窗使大多數(shù)峰的透光率在10～80%范圍內(nèi)，制片厚度宜0.5mm以下（一）氣體樣品

氣體樣品可灌入氣體槽內(nèi)進(jìn)行測(cè)定

玻璃筒鹽窗片氣體槽二、樣品處理方法（二）液體樣品

1.液膜法在兩個(gè)圓形鹽片之間滴1～2滴液體試樣，形成一層薄的液膜（約0.001～0.05mm），再放入光路中繪制圖譜。

2．液體吸收池法將液體樣品注入液體吸收池內(nèi)測(cè)定。吸收池用KBr或NaCl做成窗片。

二、樣品處理方法

（三）固體樣品

1.KBr壓片法測(cè)定固體樣品常用方法

將被測(cè)物和一適當(dāng)透明介質(zhì)（通常KBr粉末）混合放入模具中用油壓機(jī)加壓成片，再放入光路中繪制圖譜。

需將固體粉末研細(xì)至小于紅外波長(zhǎng)(2μm)

，否則固體粉末會(huì)散射紅外輻射二、樣品處理方法

（三）固體樣品

2．石蠟糊法將干燥處理后的試樣研細(xì)，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測(cè)定。

3．薄膜法可將試樣直接加熱熔融后涂制或壓制成膜；也可將試樣溶解在