紅外光譜法測(cè)定聚合物的結(jié)構(gòu)

關(guān)于紅外光譜法測(cè)定聚合物的結(jié)構(gòu)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解紅外光譜的基本性能。2．初步掌握紅外光譜樣品的制備和紅外光譜儀的使用。3．初步學(xué)會(huì)紅外光譜圖的解析。第2頁,共20頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共20頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共20頁，2024年2月25日，星期天二、實(shí)驗(yàn)原理紅外輻射光的波數(shù):近紅外區(qū)(800nm~2.5μm,125000~4000cm-1)中紅外區(qū)(2.5μm~25μm,4000~400cm-1)遠(yuǎn)紅外區(qū)(25μm~1000μm,400~l0cm-1)。最常用的是中紅外區(qū)，大多數(shù)化合物的化學(xué)鍵振動(dòng)能的躍遷發(fā)生在這一區(qū)域，在此區(qū)域出現(xiàn)的光譜為分子振動(dòng)光譜，即紅外光譜。

第5頁,共20頁，2024年2月25日，星期天分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式①兩類基本振動(dòng)形式伸縮振動(dòng)

亞甲基：彎曲振動(dòng)

亞甲基第6頁,共20頁，2024年2月25日，星期天分子振動(dòng)方程式式中：k—化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-1μ

—折合質(zhì)量，單位為g第7頁,共20頁，2024年2月25日，星期天紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件①分子振動(dòng)時(shí)，必須伴隨有瞬時(shí)偶極矩的變化。分子是否顯示紅外活性（產(chǎn)生紅外吸收），與分子是否具有永久偶極矩?zé)o關(guān)，如CO2分子。只有同核雙原子分子才是非紅外活性，如H2、N2等。②照射分子的紅外光的頻率與分子某種振動(dòng)的頻率相同時(shí)，分子吸收能量后，才能產(chǎn)生躍遷，在紅外譜圖上出現(xiàn)相應(yīng)的吸收帶。第8頁,共20頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共20頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共20頁，2024年2月25日，星期天基團(tuán)振動(dòng)與紅外光譜區(qū)域

特征區(qū)（4000

1300cm-1

）指紋區(qū)(＜1300cm-1)⑴O－H、N－H

4000~3300cm-1

確定醇、酚、酸；伯胺、仲胺、叔胺在非極性溶劑中，濃度較小（稀溶液）時(shí)，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時(shí)，發(fā)生締合作用，峰形較寬。第11頁,共20頁，2024年2月25日，星期天②飽和碳原子上的－C－H3000cm-1

以下①不飽和碳原子上的=C－H（

C－H

）

苯環(huán)上的－C－H3030cm-1

=C－H3010

3000cm-1

C－H3300cm-13000cm-1以上（2）C—H伸縮振動(dòng)3300~2700cm-1第12頁,共20頁，2024年2月25日，星期天(3)叁鍵（C

C）和累積雙鍵區(qū)伸縮振動(dòng)區(qū)(2500

1900cm-1)(4)C=O伸縮振動(dòng)及芳烴中C-H彎曲振動(dòng)的倍頻和合頻1900~1650cm-1碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。第13頁,共20頁，2024年2月25日，星期天（5）芳環(huán)、C=C、C=N伸縮振動(dòng)區(qū)1675~1500cm-1①RC=CR′1620

1680cm-1

強(qiáng)度弱，R=R′（對(duì)稱）時(shí)，無紅外活性。②芳環(huán)骨架振動(dòng)在1600～1450cm-1有二到四個(gè)中等強(qiáng)度的峰，是判斷芳環(huán)存在的重要標(biāo)志之一。第14頁,共20頁，2024年2月25日，星期天（6）C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)1500～1300cm-1一般甲基、亞甲基的彎曲振動(dòng)位置都比較恒定。由于存在著對(duì)稱和不對(duì)稱彎曲振動(dòng)（對(duì)于—CH3），因此通?？吹絻蓚€(gè)以上的峰。而亞甲基的彎曲振動(dòng)在此區(qū)段內(nèi)僅有δs（～1465cm-1），其δas出現(xiàn)在～720cm-1處。（7）C-O、C-F、Si-O伸縮振動(dòng)和C-C骨架振動(dòng)1300~1000cm-1（8）C-H面外彎曲振動(dòng)、C-Cl伸縮振動(dòng)1000～650cm-1不同取代類型的烯烴，其γC-H位置不同，由此可以判斷烯烴的取代類型。芳烴的γC-H在900～650cm-1，對(duì)于確定芳環(huán)取代類型是很特征的。第15頁,共20頁，2024年2月25日，星期天三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑1．儀器：傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀是一種干涉型紅外光譜儀，干涉儀由光源、動(dòng)鏡(M,)、定鏡(M))、分束器、檢測(cè)器組成。第16頁,共20頁，2024年2月25日，星期天邁克爾干涉儀工作原理圖動(dòng)鏡移動(dòng)距離傅立葉變換紅外光譜儀原理圖第17頁,共20頁，2024年2月25日，星期天用傅立葉變換紅外光譜儀測(cè)量樣品的紅外光譜包括以下幾個(gè)步驟：①分別收集背景（無樣品時(shí)）的干涉圖及樣品干涉圖。②分別通過傅立葉變換，將上述干涉圖轉(zhuǎn)化為單光束紅外光譜。③經(jīng)過計(jì)算，將樣品的單光束光譜除以背景的單光束光譜，即得到樣品的透射光譜或吸收光譜。FTIR光譜獲得過程示意圖

第18頁,共20頁，2024年2月25日，星期天四、實(shí)驗(yàn)步驟

1．制樣①氣體—?dú)怏w池②液體液膜法—難揮發(fā)液體（BP>>