红外吸收光谱培训课件.ppt

红外吸收光谱法★课程引入
◇目前市场上出售的保鲜膜，从原材料上主要分为三大类：
聚乙烯（PE或LDPE）
主要用于普通水果、蔬菜等的包装，具有很强的耐热性。
2.聚偏二氯乙烯（PVDC）
主要用于一些熟食、火腿等产品的包装。对气体、水蒸汽有很强的阻隔性，即密封性好，同时又具有极好的耐热性，有透明感。3.聚氯乙烯（PVC）
一般来说，它是可以用于食品包装的。PVC
保鲜膜的优点是透气，且具有优良的延伸性
和强度，所以密封性能好；缺点是不耐高温
，因此，如果使用不当就会影响健康。
◇PE和PVDC这两种材料的保鲜膜对人体是安
全的，可以放心使用。而PVC保鲜膜则对人
体危害比较大。
◇如何鉴别PE、PVDC或PVC？分子振动能级差为0.05～1.0eV，比转动能级差（0.0001～0.05eV）大，因此分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随转动能级跃迁，红外光谱实际上是分子的振动-转动光谱，即带状光谱。■红外光谱
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比（T%）与波数（σ）或波长（λ）关系的曲线，就得到红外光谱。名称三、红外吸收光谱法特点
（1）特征性好。
红外吸收光谱对有机或无机化合物的定性分析具有鲜明的特征性。每一种官能团和化合物都具有特有的吸收光谱，其特征吸收谱带的数目、频率、谱带形状和强度都随化合物及其聚集状态的不同而异。因此根据化合物的吸收光谱，就像辨认人的指纹一样，可找出该化合物或具有的官能团。（2）分析时间短。
通过检索、与标准红外吸收谱图对照，一般可在10～30min完成分析。若用计算机检索标准谱图，可在几分钟内完成分析。
（3）所用试样量少。
对固体和液体试祥，进行常量定性分析只需20mg，半微量分析约5mg，微量分析约20μg。对气体试样约200mL。
（4）操作简便、不破坏试样。
绘制红外吸收谱图前的制样技术比较简单，制样后不改变试样组成，试样用后可回收再从事其它研究。
四、红外光谱在化学领域中的应用
1.用于分子结构的基础研究：测定分子的键长、
键角，推断出分子的立体构型、化学键的强
弱、计算热力学函数。
2.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，根据光
谱中吸收峰的位置和形状推断未知物结构，
依照特征吸收峰的强度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。一、红外吸收光谱产生的条件
(1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变
化，分子才会吸收特定频率的红外光。
（偶合作用）
分子是否显示红外活性（产生红外吸收），与分子是否有永久偶极矩无关，如CO2分子。只有同核双原子分子才是非红外活性，如H2、N2等。
(2)照射分子的红外光的频率与分子某种振动
频率相同时，才能产生跃迁，在红外谱图
上出现相应的吸收带。（△E辐射=△E振动）二、分子振动与红外吸收峰
1.双原子分子的振动
简谐振动：分子中的原子视为小球，其间的化
学键看作不计质量的弹簧。原子沿
键轴方向的伸缩振动。分子振动的总能量E

其中：γ为振动频率；h为普朗克常数；ν为振动量
子数，ν=0，1，2，3…..n。
当分子发生△ν=1的振动能级跃迁时，用经典力学虎克（Hooke）定律导出其吸收红外光的振动频率σ为：★任何分子的原子总是在围绕它们的平衡位置附近
作微小的振动，这些振动的振幅很小，而振动的
频率却很高（v=1013～1014Hz），正好和红外光
的振动频率在同一数量级。
★分子发生振动能级跃迁时需要吸收一定的能量，
这种能量通常可由照射体系的红外线供给。振动
能级是量子化的，分子振动只能吸收一定的能量
★吸收的能量将取决于键力常数（k）与两端连接的
原子的质量，即取决于分子内部的特征。这就是
红外光谱可以测定化合物结构的理论依据。红外吸收光谱的术语：
基频峰：当分子吸收红外辐射后，振动能级从
基态跃迁到第一激发态时所产生的
吸收峰。倍频峰：振动能级从基态跃迁到第二激发
态、第三激发态……所产生的吸收
峰。
组（合）频峰：多原子分子中各种振动形式
的能级之间，存在可能的相互作用
。如果吸收的红外辐射能量为两个
相互作用基频之和或之差，就会
产生组（合）频峰。泛频峰：倍频峰和组（合）频峰统称为泛
频峰。
基频峰的强度＞倍频峰强度
＞组（合）频峰强度分子的振动形式可分成两大类：
（1）伸缩振动(γ)
对称伸缩振动（γs）
反对称伸缩振动（γas）（2）变形或弯曲振动(δ)
面内变形振动：剪式振动（δ)
面内摇摆振动(ρ)
面外变形振动：面外摇摆振动（ν）
扭曲变形振动（τ）水分子振动对应红外吸收峰3.红外吸收