红外光谱和激光拉曼光谱教程文件.ppt

朱云峰
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QQ:63479699主要内容及参考书光的波动性
λ·ν=c
λ为波长；ν为频率；c为光速(3×108m/s)

光的粒子性
E光=hν=hc/λ分子的吸收光谱的表示方法InfraredAbsorption
Spectroscopy本章主要内容(4学时)红外光谱法发展历程红外光谱法的特点红外光谱的基本原理对称伸缩振动（s）不对称伸缩振动（as）分子的振动方式平面摇摆弯曲振动（以表示）平面外摇摆弯曲振动（以表示）平面外扭曲弯曲振动（以表示）红外光谱原理当一束连续波长的红外光透过极性分子材料时，某一波长的红外光的频率若与分子中某一原子或基团的振动频率相同时，即发生共振。这时，光子的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，导致分子对这一频率的光子的选择吸收，从振动基态激发到振动激发态，产生振动能级的跃迁。
记录被吸收光子的频率(波数)或波长及相应的吸收强度，即形成IR谱图。IR谱一般以波数(cm-1)或波长λ(μm)为横坐标，以透光率T(％)为纵坐标，基团的吸收愈强则曲线愈向下降。红外光谱图红外谱图的峰数对称分子在振动过程中不发生偶极极矩的变化
频率完全相同的振动彼此发生简并。
强宽峰覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰。
仪器不能区别频率十分接近的振动，或吸收
带很弱，仪器无法检测。
有些吸收带落在仪器检测范围之外。红外谱图的峰强分子的振动频率决定分子基团吸收的红外光频率，即红外吸收位置。红外光谱和分子结构影响峰位（基团频率）的因素内部因素诱导效应诱导效应共轭效应共轭效应中介效应氢键的影响振动耦合Fermi共振环的张力空间障碍外部因素外部因素烷烃环烷烃C-H伸缩振动吸收大于3000cm-1，C=C键的伸缩振动在1600-1680cm-1。随着双键碳上烷基的增加，强度减弱。烯烃C-H键的平面外弯曲振动吸收可用于判断双键碳上的烷基取代类型
烯烃C-H键的平面外弯曲振动频率C8H16烯烃烯烃末端烯烃烯烃共轭烯烃炔烃1-辛炔的红外光谱2-辛炔的红外光谱单环芳烃苯取代物的C-H面外弯折振动芳香烃取代苯醇醇缔合羟基乙醇的红外光谱(液膜法)酚醚脂肪酮醛苯乙酮芳香醛酰基化合物的羰基伸缩振动频率cm-11800-1850和1740-17901735-1750乙酸硝基化合物硝基乙烷硝基苯胺苯胺红外光谱仪红外光谱仪红外光谱仪红外光谱仪红外光谱仪国产双光束比例记录红外分光光度计红外光谱仪迈克尔逊干涉仪工作原理美国Nicolet公司AVATAR-360型FT-IRFourier变换红外光谱仪的特点Fourier变换红外光谱仪的特点试样的处理和制备试样的处理和制备试样的处理和制备试样的处理和制备试样的处理和制备1.4红外光谱在结构分析中的应用确定未知物的结构分子式为C4H10O计算出其不饱和度为0
①3350cm-1缔合羟基的伸缩振动；
②饱和碳原子的C-H伸缩振动；
③1380cm-1双峰为叔氢的弯曲振动；
④一级醇的C-O伸缩振动

分子式为C3H6O波谱解析分子式为C12H24O2波谱解析：芳香胺：分子式为C6H6N2由分子式可计算出其不饱和度为4，可能含苯环；
3030、1502cm-1处的吸收证实了苯环的存在，750cm-1的吸收知为邻位取代的苯环；
3285、3193cm-1是伯胺的特征吸收；
3387、3366cm-1：NH2的伸缩振动；
1624cm-1：NH2弯曲振动；
1274cm-1：C-N伸缩振动；

推测化合物结构为邻苯二胺分子式为C8H8O波谱解析单取代苯衍生物其可能结构为:红外谱图解析注意事项同一基团的几种振动的相差峰是同时存在的
例1：甲基在2960、2870、1460、1380都有C-H吸收。
例2：亚甲基则在2920、2850、1470、720处都有C-H吸收
例3：分子中含有酰基，能同时见到羰基和C-O-C(1050-1300)两处吸收。标准红外谱图的应用定量分析定量分析定量分析定量分析定量分析原位分析反应动力学及反应机理原位分析反应动力学及反应机理红外反射光谱（ATR)红外反射光谱（ATR)红外反射光谱（ATR)红外光谱学的近期发展1.5红外光谱联用技术1.6拉曼(Raman)光谱拉曼(Raman)光谱基本原理拉曼(Raman)光谱基本原理光散射过程的跃迁图拉曼谱线拉曼光谱和红外光谱拉曼光谱和红外光谱可以互相补充红外可见，拉曼不可见线性聚乙烯的红外及拉曼光谱聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)的红外及拉曼光谱拉曼光谱的优点及其应用近红外区中红外区远红外区作业