《分析化學(xué)》12-1紅外分光光度法hwfgA.ppt
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第十四章紅外分光光度法,第一節(jié)概述,紅外分光光度法:利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收的特性來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法,又稱紅外吸收光譜法,一、紅外光的區(qū)劃二、紅外吸收過程三、紅外光譜的作用四、紅外光譜的表示方法五、IR與UV的區(qū)別,,一、紅外光的區(qū)劃,紅外線:波長(zhǎng)在0.76~500μm(1000μm)范圍內(nèi)的電磁波,二、紅外吸收過程,UV——分子外層價(jià)電子能級(jí)的躍遷(電子光譜)IR——分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷(振轉(zhuǎn)光譜),三、紅外光譜的作用,1.可以確定化合物的類別(芳香類)2.確定官能團(tuán):例:—CO—,—C=C—,—C≡C—3.推測(cè)分子結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)單化合物)4.定量分析,,四、紅外光譜的表示方法,T~σ曲線→前疏后密,T~λ曲線→前密后疏,五、IR與UV的區(qū)別,IRUV起源分子振動(dòng)能級(jí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷分子外層價(jià)電子能級(jí)躍遷適用所有紅外吸收的有機(jī)化合物具n-π*躍遷有機(jī)化合物具π-π*躍遷有機(jī)化合物特征性特征性強(qiáng)簡(jiǎn)單、特征性不強(qiáng)用途鑒定化合物類別定量鑒定官能團(tuán)推測(cè)有機(jī)化合物共軛骨架推測(cè)結(jié)構(gòu),,第二節(jié)紅外分光光度法基本原理,紅外分光光度法——研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與紅外光譜之間關(guān)系紅外光譜——由吸收峰位置和吸收峰強(qiáng)度共同描述,一、紅外吸收光譜的產(chǎn)生二、振動(dòng)形式三、振動(dòng)的自由度四、特征峰與相關(guān)峰五、吸收峰位置六、吸收峰強(qiáng)度,一、紅外吸收光譜的產(chǎn)生,紅外光譜主要由分子的振動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生分子的振動(dòng)能級(jí)差遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差分子發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷必然同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷,1.振動(dòng)能級(jí),續(xù)前,2.振動(dòng)光譜,雙原子分子A-B→近似看作諧振子兩原子間的伸縮振動(dòng)→近似看作簡(jiǎn)諧振動(dòng),續(xù)前,,,續(xù)前,,,續(xù)前,3.基頻峰與泛頻峰,1)基頻峰:分子吸收一定頻率紅外線,振動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷至第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收峰(即V=0→1產(chǎn)生的峰),基頻峰的峰位等于分子的振動(dòng)頻率基頻峰強(qiáng)度大——紅外主要吸收峰,續(xù)前,2)泛頻峰,倍頻峰:分子的振動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷至第二振動(dòng)激發(fā)態(tài)、第三振動(dòng)激發(fā)態(tài)等高能態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的吸收峰(即V=1→V=2,3---產(chǎn)生的峰),注:泛頻峰強(qiáng)度較弱,難辨認(rèn)→卻增加了光譜特征性,,4.紅外光譜產(chǎn)生條件:,紅外活性振動(dòng):分子振動(dòng)產(chǎn)生偶極矩的變化,從而產(chǎn)生紅外吸收的性質(zhì)紅外非活性振動(dòng):分子振動(dòng)不產(chǎn)生偶極矩的變化,不產(chǎn)生紅外吸收的性質(zhì),分子吸收紅外輻射的頻率恰等于分子振動(dòng)頻率整數(shù)倍分子在振、轉(zhuǎn)過程中的凈偶極矩的變化不為0,即分子產(chǎn)生紅外活性振動(dòng),二、振動(dòng)形式(多原子分子),(一)伸縮振動(dòng)指鍵長(zhǎng)沿鍵軸方向發(fā)生周期性變化的振動(dòng),1.對(duì)稱伸縮振動(dòng):鍵長(zhǎng)沿鍵軸方向的運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生2.反稱伸縮振動(dòng):鍵長(zhǎng)沿鍵軸方向的運(yùn)動(dòng)交替發(fā)生,續(xù)前,(二)彎曲振動(dòng)(變形振動(dòng),變角振動(dòng)):指鍵角發(fā)生周期性變化、而鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng),1.面內(nèi)彎曲振動(dòng)β:彎曲振動(dòng)發(fā)生在由幾個(gè)原子構(gòu)成的平面內(nèi)1)剪式振動(dòng)δ:振動(dòng)中鍵角的變化類似剪刀的開閉2)面內(nèi)搖擺ρ:基團(tuán)作為一個(gè)整體在平面內(nèi)搖動(dòng),續(xù)前,2.面外彎曲γ:彎曲振動(dòng)垂直幾個(gè)原子構(gòu)成的平面1)面外搖擺ω:兩個(gè)X原子同時(shí)向面下或面上的振動(dòng)2)蜷曲τ:一個(gè)X原子在面上,一個(gè)X原子在面下的振動(dòng),,續(xù)前,3.變形振動(dòng):1)對(duì)稱的變形振動(dòng)δs:三個(gè)AX鍵與軸線的夾角同時(shí)變大2)不對(duì)稱的變形振動(dòng)δas:三個(gè)AX鍵與軸線的夾角不同時(shí)變大或減小,,圖示,,,,注:振動(dòng)自由度反映吸收峰數(shù)量并非每個(gè)振動(dòng)都產(chǎn)生基頻峰吸收峰數(shù)常少于振動(dòng)自由度數(shù),三、振動(dòng)的自由度,指分子獨(dú)立的振動(dòng)數(shù)目,或基本的振動(dòng)數(shù)目,N個(gè)原子組成分子,每個(gè)原子在空間具三個(gè)自由度,示例,水分子——非線性分子,,示例,CO2分子——線性分子,吸收峰數(shù)少于振動(dòng)自由度的原因:發(fā)生了簡(jiǎn)并——即振動(dòng)頻率相同的峰重疊紅外非活性振動(dòng),五、特征峰與相關(guān)峰,(一)特征峰:next可用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰,稱~,(二)相關(guān)峰:next由一個(gè)官能團(tuán)引起的一組具有相互依存關(guān)系的特征峰,稱~,注:相關(guān)峰的數(shù)目與基團(tuán)的活性振動(dòng)及光譜的波數(shù)范圍有關(guān)用一組相關(guān)峰才可以確定確定一個(gè)官能團(tuán)的存在,圖示,back,,續(xù)前,,,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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