儀器分析課件第10章紅外吸收光譜分析法

1、2022-3-12第十章第十章紅外吸收光譜紅外吸收光譜分析法分析法使用教材：朱明華編使用教材：朱明華編主講教師：涂逢樟主講教師：涂逢樟 2022-3-12第一節(jié)第一節(jié) 紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理定義：定義：紅外吸收光譜是物質(zhì)的分子吸收了紅外輻射后，引起分紅外吸收光譜是物質(zhì)的分子吸收了紅外輻射后，引起分子的振動(dòng)子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而形成的光譜，因?yàn)槌霈F(xiàn)在紅外區(qū)，轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而形成的光譜，因?yàn)槌霈F(xiàn)在紅外區(qū)，所以稱之為紅外光譜。利用紅外光譜進(jìn)行定性定量分析的方法稱所以稱之為紅外光譜。利用紅外光譜進(jìn)行定性定量分析的方法稱之為紅外吸收光譜法。之為紅外吸收光譜法。 1. 1. 紅外吸收

2、光譜的發(fā)現(xiàn)紅外吸收光譜的發(fā)現(xiàn) 紅外輻射是在紅外輻射是在 1800年由英國(guó)的威廉年由英國(guó)的威廉.赫謝赫謝(Willian Hersher) 爾發(fā)爾發(fā)現(xiàn)的。一直到了現(xiàn)的。一直到了1903年，才有人研究了純物質(zhì)的紅外吸收光譜。年，才有人研究了純物質(zhì)的紅外吸收光譜。 二次世界大戰(zhàn)期間，由于對(duì)合成橡膠的迫切需求，紅外光譜才引二次世界大戰(zhàn)期間，由于對(duì)合成橡膠的迫切需求，紅外光譜才引起了化學(xué)家的重視和研究，并因此而迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)起了化學(xué)家的重視和研究，并因此而迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，以及紅外光譜儀與其它大型儀器的聯(lián)用，使得紅外光譜在結(jié)展，以及紅外光譜儀與其它大型儀器的聯(lián)用，使得紅外光譜在結(jié)構(gòu)分

3、析、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究以及生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著極其重要的作構(gòu)分析、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究以及生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著極其重要的作用，是用，是“四大波譜四大波譜”中應(yīng)用最多、理論最為成熟的一種方法。中應(yīng)用最多、理論最為成熟的一種方法。 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理2 2、紅外光譜法的特點(diǎn)、紅外光譜法的特點(diǎn)1. 氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)樣品均可進(jìn)行紅外光譜測(cè)定；2. 每種化合物均有紅外吸收，并顯示了豐富的結(jié)構(gòu)信息；3. 常規(guī)紅外光譜儀價(jià)格低廉，易于購(gòu)置；4. 樣品用量少：可減少到微克級(jí)；5. 針對(duì)特殊樣品的測(cè)試要求，發(fā)展了多種測(cè)量新技術(shù)，如：光聲光譜（ PAS）、衰減反射光譜（ATR），漫反射，

4、紅外顯微鏡等。 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理一、一、紅外吸收與振動(dòng)紅外吸收與振動(dòng) - - 轉(zhuǎn)動(dòng)光譜轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 1. 光譜的產(chǎn)生：光譜的產(chǎn)生： 分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生振分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生振-轉(zhuǎn)光譜，稱紅外光譜。轉(zhuǎn)光譜，稱紅外光譜。 2. 所需能量：所需能量：2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理3. 研究對(duì)象：研究對(duì)象：具有紅外活性的化合物，即含有共價(jià)鍵、并在振具有紅外活性的化合物，即含有共價(jià)鍵、并在振動(dòng)過(guò)程中伴隨有偶極矩變化的化合物。動(dòng)過(guò)程中伴隨有偶極矩變化的化合物。4. 用途用途: 結(jié)構(gòu)鑒定、定量分析和化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究

5、等。結(jié)構(gòu)鑒定、定量分析和化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究等。 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理二、分子振動(dòng)方程式二、分子振動(dòng)方程式1. 振動(dòng)頻率 對(duì)于雙原子分子，可認(rèn)為分子中的原子以平衡點(diǎn)為中心，以非常小的振幅作周期性的振動(dòng)即化學(xué)鍵的振動(dòng)類似于連接兩個(gè)小球的彈簧（ 圖 10.2） ， 可按簡(jiǎn)諧振動(dòng)模式處理，由經(jīng)典力學(xué)導(dǎo)出振動(dòng)頻率： 圖10.2 雙原子分子振動(dòng)模擬圖 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理L 圖 10.3 雙原子分子的勢(shì)能曲線 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理2.振動(dòng)能級(jí)（量子化）：振動(dòng)能級(jí)（量子化）： 按量子力學(xué)的觀點(diǎn)，當(dāng)分

6、子吸收紅外光譜發(fā)生躍遷時(shí)，要滿足一按量子力學(xué)的觀點(diǎn)，當(dāng)分子吸收紅外光譜發(fā)生躍遷時(shí)，要滿足一定的要求，即振動(dòng)能級(jí)是量子化的，可能存在的能級(jí)滿足下式：定的要求，即振動(dòng)能級(jí)是量子化的，可能存在的能級(jí)滿足下式： E 振振 =（ V+ 1/2 ）h n n ： 化學(xué)鍵的化學(xué)鍵的 振動(dòng)頻率；振動(dòng)頻率； V ： 振動(dòng)量子數(shù)。振動(dòng)量子數(shù)。 任意兩個(gè)相鄰的能級(jí)間的能量差為：任意兩個(gè)相鄰的能級(jí)間的能量差為：（用波數(shù)表示） 其中： K 為 化學(xué)鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長(zhǎng)有關(guān)； m 為雙原子的折合質(zhì)量。 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理 發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量

7、和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。 化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)（即鍵的力常數(shù) K 越大）原子折合質(zhì)量越小，化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。如： 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理三、三、 分子的振動(dòng)形式分子的振動(dòng)形式兩類基本振動(dòng)形式：變形振動(dòng)和伸縮振動(dòng)。以甲烷為例：變形振動(dòng) 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理四四. 紅外光譜產(chǎn)生的條件紅外光譜產(chǎn)生的條件滿足兩個(gè)條件：滿足兩個(gè)條件：1. 紅外光的頻率與分子中某基團(tuán)振動(dòng)頻率一致；紅外光的頻率與分子中某基團(tuán)振動(dòng)頻率一致；2. 分子振動(dòng)引起瞬間偶極矩變化。分子振動(dòng)引起瞬間偶極矩變化。 完全對(duì)稱分子，

8、沒(méi)有偶極矩變化，輻射不能引起共振，無(wú)紅外活性，完全對(duì)稱分子，沒(méi)有偶極矩變化，輻射不能引起共振，無(wú)紅外活性， 如：如： N2 N2 、 O2 O2 、 Cl2 Cl2 等；非對(duì)稱分子有偶極矩，屬紅外活性，如等；非對(duì)稱分子有偶極矩，屬紅外活性，如 HCl HCl 。 偶極子在交變電場(chǎng)中偶極子在交變電場(chǎng)中的作用可用的作用可用 圖圖 10.6 10.6 表示。表示。 圖 10.6 偶極子在交變電場(chǎng)中的作用示意圖2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理1.1.位置：由振動(dòng)頻率決定，化學(xué)鍵的力常數(shù)位置：由振動(dòng)頻率決定，化學(xué)鍵的力常數(shù) K K 越大，原子折合質(zhì)量越大，原子折合質(zhì)量 m m

9、越小，越小，鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)（高波長(zhǎng)區(qū)）；波數(shù)區(qū)（高波長(zhǎng)區(qū)）；2.2.峰數(shù)：分子的基本振動(dòng)理論峰數(shù)，可由振動(dòng)自由度來(lái)計(jì)算，對(duì)于由峰數(shù)：分子的基本振動(dòng)理論峰數(shù)，可由振動(dòng)自由度來(lái)計(jì)算，對(duì)于由 n n 個(gè)原子個(gè)原子組成的分子，其自由度為組成的分子，其自由度為3 n3 n 3n= 3n= 平動(dòng)自由度平動(dòng)自由度+ +振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度+ +轉(zhuǎn)動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 分子的平動(dòng)自由度為分子的平動(dòng)自由度為3 3，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為：非線性分子，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為：非線性分子3 3，線性分子，線性分

10、子2 2 振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度=3 n- =3 n- 平動(dòng)自由度平動(dòng)自由度- -轉(zhuǎn)動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度非線性分子非線性分子: : 振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度=3 n-6=3 n-6線線 性性 分分 子子: : 振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度=3 n-5 =3 n-5 絕大多數(shù)化合物紅外吸收峰數(shù)遠(yuǎn)小于理論計(jì)算振動(dòng)自由度（原因：無(wú)偶絕大多數(shù)化合物紅外吸收峰數(shù)遠(yuǎn)小于理論計(jì)算振動(dòng)自由度（原因：無(wú)偶極矩變化的振動(dòng)不產(chǎn)生紅外吸收；吸收簡(jiǎn)并；吸收落在儀器檢測(cè)范圍以外；極矩變化的振動(dòng)不產(chǎn)生紅外吸收；吸收簡(jiǎn)并；吸收落在儀器檢測(cè)范圍以外；儀器分辨率低，譜峰重疊等。）如水分子和二氧化碳分子（儀器分辨率低，譜峰重疊等。）如水分子和二氧

11、化碳分子（ 圖圖10.710.7， 圖圖 10.810.8） 。 五五. 紅外光譜峰的位置、峰數(shù)與強(qiáng)度紅外光譜峰的位置、峰數(shù)與強(qiáng)度 2022-3-122022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理則：則：3強(qiáng)度強(qiáng)度: 紅外吸收的強(qiáng)度與紅外吸收的強(qiáng)度與 躍遷幾率的大小和振動(dòng)偶極矩變化的大小躍遷幾率的大小和振動(dòng)偶極矩變化的大小有關(guān)，躍遷幾率越大、振動(dòng)偶極矩越大，則吸收強(qiáng)度越大。有關(guān)，躍遷幾率越大、振動(dòng)偶極矩越大，則吸收強(qiáng)度越大。 4 紅外光譜圖：紅外光譜圖： 縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波長(zhǎng) ， （ m ），），和波數(shù)和波數(shù) 1/ ，單位：，單位： cm -

12、1 ，可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來(lái)描述，可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來(lái)描述，如仲丁醇的紅外光譜（圖如仲丁醇的紅外光譜（圖 10.9 ）。）。 2022-3-12紅外光譜分析基本原理紅外光譜分析基本原理六六 . . 常用的紅外光譜術(shù)語(yǔ)常用的紅外光譜術(shù)語(yǔ)1. 1. 頻峰：由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的強(qiáng)吸收峰，稱為基頻峰頻峰：由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的強(qiáng)吸收峰，稱為基頻峰( (強(qiáng)度大強(qiáng)度大) )；2. 2. 倍頻峰：由基態(tài)直接躍遷到第二、第三等激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生弱的吸收峰，稱為倍倍頻峰：由基態(tài)直接躍遷到第二、第三等激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生弱的吸收峰，稱為倍頻峰；頻峰；3. 3. 合頻峰：兩個(gè)基頻峰頻率相加的峰

13、合頻峰：兩個(gè)基頻峰頻率相加的峰; ;4 4Fermi Fermi 共振共振 : :某一個(gè)振動(dòng)的基頻與另外一個(gè)振動(dòng)的倍頻或合頻接近時(shí)某一個(gè)振動(dòng)的基頻與另外一個(gè)振動(dòng)的倍頻或合頻接近時(shí), ,由于由于相互作用而在該基頻峰附近出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶相互作用而在該基頻峰附近出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶, ,這叫做這叫做 Fermi Fermi 共振共振 。5. 5. 振動(dòng)偶合振動(dòng)偶合: :兩個(gè)化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相等或接近時(shí)兩個(gè)化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相等或接近時(shí), ,常使這兩個(gè)化學(xué)鍵的基頻吸常使這兩個(gè)化學(xué)鍵的基頻吸收峰裂分為兩個(gè)頻率相差較大的吸收峰收峰裂分為兩個(gè)頻率相差較大的吸收峰, ,這種現(xiàn)象叫做振動(dòng)偶合。這種現(xiàn)象叫做振動(dòng)偶合。 20

14、22-3-12一、基團(tuán)頻率與紅外光譜的分區(qū) 常見(jiàn)的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的范圍：常見(jiàn)的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的范圍： 4000 670 cm -1 ,依據(jù)基團(tuán)的振動(dòng)形式，分為四個(gè)區(qū)：依據(jù)基團(tuán)的振動(dòng)形式，分為四個(gè)區(qū)： 2022-3-12二、 影響基團(tuán)頻率位移的因素 化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，還受分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部因素影響。相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上。1.內(nèi)部因素 電子效應(yīng)（1） 誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子基團(tuán)使吸收峰向高頻方向移動(dòng)（蘭移） 2022-3-122022-3-12. 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng) . 空間效應(yīng)：場(chǎng)效應(yīng)、空間位阻、環(huán)張力空間效應(yīng)：場(chǎng)效應(yīng)、空間位阻、環(huán)張力（1） 場(chǎng)效應(yīng)

15、場(chǎng)效應(yīng): 在相互靠近的基團(tuán)之間，會(huì)通過(guò)分子內(nèi)的空間產(chǎn)生偶極場(chǎng)效應(yīng)在相互靠近的基團(tuán)之間，會(huì)通過(guò)分子內(nèi)的空間產(chǎn)生偶極場(chǎng)效應(yīng)，如氯代丙酮三種旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體，如氯代丙酮三種旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體， C=O 吸收頻率不同；吸收頻率不同；（2） 空間位阻：使共軛體系受阻，基團(tuán)頻率往高頻移動(dòng)；空間位阻：使共軛體系受阻，基團(tuán)頻率往高頻移動(dòng)；（3 ） 環(huán)張力：環(huán)張力越大，基團(tuán)頻率越高。環(huán)張力：環(huán)張力越大，基團(tuán)頻率越高。 2022-3-12例如：氯代丙酮三種旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體（場(chǎng)效應(yīng)） 空間位阻空間位阻 2022-3-12環(huán)張力影響環(huán)張力影響 2. 外部因素（1） 樣 品物理狀態(tài)；（2） 溶劑的影響：常用溶劑二硫化碳，四氯化碳 （雙光束

16、紅外光譜儀對(duì)溶劑吸收有補(bǔ)償裝置）（3） 樣品厚度： 一般吸收曲線的基線 T 在80%以上，大部分 T 在20-60%，最強(qiáng)透光率在1-5%較為合適，否則圖譜易失真。 2022-3-12三、三、 影響譜帶強(qiáng)度的因素影響譜帶強(qiáng)度的因素1、譜帶強(qiáng)度與偶極矩變化的大小有關(guān)，偶極矩變化的愈、譜帶強(qiáng)度與偶極矩變化的大小有關(guān)，偶極矩變化的愈大，譜帶強(qiáng)度愈大；大，譜帶強(qiáng)度愈大；2、極性較強(qiáng)的基團(tuán)，振動(dòng)中偶極矩變化較大，對(duì)應(yīng)的吸、極性較強(qiáng)的基團(tuán)，振動(dòng)中偶極矩變化較大，對(duì)應(yīng)的吸收譜帶較強(qiáng)；收譜帶較強(qiáng)；3、結(jié)構(gòu)對(duì)稱性愈強(qiáng)，振動(dòng)時(shí)偶極矩變化愈小，對(duì)應(yīng)的吸、結(jié)構(gòu)對(duì)稱性愈強(qiáng)，振動(dòng)時(shí)偶極矩變化愈小，對(duì)應(yīng)的吸收譜帶愈弱。收譜

17、帶愈弱。 2022-3-12 一、 XH伸縮振動(dòng)區(qū)（4000 2500）1. OH基的伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在 3650 3200 的范圍內(nèi) ，可以判斷醇，酚，有機(jī)酸 在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r(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，很容易識(shí)別。 2022-3-122. C-H2. C-H鍵的伸縮振動(dòng)可分為飽和的和不飽和的鍵的伸縮振動(dòng)可分為飽和的和不飽和的飽和的飽和的C-HC-H鍵：一般在鍵：一般在3000cm3000cm-1-1以下以下 CH3 2960 cmcm-1-1 反對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng) 2870 cmcm-1-1 對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng) CH22930 c

18、mcm-1-1 反對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng) 2850 cmcm-1-1 對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng) CH 2890 cmcm-1-1 弱吸收弱吸收 2022-3-12二、二、 雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（19001200 cmcm-1-1 ） 單核芳烴單核芳烴 的的C=C鍵伸縮振動(dòng)（鍵伸縮振動(dòng)（1626 1650 cmcm-1-1 ） 苯衍生物在苯衍生物在 1650 2000 cmcm-1-1出現(xiàn)出現(xiàn) C-H和和C=C鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來(lái)判斷取代基位置。吸收（強(qiáng)度弱），可用來(lái)判斷取代基位置。C=O （1850 1600 cmcm-1-1 ）碳氧

19、雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。 三、 叁鍵（CC）和累積雙鍵區(qū)伸縮振動(dòng)區(qū)（2500 1900 cmcm-1-1 ） 2022-3-12四、 XY，XH 變形振動(dòng)區(qū) 1650 指紋區(qū)(1350 650 cmcm-1-1 )較復(fù)雜。 C-H，N-H的變形振動(dòng)； C-O，C-X的伸縮振動(dòng)； C-C骨架振動(dòng)等，精細(xì)結(jié)構(gòu)的區(qū)分。 ) ,2022-3-12一、紅外光譜一般解析步驟一、紅外光譜一般解析步驟1. 檢查光譜圖是否符合要求檢查光譜圖是否符合要求;2. 了解樣品來(lái)源、樣品的理化性質(zhì)、其他分析的數(shù)據(jù)、樣了解樣品來(lái)源、樣品的理化性質(zhì)、其他分析的數(shù)據(jù)、樣品重結(jié)晶溶劑及純度

20、品重結(jié)晶溶劑及純度;3. 排除可能的排除可能的“假譜帶假譜帶”;4. 若可以根據(jù)其他分析數(shù)據(jù)寫(xiě)出分子式，則應(yīng)先算出分子若可以根據(jù)其他分析數(shù)據(jù)寫(xiě)出分子式，則應(yīng)先算出分子的不飽和度的不飽和度U = （2 + 2n4 + n3 n1 ）/ 2n4 ， n3 ，n1分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目;5.確定分子所含基團(tuán)及化學(xué)鍵的類型（官能團(tuán)區(qū)確定分子所含基團(tuán)及化學(xué)鍵的類型（官能團(tuán)區(qū)40001330和指紋區(qū)和指紋區(qū)1331650 cmcm-1-1 ） 6. 結(jié)合其他分析數(shù)據(jù)，確定化合物的結(jié)構(gòu)單元，推出可能結(jié)合其他分析數(shù)據(jù)，確定化合物的結(jié)構(gòu)單元，推出可能的結(jié)構(gòu)式的結(jié)

21、構(gòu)式;7. 已知化合物分子結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證已知化合物分子結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證;8. 標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照;9. 計(jì)算機(jī)譜圖庫(kù)檢索。計(jì)算機(jī)譜圖庫(kù)檢索。2022-3-12二、定性分析二、定性分析 定性分析大致可分為官能團(tuán)定性和結(jié)構(gòu)定性兩個(gè)方面。定性分析大致可分為官能團(tuán)定性和結(jié)構(gòu)定性兩個(gè)方面。定性分析的一般過(guò)程：定性分析的一般過(guò)程：1. 試樣的分離和精制試樣的分離和精制2.了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其它方面的材料了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其它方面的材料3. 譜圖的解析譜圖的解析4. 和標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照和標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照5. 計(jì)算機(jī)紅外光譜譜庫(kù)及其檢索系統(tǒng)計(jì)算機(jī)紅外光譜譜庫(kù)及其檢索系統(tǒng)6. 確定分子的結(jié)構(gòu)確定分子的結(jié)構(gòu)202

22、2-3-12例例1 1 順?lè)聪N紅外光譜順?lè)聪N紅外光譜 10.11 順烯烴紅外光譜順烯烴紅外光譜 圖圖 10.12 反烯烴紅外光譜反烯烴紅外光譜 2022-3-12例醛和酮紅外光譜例醛和酮紅外光譜 圖圖 10.13 醛和酮醛和酮 紅外光譜紅外光譜 2022-3-12三三 定量分析定量分析定量分析的依據(jù)是郎伯定量分析的依據(jù)是郎伯-比爾定律。比爾定律。紅外光譜圖中吸收帶很多，因此定量分析時(shí)紅外光譜圖中吸收帶很多，因此定量分析時(shí) , 特征吸收譜帶特征吸收譜帶的選擇尤為重要，除應(yīng)考慮的選擇尤為重要，除應(yīng)考慮 較大之外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)較大之外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 譜帶的峰形應(yīng)有較好的對(duì)稱性性譜帶的峰

23、形應(yīng)有較好的對(duì)稱性性 ; 沒(méi)有其他組分在所選擇特征譜帶區(qū)產(chǎn)生干擾沒(méi)有其他組分在所選擇特征譜帶區(qū)產(chǎn)生干擾 ; 溶劑或介質(zhì)在所選擇特征譜帶區(qū)域應(yīng)無(wú)吸收或基本沒(méi)有吸溶劑或介質(zhì)在所選擇特征譜帶區(qū)域應(yīng)無(wú)吸收或基本沒(méi)有吸收；收； 所選溶劑不應(yīng)在濃度變化時(shí)對(duì)所選擇特征譜帶的峰形產(chǎn)生所選溶劑不應(yīng)在濃度變化時(shí)對(duì)所選擇特征譜帶的峰形產(chǎn)生影響影響 ; 特征譜帶不應(yīng)在對(duì)二氧化碳特征譜帶不應(yīng)在對(duì)二氧化碳 . 水水 . 蒸氣有強(qiáng)吸收的區(qū)域。蒸氣有強(qiáng)吸收的區(qū)域。2022-3-12 譜帶強(qiáng)度的測(cè)量方法主要有峰高（即吸光度值）測(cè)量和峰面譜帶強(qiáng)度的測(cè)量方法主要有峰高（即吸光度值）測(cè)量和峰面積測(cè)量?jī)煞N，而定量分析方法很多，視被測(cè)物

24、質(zhì)的情況和定量分積測(cè)量?jī)煞N，而定量分析方法很多，視被測(cè)物質(zhì)的情況和定量分析的要求可采用直接計(jì)算法析的要求可采用直接計(jì)算法 . . 工作曲線法工作曲線法 . . 吸收度比法和內(nèi)吸收度比法和內(nèi)標(biāo)法等。標(biāo)法等。 1 1 直接計(jì)算法直接計(jì)算法 這種方法適用于組分簡(jiǎn)單，特征吸收譜帶不重疊。且濃度與這種方法適用于組分簡(jiǎn)單，特征吸收譜帶不重疊。且濃度與吸收成線性關(guān)系的樣品。直接從譜圖上讀取吸光度吸收成線性關(guān)系的樣品。直接從譜圖上讀取吸光度 A A 值，再按值，再按 朗伯朗伯 - -比爾定律比爾定律 算出組分含量算出組分含量 C C 。這一方法的前提是應(yīng)先測(cè)出。這一方法的前提是應(yīng)先測(cè)出樣品厚度樣品厚度 L L

25、 及摩爾吸光系數(shù)及摩爾吸光系數(shù) 值，分析精度不高時(shí)，可用文獻(xiàn)值，分析精度不高時(shí)，可用文獻(xiàn)報(bào)道報(bào)道 值。值。 2 2 工作曲線法工作曲線法 這種方法適用于組分簡(jiǎn)單，樣品厚度一定（一般在液體樣品這種方法適用于組分簡(jiǎn)單，樣品厚度一定（一般在液體樣品池中進(jìn)行），特征吸收譜帶重疊較少，而濃度與吸光度不成線性池中進(jìn)行），特征吸收譜帶重疊較少，而濃度與吸光度不成線性關(guān)系的樣品。關(guān)系的樣品。 2022-3-12 3 吸收度比法吸收度比法 該發(fā)適用于厚度難以控制或不能準(zhǔn)確測(cè)定其厚度的樣品，例如厚度不均勻該發(fā)適用于厚度難以控制或不能準(zhǔn)確測(cè)定其厚度的樣品，例如厚度不均勻的高分子膜，糊狀法的樣品等。這一方法要求各組分

26、的特征吸收譜帶相互的高分子膜，糊狀法的樣品等。這一方法要求各組分的特征吸收譜帶相互不重疊，且服從于郎伯不重疊，且服從于郎伯 比爾定律。比爾定律。 如有二元組分如有二元組分 X 和和 Y ，根據(jù)，根據(jù) 朗伯朗伯 -比爾定律比爾定律 ，應(yīng)存在以下關(guān)系；，應(yīng)存在以下關(guān)系； 由于是在同一被測(cè)樣品中，故厚度是相同的，由于是在同一被測(cè)樣品中，故厚度是相同的， 其吸光度比其吸光度比 R 為：為： （ 101 ） 式中的式中的 K 稱為吸收系數(shù)比。稱為吸收系數(shù)比。 2022-3-12 但前提是不允許含其他雜質(zhì)。吸收度比法也適合于多元體系。但前提是不允許含其他雜質(zhì)。吸收度比法也適合于多元體系。 2022-3-1

27、24 4 內(nèi)標(biāo)法內(nèi)標(biāo)法 此法適用于厚度難以控制的糊狀法此法適用于厚度難以控制的糊狀法 . . 、壓片法等的定量工、壓片法等的定量工作，可直接測(cè)定樣品中某一組分的含量。具體做法如下：作，可直接測(cè)定樣品中某一組分的含量。具體做法如下： 首先，選擇一個(gè)合適的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物。用待測(cè)組分標(biāo)準(zhǔn)首先，選擇一個(gè)合適的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物。用待測(cè)組分標(biāo)準(zhǔn)品和內(nèi)標(biāo)物配制一系列不同比例的標(biāo)樣，測(cè)量它們的吸光度，并品和內(nèi)標(biāo)物配制一系列不同比例的標(biāo)樣，測(cè)量它們的吸光度，并用公式（用公式（ 342 342 ）計(jì)算出吸收系數(shù)比）計(jì)算出吸收系數(shù)比 k k 。 根據(jù)郎伯根據(jù)郎伯 比爾定律，比爾定律， 2022-3-12 在未知樣品中測(cè)定吸光度比值后，就可以從工