第十章紅外分光光度法

第十章紅外分光光度法簡介◆學習目的⊙◆知識要求⊙◆能力要求⊙◆進入章節(jié)學習請點這里第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)1◆學習目的通過學習紅外分光光度法的基本原理、紅外光譜產(chǎn)生的條件、紅外光譜中的吸收峰類型及影響吸收峰的因素等有關(guān)知識，了解典型有機化合物的重要基團在紅外光譜中出現(xiàn)的區(qū)域和紅外分光光度計的使用，為藥物鑒別打下基礎(chǔ)。2◆知識要求1．了解紅外線、紅外光譜的概念以及在藥物分析中的主要應用

。2．熟悉紅外光譜與紫外光譜的區(qū)別；熟悉紅外光譜產(chǎn)生的原理及條件；熟悉紅外光譜中的吸收峰類型及影響吸收峰的因素

。3．了解典型有機化合物的重要基團在紅外光譜中出現(xiàn)的重要區(qū)段；了解紅外分光光度計的基本結(jié)構(gòu)

。

3◆能力要求學會使用紅外分光光度計。

4第一節(jié)概述

第一節(jié)

概

述

紅外分光光度法（infraredspectrophotometry，IR）是利用物質(zhì)對紅外線的特征吸收而建立起來的分析方法，又稱紅外吸收光譜法。

5第一節(jié)概述一、紅外線及紅外光譜1．紅外線及紅外光譜區(qū)域在可見光部分紅色光之外，波長大于0.76μm而小于1000μm的電磁波稱為紅外線。

目前廣泛用于化合物定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的紅外光譜，是指化合物吸收中紅外光區(qū)的紅外光后引起分子振轉(zhuǎn)能級躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜，稱為紅外吸收光譜簡稱紅外光譜（IR）。

6第一節(jié)概述2．紅外光譜的表示方法紅外光譜的表示常采用T-σ曲線或T-λ曲線，即以波數(shù)σ（cm-1）或波長λ（μm）為橫坐標，表示吸收峰的位置，以百分透光率T%為縱坐標，表示吸收峰的強度。紅外光譜圖最常采用的是波數(shù)等距繪制的T-σ曲線，其吸收峰是向下的“谷”，吸收峰多而尖銳，圖譜復雜。7第一節(jié)概述8第一節(jié)概述波數(shù)σ是波長λ的倒數(shù)，單位為cm-1。波長與波數(shù)的換算關(guān)系為：

9第一節(jié)概述二、紅外光譜與紫外光譜的區(qū)別1.成因不同紅外光譜是由分子的振轉(zhuǎn)能級的躍遷而形成，即稱分子振-轉(zhuǎn)光譜。紫外可見光譜是分子外層電子能級的躍遷而形成，故稱為電子光譜。2．特征性不同紅外吸收光譜中峰較密集，光譜形狀復雜，信息量多，特征性強，與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān);紫外吸收光譜的吸收峰一般較少，峰形比較簡單，僅反映的是少數(shù)官能團的的特性，而不是整個分子的特性。

10第一節(jié)概述3．應用范圍不同紅外光譜提供的信息量很多，對藥物定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析具有重要意義。紫外光譜只適用于研究不飽合化合物，特別是分子中具有共軛體系的化合物,在有機物定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析上僅是紅外光譜的一種輔助工具。

因此在分析中紫外光譜常用于定量分析，而紅外光譜常用于定性鑒別和結(jié)構(gòu)分析。

11第一節(jié)概述課堂互動您能說出為什么紫外光譜在對有機物定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析上僅是紅外光譜的一種輔助工具呢？

12第二節(jié)基本原理第二節(jié)基本原理一、紅外光譜產(chǎn)生的基本原理及條件（一）紅外光譜產(chǎn)生的基本原理1．分子振動與紅外吸收分子處在不停的運動之中，除了價電子躍遷外，還有分子中原子的振動和分子本身的轉(zhuǎn)動。13第二節(jié)基本原理當一定頻率的紅外線照射分子時，如果分子中某個基團的振動頻率與其相同，兩者就會產(chǎn)生共振，分子吸收紅外光的能量由原來的基態(tài)能級躍遷到較高的振動能級，同時也伴隨著轉(zhuǎn)動能級的躍遷。對于大多數(shù)復雜的氣、液、固體，分子間的自由旋轉(zhuǎn)受到阻礙，由轉(zhuǎn)動能級躍遷所引起的紅外吸收幾乎觀察不到，可以觀察到的主要由分子振動能級躍遷產(chǎn)生的紅外吸收光譜。

14第二節(jié)基本原理2．振動形式大多數(shù)的物質(zhì)分子為多原子組成的非線性分子，振動形式較復雜。在紅外光譜中的基本振動形式可分為伸縮振動和彎曲振動兩類。15第二節(jié)基本原理16第二節(jié)基本原理每一種振動形式對應一個振動能級，在產(chǎn)生躍遷時所需的能量不同，將選擇吸收不同頻率的紅外光，即在紅外光譜圖上出現(xiàn)相應的特征吸收峰。17第二節(jié)基本原理（二）紅外光譜產(chǎn)生的條件1．紅外輻射的能量與分子的振轉(zhuǎn)能級躍遷所需要的能量剛好相等時，分子才會吸收紅外輻射。2．紅外輻射與分子之間有偶合作用。只有發(fā)生偶極矩變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收譜帶，這種紅外活性的振動才能產(chǎn)生紅外吸收。18課堂互動產(chǎn)生紅外光譜的原因是（）A．原子內(nèi)層電子能級躍遷B．分子外層價電子躍遷C．分子轉(zhuǎn)動能級躍遷

D．分子振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷

第二節(jié)基本原理19課堂互動紅外光譜產(chǎn)生的條件是什么？第二節(jié)基本原理20第二節(jié)基本原理二、紅外光譜中的吸收峰類型及影響吸收峰強度的因素(一)紅外光譜中的吸收峰類型1．基頻峰與泛頻峰

基頻峰：分子吸收一定頻率的紅外線，振動能級由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時所產(chǎn)生的吸收峰稱為基頻峰。

泛頻峰：分子的振動能級由基態(tài)躍遷至第二、第三激發(fā)態(tài)等高能級時所產(chǎn)生的吸收峰稱為倍頻峰。除倍頻峰外，還有由兩個或多個振動類型組合而成的合頻峰、差頻峰。倍頻峰、合頻峰和差頻峰合稱為泛頻峰。21第二節(jié)基本原理2．特征峰與相關(guān)峰特征峰：能夠用于鑒別官能團存在并具有較高強度的吸收峰稱為特征吸收峰，簡稱特征峰，其頻率稱為特征頻率。吸收峰：由一個官能團所產(chǎn)生的一組具有依存關(guān)系的特征峰稱為相關(guān)吸收峰，簡稱吸收峰。22第二節(jié)基本原理(二)影響吸收峰強度的因素1．