红外光谱法测定聚合物的结构

1、红外光谱法测定聚合物的结构第1页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二一、实验目的1了解红外光谱的基本性能。2初步掌握红外光谱样品的制备和红外光谱仪的使用。3初步学会红外光谱图的解析。第2页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二第3页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二第4页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二二、实验原理红外辐射光的波数:近红外区(800nm2.5m,1250004 000cm-1)中红外区( 2.5m25m,4 000400cm-1)远红外区(25m1000m,400l0cm-1 )。最常用的是中红外区，大

2、多数化合物的化学键振动能的跃迁发生在这一区域，在此区域出现的光谱为分子振动光谱，即红外光谱。 第5页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二分子中基团的基本振动形式 两类基本振动形式伸缩振动 亚甲基：弯曲振动 亚甲基第6页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二分子振动方程式式中：k 化学键的力常数，单位为N.cm-1 折合质量，单位为 g第7页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二红外吸收光谱产生的条件 分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。分子是否显示红外活性（产生红外吸收），与分子是否具有永久偶极矩无关，如CO2分子。只有同核双原子分子才是非

3、红外活性，如H2、N2等。 照射分子的红外光的频率与分子某种振动的频率相同时，分子吸收能量后，才能产生跃迁，在红外谱图上出现相应的吸收带。第8页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二第9页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二第10页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二基团振动与红外光谱区域 特征区（ 4000 1300 cm-1 ） 指纹区(1300 cm-1 ) OH 、N H 40003300 cm-1 确定醇、酚、酸；伯胺、仲胺、叔胺 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。第11页

4、，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二 饱和碳原子上的CH 3000 cm-1 以下 不饱和碳原子上的=CH（ CH ） 苯环上的CH 3030 cm-1 =CH 3010 3000 cm-1 CH 3300 cm-1 3000 cm-1 以上（2）CH伸缩振动 33002700 cm-1第12页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二(3) 叁键（C C）和累积双键区伸缩振动区(2500 1900 cm-1 )(4) C=O伸缩振动及芳烃中C-H弯曲振动的倍频和合频 19001650 cm-1碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。第13页，共19页，2022年，5月

5、20日，9点41分，星期二（5）芳环、C=C、C=N伸缩振动区 16751500cm-1 RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱， R=R（对称）时，无红外活性。 芳环骨架振动在16001450 cm-1有二到四个中等强度的峰，是判断芳环存在的重要标志之一。第14页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二（6）C-H面内弯曲振动 15001300cm-1一般甲基、亚甲基的弯曲振动位置都比较恒定。由于存在着对称和不对称弯曲振动（对于CH3），因此通常看到两个以上的峰。而亚甲基的弯曲振动在此区段内仅有s（1465 cm-1），其as出现在720 cm-1处。（7） C-O、

6、C-F、Si-O伸缩振动和C-C骨架振动 13001000cm-1（8）C-H面外弯曲振动、C-Cl伸缩振动 1000650 cm-1不同取代类型的烯烃，其C-H位置不同，由此可以判断烯烃的取代类型。芳烃的C-H在900650 cm-1，对于确定芳环取代类型是很特征的。第15页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二三、实验仪器及试剂1仪器：傅里叶变换红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪是一种干涉型红外光谱仪，干涉仪由光源、动镜(M,)、定镜(M) )、分束器、检测器组成。第16页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二迈克尔干涉仪工作原理图动镜移动距离傅立叶变换红外光谱仪原理图第17页，共19页，2022年，5月20日，9点41分，星期二用傅立叶变换红外光谱仪测量样品的红外光谱包括以下几个步骤： 分别收集背景（无样品时）的干涉图及样品干涉图。 分别通过傅立叶变换，将上述干涉图转化为单光束红外光谱。 经过计算，将样品的单光束光谱除以背景的单光束光谱，即得到样品的透射光谱或吸收光谱。FTIR光谱获得过程示意图 第18页，共19页，2022年，5月20日，9点41分