红外光谱法测定聚合物的结构

关于红外光谱法测定聚合物的结构第一页，共二十页，2022年，8月28日一、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。第二页，共二十页，2022年，8月28日第三页，共二十页，2022年，8月28日第四页，共二十页，2022年，8月28日二、实验原理红外辐射光的波数:近红外区(800nm~2.5μm,125000~4000cm-1)中红外区(2.5μm~25μm,4000~400cm-1)远红外区(25μm~1000μm,400~l0cm-1)。最常用的是中红外区，大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。

第五页，共二十页，2022年，8月28日分子中基团的基本振动形式①两类基本振动形式伸缩振动

亚甲基：弯曲振动

亚甲基第六页，共二十页，2022年，8月28日分子振动方程式式中：k—化学键的力常数，单位为N.cm-1μ

—折合质量，单位为g第七页，共二十页，2022年，8月28日红外吸收光谱产生的条件①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红外活性，如H2、N2等。②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。第八页，共二十页，2022年，8月28日第九页，共二十页，2022年，8月28日第十页，共二十页，2022年，8月28日基团振动与红外光谱区域

特征区（40001300cm-1

）指纹区(＜1300cm-1)⑴O－H、N－H

4000~3300cm-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。第十一页，共二十页，2022年，8月28日②饱和碳原子上的－C－H3000cm-1

以下①不饱和碳原子上的=C－H（C－H

）

苯环上的－C－H3030cm-1

=C－H30103000cm-1

C－H3300cm-13000cm-1以上（2）C—H伸缩振动3300~2700cm-1第十二页，共二十页，2022年，8月28日(3)叁键（C

C）和累积双键区伸缩振动区(25001900cm-1)(4)C=O伸缩振动及芳烃中C-H弯曲振动的倍频和合频1900~1650cm-1碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。第十三页，共二十页，2022年，8月28日（5）芳环、C=C、C=N伸缩振动区1675~1500cm-1①RC=CR′16201680cm-1

强度弱，R=R′（对称）时，无红外活性。②芳环骨架振动在1600～1450cm-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。第十四页，共二十页，2022年，8月28日（6）C-H面内弯曲振动1500～1300cm-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δs（～1465cm-1），其δas出现在～720cm-1处。（7）C-O、C-F、Si-O伸缩振动和C-C骨架振动1300~1000cm-1（8）C-H面外弯曲振动、C-Cl伸缩振动1000～650cm-1不同取代类型的烯烃，其γC-H位置不同，由此可以判断烯烃的取代类型。芳烃的γC-H在900～650cm-1，对于确定芳环取代类型是很特征的。第十五页，共二十页，2022年，8月28日三、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。第十六页，共二十页，2022年，8月28日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十七页，共二十页，2022年，8月28日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：①分别收集背景（无样品时）的干涉图及样品干涉图。②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。③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

第十八页，共二十页，2022年，8月28日四、实验步骤

1．制样①气体—气体池②液体