红外光谱技术原理及应用课件2

红外光谱技术原理及应用红外光谱技术原理及应用红外光谱技术原理及应用第六章红外光谱分析第一节概述分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级跃迁时,不可遄避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱,而只能得到分子的振动-转动光谱,这种光谱称为红外吸收光谱。红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到红外光谱。第一节概述、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约为75~1000m,根据仪器技术和应用不同,习惯上又将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75-2.5μm),中红外光区(2.5~25m),远红外光区(25-1000m)近红外光区(0.75~25μm)近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团(如O_H、NH、C-H)伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以及目前，中学生存在感恩缺失问题，因此，培养学生的感恩之心，在语文教学中实施感恩教育就显得尤为重要。培养了感恩的心之后，再通过教育培养学生感恩的方法。一、充分利用语文教材语文课本内容设计的主要原则和目的包括两点：一是为了让学生正确掌握语文基础知识，二是为了提高学生的阅读能力、写作能力及人际交往能力。这两点是语文课程教学的重要内容，也是语文教学的根本任务，因此，教师在进行感恩教育时一定要保证完成这两个教学任务。在语文课本当中，无论是现代文还是文言文，都在一定程度上蕴含了丰富的思想道德教育的有关内容，这时教师要注意挖掘文章中的丰富涵义，确立知识、技能及价值观相统一的教学目标，让学生在具备学习技能的基础上感悟文章内涵及结合自身实际情况感悟生活，从而保证学生在掌握课本知识的前提下提高学生思想道德水平。例如，在学习冰心诗词《母亲》时，教师可以组织以“母亲”为主题的诗词朗诵会，并鼓励学生结合自己的母亲谈谈自己的体会和感受，说一说母亲为自己做过的令自己感动的事，也可以鼓励学生给母亲写一首诗，还可以举办演讲比赛等，从而使学生在这个活动中得到更多启发。二、教师要为学生提供践行的机会，让其体会感恩之道非理性因素在感恩教育中起着重要的作用，在课堂中要创设多样化的教学情境，将学习延伸到实践中，利用实践活动强化教学效果。只要在实践中，就能将感恩的思想转化成学生主观意识。这种主观意识指的就是学生已经形成的感恩的习惯。有了一颗感恩的心哪怕只是偶尔的一句“谢谢”。感恩教育并不是不存在的，它存在于中学生的生活中。把单纯的说教课堂转换成实践课堂，让学生在实践中学习、体会感恩，是感恩教育中一个重要的环节。可以在课堂上多设置一些模拟情境，让一位学生为另一位学生做一点小事，然后让被帮助的那个人表达感激，学生在这个游戏中可以体会到被感恩的快乐，由此也开始学会感恩。如果教师只是告诉学生什么是感恩、如何感恩，就太抽象，让学生无法真正感受到。在实践中要融入感恩教育，就必须注意在行为中多进行锻炼，教师应该注意到道德思维的养成需要道德主体有较强的道德实践能力，一旦道德思维与道德行为不一致，那么学生心理上就会怀疑，对原来已经形成的道德思维进行否定。因此，教师在平时的学校生活中要做好榜样让学生学习，同时与家长沟通好，让家长成为孩子感恩的榜样。三、正确把握德育工作和教学工作的关系目前，一些教师认为开展感恩教育会影响教学工作的进度，从而影响教学任务的完成质量，因此在教学活动中，教师还是延续传统的教学模式，只是一味地向学生教授课本知识，殊不知，将德育渗透到语文教学中不仅不会影响教学工作，反而会提高教学质量，更好地实现教学目标。因此，在实际的语文教学中，教师要注意协调好德育工作和教学工作的关系，使二者发挥1+1>2的效果。这就要求教师自身具有较高的语文素养，懂得抓住关键问题，引导学生找出文章中感动自己的地方，并进行深入体会，从而引发学生共鸣，使学生更好地理解作者想要传达给我们的思想和情感，从而最终实现对学生的教育、影响和塑造。例如，在学习《皇帝的新装》这篇文章时，教师可以先让学生通读，并谈谈自己的感受和体会，还可以提出一些可以思考的问题“如果你是这个小孩，你会不会说出来呢？”然后教师在讲解文章内容时，可以一边讲解作者的写作方法、技巧等基本知识，一边进行思想内涵讲解，对文中每一类人的心理特征进行分析，并结合当今社会生活中出现的一些类似情况进行深入分析，从而让学生懂得什么是真善美。有了好的榜样，就可以让学生学会明辨是非对错曲直的标准，让学生成为一个有正气的人。另外，教师还可以组织学生进行一场生动表演，让学生扮演其中的角色，这样可以使学生对文章的记忆更加深刻。总之，在初中语文教学中融入感恩教育具有重要的现实意义，不仅可以更好地帮助学生掌握语文知识，实现学习目标，而且可以解决目前青少年群体普遍存在的一些问题，使学生树立正确的人生观和价值观，提高思想道德素质，还可以促进社会和谐发展，为国家培养更多高素质的、德才兼备的人才。因此，在初中语文教学中，教师一定要改变观念，提高对感恩教育的重视程度。一、多措并举，激发学生的学习兴趣1.转变四个关系──激发学生学习兴趣的前提（1）教与学的关系。“教”与“学”，重在“学”，要化“教”为“学”，这是教育思想的调整。在教学中，笔者注重让学生自学。每教一篇课文，一定要学生先自主阅读，将自学中发现的问题记录下来，再与同学讨论解决，如果还不能解决，则在上课时集体讨论解决，教师略加点拨，这样学生学得牢固、扎实。（2）外与内的关系。“外”与“内”，重在“内”，要化“外”为“内”，这是教育内容的调整。在教学中，笔者注重启蒙于课内而得益于课外，或引外助内、外为内用，或内外结合、相得益彰。讲课中，以课外生活为例，帮助学生消化课内知识。（3）苦与乐的关系。“苦”与“乐”，重在“乐”，要化“苦”为“乐”，这是教育方法的转变。笔者在教学中，注重方法的多样、知识的实用、内容的趣味、氛围的热烈，从而使学生乐于学，也学得好。2.创设愉快氛围──学生兴趣形成的条件初中生正处于智商、心理和生理成长发育的多变时期，往往表现出好奇心强、喜欢模仿、愿意表现、争强好胜等特点。在教学中，笔者因势利导，重点做了以下工作：（1）趣味导课，引人入胜。“良好的开端是成功的一半。”风趣的开场白，生动的故事，再配以多媒体等所承载的视听材料、影视歌曲、电影录音剪辑等，都会引起学生的注意，激发学生的学习兴趣，让学生在轻松愉快的心境下接受教学内容。（2）教唱歌曲，兴味盎然。心理学家弗洛伊德指出：“游戏是由愉快原则促动的，它是满足的源泉。”有些短语、句型结构不容易掌握，为了培养学生用英语来思维，笔者教学生唱TwoLittleBlackBirds。通过学唱这支歌，学生轻而易举地掌握了这一短语。愉快教学注意发挥情感作用，激发了学生的求知欲望，给学生带来快乐和满足。二、开发潜能，帮助学生攻克单词关单词是英语学习的基础。在教学中，笔者注重对学生记忆单词加以重新研究和指导，以帮助学生树立信心、掌握方法，攻克单词难关。1.激发学生记忆单词的欲望清朝彭端淑在《为学》中提到：“人之为学有难易乎？学之，则难者亦易矣；不学，则易者亦难矣。”对于学习内容，无论多难，只要有强烈的学习欲望，就一定能学好。单词记忆也是如此。在教学中，笔者通过小组竞争、默写比赛等多种方式激发学生的学习欲望。通过长期的教学，笔者发现学生学习欲望的程度与学习结果呈正相关。2.帮学生找到自信心和成功感现代教育心理学认为，一个人的成才与否，其智力因素和非智力因素都起至关重要的作用。而自信心又是非智力因素中极为重要的方面。在教学中，要让学生充分认识词汇在英语学习中的重要作用，坚信自己有非凡的语言才能和坚强的毅力，坚信困难只是暂时的，积极努力，百折不挠，就会使英语学习变得更加容易。3.创设适合学生记忆单词的方法（1）卡片式尝试记忆。为了充分利用组块原理扩大短时记忆容量，笔者让学生自制词汇卡片，写上单词的词形、词性、词义、音标、搭配和例句等，每次看其中一部分，尝试记忆另一部分。随身携带卡片，随时随地进行词汇记忆。（2）词汇表多元记忆法。即利用生词表，实行“八到”记忆法：眼里看到，心里想到，手里写到，嘴里念到，耳朵听到，结合实物还可以鼻子嗅到，舌头尝到，手指触到。其中，读，要读得响，读得快，读得疯狂！写，要写得爽，写得快，写得酣畅！看，要看得清，看得快，看得精细！听，要听得懂，听得快，听得入境！这样，人就高度兴奋，大脑皮层活跃，易于建立目标词汇的音、形、义、色、味诸方面的暂时神经联系，使单词在大脑中形成的印象深刻，记忆也就持久。（3）合作记忆（互动记忆）。合作记忆，就是为了学生在遇到困难时能够得到教师和同学的及时有效帮助，在班级内按照“组内异质、组际同质”的方式成立英语学习小组共同体，共享资源，共同进步。同伴之间结成对子，相互提问，相互纠错，积极开展组际竞赛，在学生之间形成积极进取、勤奋求实和严谨治学的环境氛围。三、注重运用，发展学生的听说技能英语课程标准指出：“英语教学的目的是通过听、说、读、写的训练，使学生获得英语基础知识和为交际初步运用英语的能力，激发学生的学习兴趣，养成良好的学习习惯。”这是我们中学英语教学的指导思想。在教学实践中，笔者对传统的英语教学进行了大胆改革，实施中学英语“交际法”教学，即以语言的实际意义为出发点，进行实际交流和模拟实践。学生在“交际法”中尝到了学习英语的乐趣，也有了一定的成就感。另外，笔者注重在课下创设丰富多彩的活动。活动越多，学生可理解的输入也越多，语言习得就越多，“为用而学，用中学，学了就用”。笔者结合学生实际，丰富教学内容，创造运用英语的机会，给学生提供展现学习成果的机会，让每个学生都能体验到学以致用的成功感。总之，农村中学条件虽然相对较差，学生基础相对薄弱，但只要我们全身心投入，遵循教育教学的规律，勇于改革和探索，就一定会取得令人满意的教学效果。第六章红外光谱分析第一节概述分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级跃迁时,不可遄避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱,而只能得到分子的振动-转动光谱,这种光谱称为红外吸收光谱。红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到红外光谱。第一节概述、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约为75~1000m,根据仪器技术和应用不同,习惯上又将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75-2.5μm),中红外光区(2.5~25m),远红外光区(25-1000m)近红外光区(0.75~25μm)近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团(如O_H、NH、C-H)伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以及第一节概述含氢原子团化合物的定量分析。中红外光区(2.5~25um)绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动,所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时,由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。远红外光区(25~1000um)该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、第一节概述振动转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的由于低频骨架振动能很灵敏地反映出结构变化,所以对异构体的研究特别方便。此外,还能用于金属有机化合物(包括络合物)、氢键、吸附现象的研究。但由于该光区能量弱,除非其它波长区间内没有合适的分析谱带,般不在此范围内进行分析。红外吸收光谱一般用T~λ曲线或T~波数曲线表示。纵坐标为百分透射比T%,因而吸收峰向下,向上则为谷;横坐标是波长λ(单位为μm),或波数(单位为cm1)。第一节概述波长λ与波数之间的关系为波数/cm1=104/(/μm中红外区的波数范围是4000~400cm、红外光谱法的特点紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物,特别是具有共轭体系的有机化合物,而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物(没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现)。因此,除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外,几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体,某些高分子第一节概述量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外,凡是具有结构不同的两个化合物,一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度,反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团;历吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和结度鉴定。由于红外光谱分析特征性强,气体、液体、固体样品都可测定,并具有用量少,分析速度快,不破坏样品的特点。因此,红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样,能进行定性和定量分析,而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。第二节基本原理、产生红外吸收的条件1.辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等红外吸收光谱是分子振动能级跃迁产生的。因为分子振动能级差为0.05~1.0eV,比转动能级差(0.00010.05eV)大,因此分子发生振动能级跃迁时,不可避免地伴随转动能级的跃迁,因而无法测得纯振动光谱,但为了讨论方便,以双原子分子振动光谱为例说明红外光谱产生的条件。若把双原子分子(A-B)的两个原子看作第二节基本原理两个小球,把连结它们的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧,则两个原子间的伸缩振动,可近似地看成沿键轴方向