仪器分析课程教案大学课件

O,CN,－NO2等的O,CN,－NO2等的O基的吸收是很特征的，含CO基的化合物有酮类、醛类、酸类、酯类，以及酸酐类.4团频率出现的范围：4000-670cm-1,依据基团的振动名师精编优秀教案形式，常将该范围分为四个区，而很多具有CH3基团的化合物在这个频率附近亦出现吸收峰，因此可以认为这个出现CH3吸收峰的频率是C的力常数可以知道化学键的强弱；c.由简正频率来计算热力学函数.2.化学组成的分析.a.根据光谱中吸收NO:101、掌握红外光谱法的特点及谱图表示方法2、了解分子振动、红外吸收光谱产生的条件、影响基团频率位移的因素3、了解红外光谱仪结构、光源、吸收地、单色器、检测器4、了解做红外光谱时，样品的制备，红外图谱的简单解析1、红外光谱产生的条件及分子振动形式2、影响基团位移的因素1、掌握红外光谱法的特点及谱图表示方法2、了解分子振动、红外吸收光谱产生的条件、3、了解影响基团频率位移的因素4、了解红外光谱仪结构、光源、吸收地、单色器、检测器5、了解做红外光谱时，样品的制备，红外图谱的简单解析l粉末，混合均匀后，加入压膜内，在压力机中边抽边加压，制成一定直径及厚度的透明片，然后将此薄片放入仪t课件演示教学作业布置：9l粉末，混合均匀后，加入压膜内，在压力机中边抽边加压，制成一定直径及厚度的透明片，然后将此薄片放入仪t课件演示教学作业布置：9名师精编优秀教案第十章红外吸收光谱法内容提要：红外光谱法的特点及谱图表示方相同，就会出现不同的吸收频率，因此各有其特征的红外吸收光谱.二、注意点：1.上述用经典力学的方法来处m－1，M=1，σ=2920cm－1.由于氢的相对原子质量最小，故含氢原子单键的基本振动频率都出现在§10-1红外吸收光谱分析概述红外吸收光谱又称为分子振动转动光谱.成为结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具.中红外区是研究、应用得最多的区域.数.所有的标准红外光谱图中都标有波数和波长两种§10-2红外吸收光谱的产生条件机等组成.FTIR的核心部分是迈克尔逊干涉仪.机等组成.FTIR的核心部分是迈克尔逊干涉仪.双波长分光法抵消了吸收池和溶剂所造成的误差.三、特点：及氢键强弱的不同，使原子间的距离增大，偶极矩变化增大，吸收增强.四.谱带的强度还与振动形式有关.五、有其他组分在所选择特征谱带区产生干扰;3.溶剂或介质在所选择特征谱带区域应无吸收或基本没有吸收；4..2由于偶极子具有一定的原有振动频率，显然，只有当辐射频率与偶极子频率相匹配时，分子才与辐射发生相互前提是分子自身必须具备一个条件，即有偶极具的变化（正负电荷中心距离的变化，通过振动实现）通常可用分子的偶极矩μ来描述分子极性的大小.由于偶极子具有一定的原有振动频率，显然，只有当辐射频率与偶极子频率相匹配时，分子才与辐射发生相互作用（振动偶合）而增加它的振动能，使振动所有的振动能级都会产生红外吸收，只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带，这种振动称为红外活性的，反之称为非红外活性的。率的红外光的吸收与否，使通过试样后的红外光在一些波长范围内变弱（被吸就得到该试样的红外吸收光谱图（图10-3）一、振动模型：分子中的原子以平衡点为中心，以非常小的振幅（与原子核之这种分子振动的模型,用经典的方法可以看作是两端联接着的刚性小球的体式：10-3及10-5是分子振动方程式.例：动频率就大.灵敏度较低，加上紫外吸光光度法的仪器较简单、普遍，因此只要有可能，采用紫外吸收光谱法进行定量分析是较损失予以补偿，或对测量值进行必要的校正；7.必须设法消除仪器的杂散辐射和试样的不均匀性；灵敏度较低，加上紫外吸光光度法的仪器较简单、普遍，因此只要有可能，采用紫外吸收光谱法进行定量分析是较损失予以补偿，或对测量值进行必要的校正；7.必须设法消除仪器的杂散辐射和试样的不均匀性；8.还由于试定的波数更为准确§10-12试样的制备*在红外光谱法中，试样的制备及处理占有重要的地位.一、注意点：所选溶剂不应在浓度变化时对所选择特征谱带的峰形产生影响;5.特征谱带不应在对二氧化碳、水、蒸气有强吸便于理解并有一定的概念.但是，一个真实的微观粒子—分子的运动需要用量子理论方法加以处理.小球振动，能量变化是连续的，而真实分子的振动能量的变化是量子化的；在一个分子中，基团与基团间，基团中的化学键之间都相互有影响，因此基本振动频率除决定于化学键两端的原子质量、化学键的力常数外，还与内部因素（结构因素）及外部因素（化学环境）有关.对于多原子分子，可以把它的振动分解为许多简单的基本振动.一、分子振动自由度设分子由n个原子组成，每个原子在空间都有三个自由度，因此n个原子组成处而产生简并，此时只观察到一个吸收峰.三、分类：分子的振动形式可分为两类，剪式振动面内摇摆振动ρ（2）面外变形振动γgamma面外摇摆振动ωpmega行比较，以得出未知物与已知物结构是否相同的确切结论.红外光谱的解释在许多情况下往往需从经验出发，这是作用（振动偶合）而增加它的振动能，使振动加激（振幅加大），即分子由原来的基态振动跃迁到较高振动能级。行比较，以得出未知物与已知物结构是否相同的确切结论.红外光谱的解释在许多情况下往往需从经验出发，这是作用（振动偶合）而增加它的振动能，使振动加激（振幅加大），即分子由原来的基态振动跃迁到较高振动能级。光谱并结合其它实验资料（如相对分子质量，物理常数，紫外光谱，核磁共振波谱，质谱等等）来推断有关化合物器光束中进行测定②石蜡糊法：试样（细粉状）与石蜡油混合成糊状，压在两盐片之间进行测谱.③薄膜法：对于2.并不是所有的分子振动形式都能在红外区中观察到.分子的振动能否在红外光谱中出现及其强度与偶极矩的变化有关.通常对称性强的分子不出现红外光谱，对称性愈差，谱带的强度愈大.于仪器灵敏度不够而检测不出.一、强度与偶极矩的关系分子振动时偶极矩的变化不仅决定该分子能否吸收红外光，而且还关系到吸收峰的强度.根据量子理论，红外光谱的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比.二、偶极矩与对称性：对同一类型的化学键，偶极矩的变化与结构的对称性有偶极矩变化增大，吸收增强.1.即使是强极性基团的红外振动吸收带，其强度也要比紫外及可见光区最强的电子跃迁小二到三个数量级.2.由于红外分光光度计能量较低，测定时必须用较宽的狭缝，使单色器的光谱缝宽度的强烈影响.不大.所以红外光谱的吸收强度常定性地用s（强m（中等w（弱vw（极弱）等来表示.一、红外光谱与化学键基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动.动的特征是分不开的.同一类型的化学键的振动频率是非常相近的，总是出现在某一范围内.例如：CH3CH2Cl中的CH3基团具有一定的吸收谱带，而很多具有CH3基团的化合物在这个频率附近亦出现吸收峰，因此可以认为这个出现CH3吸收峰的频率是CH3基团的特征频率.这个与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团频率.还与它所处的化学环境有关.有特征性.复杂分子中存在许多原子基团，各个原子基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动.有特征性.复杂分子中存在许多原子基团，各个原子基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动.分子1/2πc)(k/μ)1/210-3=1303(k/M)1/210-5k是联接原子的化学键的力常数，光谱仪结构及图谱分析。教学安排：5学时。§10-1红外吸收光谱分析概述红外吸收光谱又称为分子振动转动机等组成.FTIR的核心部分是迈克尔逊干涉仪.双波长分光法抵消了吸收池和溶剂所造成的误差.三、特点： 键区”.该区可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据.伸缩振动，芳环的骨架振动.CO基的伸缩振动出现在1850-1600cm-1范围内.C一般吸收都很强烈，常成为红外谱图中最强的吸收.C,CO,CN,－NO2等的4.X－Y伸缩振动及X－H变形振动区（单键区<1650cm-1该区域的光谱比较复杂，主要包括C－H，N－H变形振动，C－O，C－X（卤素）等伸缩振动，以及C－C单键骨架振动等.由于有机化合物的骨架基本上都是由C－C单键构成，在这个区域中从在指纹区由于各种单键的伸缩振动之间以及和C-H变形振动之间互相发生偶合有用的.三、总结（参见表10-3）1、基团的特征吸收大多集中在4000-1350c1区域，因而该段频率范围称为2.1350-650c的低频区称为指纹区.这是应用红外光谱进行鉴定的一个重要原则.指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而宜于用来与标准图（或已知物谱图）进行比较，以得出未知物与已知物结构是否相同的确切结论.红外光谱的解释在许多情况下往往需从经验出发，这是因为化学键的振动频器做红外光谱时，样品的制备，红外图谱的简单解析重点、难点：红外光谱产生的条件及分子振动形式影响基团位；2.1350-650c的低频区称为指纹区器做红外光谱时，样品的制备，红外图谱的简单解析重点、难点：红外光谱产生的条件及分子振动形式影响基团位；2.1350-650c的低频区称为指纹区.3.应用：基团频率区可用于鉴定官能团，用一组相关峰可更确所选溶剂不应在浓度变化时对所选择特征谱带的峰形产生影响;5.特征谱带不应在对二氧化碳、水、蒸气有强吸一般吸收曲线的基线T在80%以上，大部分T在20-60%，最强透光率在1-5%较为合适，否则图谱易失）；起分子中电子分布的变化，从而引起键力常数的变化，改变了基团的特征频率.原来的双键伸长，力常数减小，所以振动频率降低.偶极场效应，如氯代丙酮三种旋转异构体，有二种由于卤素和氧会发生负负相下降.常频率.而产生很强的吸收峰或发生裂分.确定该化合物或其官能团是否存在.而确定有关化合物的类别.化学结构.解析结果合理性.不饱和度U：是表示有机分子中碳原子的饱和程度.时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分.（5时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分.（5）立体障碍（空间位阻）：使共轭体系受阻，基团频常用的标准谱图集是萨特勒（Sadtler）红外谱图集.5.计算机红外光谱谱库及其检索系统6.确定分子旋转异构体，有二种由于卤素和氧会发生负负相斥，使C=O上的电子云移向双键中间，增加了双键的电子云密度损失予以补偿，或对测量值进行必要的校正；7.必须设法消除仪器的杂散辐射和试样的不均匀性；8.还由于试烃的不饱和度为零.②再根据指纹区进一步核证该基团及其与其它基团的结合方式④最后用标准谱图进一步验证之.谱图集.各种气体、液体和固态物质均可用红外光谱进行定量分析.定.缺点：与紫外吸收光谱相比，红外光谱的灵敏度较低，加上紫外吸光光度法的仪器较简单、普遍，因此只要有可能，采用紫外吸收光谱法进行定量分析是较方便的.二、组成：与紫外-可见分光光度计类似，也是由光源、单色器、吸收池、检测器和记录系统等部分组成.斯特灯和硅碳棒.在红外仪器中一般不使用透镜，以免产生色差.红外线，它的波数为：σ=104/5=2000c1所有的标准红外光谱图中都标有波数和波长两种刻度（见图就使测得的红外吸收带的峰值及宽度，受所用狭缝宽度的强烈影响红外线，它的波数为：σ=104/5=2000c1所有的标准红外光谱图中都标有波数和波长两种刻度（见图就使测得的红外吸收带的峰值及宽度，受所用狭缝宽度的强烈影响.3.同一物质的摩尔吸收系数ε随不同仪器而作用（振动偶合）而增加它的振动能，使振动加激（振幅加大），即分子由原来的基态振动跃迁到较高振动能级。傅里叶变换红外光谱仪一、仪器原理图：工作原理如图10-14.光源发出的红外辐射，经干涉仪转变