《仪器分析》第十五章_红外吸收光谱法.ppt

1、,红外吸收光谱法 基本要求： 理解红外吸收光谱产生的条件 掌握分子振动频率、振动类型、振动自由度与红外光谱的关系 理解红外光谱与分子结构、环境的关系 掌握重要官能团的特征吸收频率 了解红外光谱仪的结构与作用 掌握谱图解析的步骤与方法,1 红外吸收基本原理 红外光谱区在可见光区与微波区之间，波长范围：0.751000m。 近红外区0.752.5m； 中红外区2.5 25 m； 远红外区251000m。 红外吸收光谱常用波数来表示光，应用最广泛的范围为2.5-15.4m，即中红外光谱。相应波数范围为4000-650cm-1。,产生红外吸收的条件 （1）红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能

2、量，即只有当红外光的频率与分子某种振动方式的频率相同时，红外光的能量才能被吸收。 （2）分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。即只有使分子偶极矩发生变化的振动方式，才会吸收特定频率的红外辐射。,分子基团(键)的振动频率 多原子分子振动方式很复杂, 但可视为双原子分子的集合。,胡克定律,为振动频率(Hz)，用波数表示(cm-1)；k为力常数，表示每单位位移的弹簧恢复力(dyncm-1)；为折合质量(g)。,影响基本振动频率的直接原因是原子质量和化学键力常数。,某些化学键的力常数,例1 求CO健的伸缩振动频率 1dyn=10-5N(牛顿)， 故kCO=12.1105 dyncm-1,CO键每秒振

3、动5.181013次，它只能吸收频率为5.181013Hz的红外辐射。实验中观察到的CO伸缩振动频率都在1700cm-1附近。,分子的振动类型 伸缩振动和弯曲振动（变形振动）,多原子分子振动方式很复杂, 但可视为双原子分子的集合。根据量子力学，其振动能量E是量子化的，即： E（1/2）h 是振动量子数，取值为0，1，2， 是振动频率。因此不同振动能级能量差为 E h 吸收光子能量与之相等才能够激发，即 ha h 由基态向第一激发态跃迁产生的吸收谱带称为基频，此时a ，即基频与振动频率相等。,分子由于构成它的各原子的电负性不同，显示出不同的极性，称为偶极子。通常用偶极距来描述分子极性的大小。 偶

4、极子处在电磁辐射的电场中时，该电场作周期性反转，偶极子经受交替作用的力使偶极距变大减小。由于偶极子有一定的原有振动频率，当辐射的频率与振动频率相同时，发生振动耦合，分子的振动能增加，振幅增大，由原来的基态能级跃迁到较高的振动能级。,基频、倍频、组频 谐振子跃迁选律：只有v= 1的跃迁，才是允许跃迁。 基频：从基态（v=0）向v为1的激发态跃迁，称为基本跃迁，分子的相应吸收频率称为基频。 倍频：v=2,3,的跃迁，分别称为一级泛音、二级泛音，由于相邻能级的能量可以视为近似相等，所以1级和2级泛音的频率分别为基频的2倍和3，故称为倍频。,组频如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2

5、的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。 对谐振子，倍频、组频均为禁阻跃迁。 但由于真实分子的非谐性，倍频、组频跃迁几率并不为零。但强度都很弱。,分子的振动自由度 每个原子在空间的位置必须有三个坐标来确定，则由N个原子组成的分子就有了3N个坐标，或称为有3N个运动自由度。分子本身作为一个整体，有三个平动自由度和三个转动自由度。,线性分子只有两个转动自由度，因为总有一个轴心于双原子分子的键轴重合，原子在空间的坐标并不改变。线性分子的振动自由度为3N-5，非线性为3N6。 例如苯分子的振动自由度为312-630，即30种简正振动。任何一个分子的振动，都可看成3

6、N6或者3N5个简正振动的叠加而成。,a. 线形分子：3N-5 4 如CO2,b. 非线形分子： 3N 63 如H2O,分子振动形式与红外吸收 实际观察到的红外吸收峰的数目，往往少于振动形式的数目：,(1)不产生偶极矩变化的振动 (2)简并分子的高对称性，造成两种振动方式频率相等，发生简并现象。 (3) 振动频率接近，一般仪器难以分辨 (4) 振动吸收的能量太小，信号不能被仪器感知,影响峰吸收强度的因素： 一般按照摩尔吸收系数来划分峰的强弱：100非常强峰vs；20 100强峰s；10 20中强峰m；1 10弱峰w。 基态向第一激发态跃迁几率最大，强；基态向第二激发态跃迁偶极距变化大，但跃迁几

7、率小，弱。 偶极距变化越大，峰越强。很明显，键两端的原子电负性相差越大，偶极距变化越大，例如vCO强度就大于vCC。 反对称伸缩振动强度大于对称伸缩振动，伸缩振动强度大于变形振动。,红外吸收光谱图,2 红外吸收光谱与分子结构的关系 基团频率区 不同分子中同一类型的基团的振动频率十分接近，都在一个窄的频率区间出现吸收谱带，这种吸收谱带称为基团频率。 40001500cm-1: 伸缩振动产生，基团的特征吸收一般都在此区域内，吸收峰比较稀疏，是基团鉴定工作最有价值的区域，称为基团频率区或官能团区。,40002500 cm-1：XH伸缩振动区，X为C、O、N等原子，此区域峰证明含H原子官能团的存在。如

8、OH，36503200cm-1。当醇、酚溶于非极性溶剂如四氯化碳，浓度小于0.01moldm-3时，在36503580cm-1处出现游离的OH伸缩振动峰，峰形尖锐，周围无其它峰干扰，容易识别。当试样浓度增大，羟基化合物产生缔合作用，OH伸缩振动向低波数移动，在 34003200cm-1处出现宽而强的吸收峰。羧基形成氢键的能力更强，常形成二缔合体。,胺和酰胺的NH伸缩振动也出现在35003100cm-1，因此可能对OH的伸缩振动有干扰。 CH伸缩振动可分为饱和的和不饱和的两类。饱和的CH出现在3000cm-1以下， 30002800cm-1，取代基对它们的影响很小。例如CH3的伸缩振动出现在29

9、60cm-1（vas）和2870cm-1（vs）附近， CH2的伸缩振动出现在2930cm-1（vas）和2850cm-1 （vs）附近；RCH的伸缩振动出现在2890cm-1附近，但强度较弱。,不饱和的CH出现在3000cm-1以上，以此来判断化合物中是否有不饱和CH存在。 不饱和双键的CH出现在30103040cm-1范围内，末端CH出现在3085cm-1附近，三键的CH伸缩振动在更高的位置3300cm-1附近。 苯环的CH伸缩振动在3030cm-1附近，其特征是强度比饱和的CH稍弱，但谱带尖锐。,25001900 cm-1：叁键的伸缩振动和累积双键的非对称伸缩振动区。 CC叁键、CN三键

10、、CCC，CCO等，此外，SH、SiH、PH、BH的伸缩振动也在此区域。 对于炔类化合物，分为两种类型，即RCCH和RCCR。前者在21002140cm-1附近，后者在21902260cm-1附近。当RR时，分子对称，无红外吸收。,19001500 cm-1：双键的伸缩振动区。 如CO在19001650 cm-1，强峰，是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收，很容易判断酮、醛、酸、酯以及酸酐等有机化合物。其中酸酐的羰基吸收谱带由于振动耦合呈现双峰。 CC伸缩振动。烯烃的CC伸缩振动在16801620cm-1附近，一般较弱。 单核芳烃的CC伸缩振动出现在16001500cm-1附近，有24个峰，

11、这是芳环的骨架振动，用于确定有无芳核的存在。,苯的衍生物在20001650cm-1区域出现CH面外弯曲变形振动的倍频或者组合频吸收，但因为强度较弱，只有在加大样品浓度时才呈现出来。可以根据该区的吸收情况，判断苯环的取代情况。,1500600cm-1 ：指纹区，分子结构不同，该区的吸收就有细微的诧异，就像每个人有不同的指纹一样，对辨认结构类似的化合物很有帮助。 1500900 cm-1：包括CO、CN、CF、CP、CS、PO、SiO键的伸缩振动和CS、SO、PO的伸缩振动。其中1375cm-1附近的谱带是甲基的CH对称弯曲振动，对判断甲基十分有用。CO的伸缩振动约在13001000cm-1之间，

12、是该区域最强的峰，也较容易识别。,900650 cm-1：这一区域的吸收峰很有用，可以指示(CH2)n的存在。当n4，CH2的平面摇摆振动吸收出现在722cm-1。随着n的减小，逐渐移动到高波数。 鉴别烯烃的取代程度和类型。烯烃为RCHCH2结构，在990 cm-1、910 cm-1出现两个强峰。为RCCRH时，其顺反异构体分别在690 cm-1和970 cm-1出现吸收。此外，利用本区域内苯环的CH面外变形振动吸收峰20001667 cm-1的倍频或者组合频吸收峰，可以共同配合来确定苯环的取代类型。,多数情况下，一个官能团有数种振动形式，因而有若干相互依存而又相互佐证的吸收谱带，称为相关吸收

13、峰，简称相关峰。例如，醇羟基除了OH伸缩振动（37003200cm-1）强吸收谱带外，还有面外弯曲振动（14101260cm-1）、CO伸缩振动（12501000cm-1）和面外弯曲振动（750650cm-1）等谱带。 用一组相关峰确认一个基团的存在，是红外光谱解析的一个重要原则。,部分重要官能团的红外吸收带的位置,第一峰区（37002500）X-H的伸缩振动吸收,第二峰区（25001900）叁键、累积双键伸缩振动吸收,第三峰区（19001500）,第四峰区（1500600）,影响基团频率位移的因素外部因素和内部因素 （1）电子效应包括诱导效应、共轭效应和中介效应，是由于化学键的电子分布不均匀

14、引起的。 诱导效应（I效应）由于取代基的不同的电负性，通过静电诱导作用，引起分子中的电子分布的变化，改变了键的力常数，使特征频率发生位移。例如有电负性较强的元素如Cl与羰基相连时，由于诱导效应，发生氧上电子转移，使C=O的力常数变大，吸收向高波数移动。元素电负性越强，移动越厉害。,共轭效应（C效应）共轭效应使得共轭体系具有共面性，使其电子云密度平均化，造成双键伸长、单键缩短，因此，双键的吸收频率向低波数方向移动。 RCOCH2， vCO 1715cm-1; CHCHCOCH2, vCO 16851665cm-1,中介效应（M效应）化合物RCONH2中，CO的伸缩振动吸收峰在1680cm-1附近

15、。若以电负性来衡量诱导效应，则比C原子电负性大的N原子应使CO的力常数增加，吸收峰应该向高波数移动。实际情况却相反。因此，仅仅用诱导效应无法解释。 事实上，在酰胺分子中，除了N原子的诱导效应外，还同时存在中介效应M，即N原子上的孤对电子与CO上的电子发生重叠，使其电子云密度平均化，造成CO键的力常数下降，使吸收频率向低波数移动。,显然，当分子中有O原子与多重键相连时，也同样存在中介效应。对于同一基团来说，诱导效应和中介效应同时存在，频率最终移动的结果，取决于谁占上风。IM，则向高波数移动， IM 1735cm-1 RCOR， 1715cm-1 RCOSR， IM 1690cm-1,（2）氢键的

16、影响 质子给体XH与质子受体Y形成氢键，使得XH伸缩振动的力常数和与其相连的HY的力常数均发生变化，造成XH的伸缩振动吸收向低波数移动，强度增大，谱带变宽。 如质子受体为羰基，则vCO向低波数移动。以羧酸为例子，在气态或者非极性溶剂中，1760cm-1处为CO的游离伸缩振动。液态时，只在1710 cm-1处看到缔合的CO的伸缩振动，说明羧酸以二聚体形式存在。,分子间氢键与溶液的浓度和溶剂性质有关。例如，以CCl4为溶剂测定乙醇的红外光谱时，低浓度分子间没有氢键形成，显示游离的OH吸收，约3640cm-1。增大浓度时，二聚体（3515cm-1）多聚体（3350cm-1）的吸收峰相继出现。 分子内

17、氢键不在同一直线上，因此其XH伸缩振动谱带的位置，强度、形状的改变都比分子间氢键的小。例如，邻亚硝基苯酚形成分子内氢键时，vOH出现在35703450cm-1，谱带弱，峰形窄。 分子内氢键不受溶液浓度的影响，可以采用改变浓度的方法来判别分子内氢键还是分子间氢键。,（3）振动偶合 两个化学键振动频率相等或者相近且有一个公用原子时，由于一个键的振动通过公用原子使另一个键的长度发生变化，产生一个“微扰”，从而形成强烈的振动相互作用。其结果使得振动频率发生变化，一个向高频移动，一个向低频移动。 振动偶合常发生在一些二羰基化合物中，例如在酸酐RCOOCOR中，由于两个羰基的振动偶合，使vCO的吸收分裂成

18、两个峰，分别在1820cm-1和1760cm-1。,（4）费米共振 当弱的倍频（组合频）峰位于某基频吸收峰附近时，它们的吸收峰强度常常随之增加，或发生峰的分裂，这种倍频与基频之间的偶合作用称为费米共振。 例如，在正丁基乙烯基醚C4H9OCCH2中，烯基的弯曲振动810cm-1的倍频（1600 cm-1）与烯基的伸缩振动之间发生费米共振，使得1640cm-1和1613cm-1出现两个强的谱带 。,（5）空间效应,（6）环的张力：张力越大，振动频率越高,外部因素物质状态和溶剂效应 气态时，分子间作用力弱，可观察到伴随着振动的转动精细结构。 固态和液态时，分子间作用力强，有极性基团存在时，发生分子间

19、缔合和形成氢键，导致特征吸收带频率、强度、形状有较大改变。如丙酮气态vCO在1742cm-1、液态在1718cm-1。 极性溶剂中，溶质分子的极性基团的伸缩振动随溶剂极性的增大向低波数方向移动，并且强度增大。因此，红外光谱的测定，尽量在非极性溶剂中进行。,不同物理状态下的硬脂酸的红外光谱图 (a)CCl4溶液虚线和CS2溶液实线 (b) 多晶型膜，室温 (c) 同b，-196C,烷 烃,典型有机化合物的红外光谱主要特征,C-H 伸缩振动接近3000,C-H弯曲振动1380和1480附近 异丙基，分裂为1385与1375两强度相似 叔丁基，分裂为1395及1370 强度不等,CH伸缩振动在略大于

20、3000，峰尖锐，强度中等,CC伸缩振动频率在1650附近,乙烯基型化合物，在990、910 cm1附近有两个很强的CHCH2面外振动带,烯 烃：三个重要特征吸收带,炔 烃,CH伸缩振动3300,CH弯曲振动 642615,CC伸缩振动 末端炔键21402100 中间炔键22602190,CH伸缩振动3000有三个吸收带,芳 烃,芳环的骨架（CC）伸缩振动1600、1500及1450三个吸收带,CH面外弯曲振动900650,醇和酚,OH伸缩振动3300附近，吸收带强而宽。,CO伸缩振动12601000 强度大，伯醇1050 、仲醇1100、叔醇1150 酚1200 ，且强而宽,O-H弯曲振动1

21、350。,醚,芳基烷基醚 12801220及11001050 两个强吸收带，前者强度更大。,醚的特征吸收带就是 COC伸缩振动,饱和脂肪醚1125（强） 附近 若碳上带有侧链，在11701070 区出现双带。,饱和脂肪醚1125（强） 附近,CO伸缩振动 伯醇1050,酮和醛,CO伸缩振动1700吸收强度大,利用它们可将醛类与其它羰基化合物区别开来，但前者易与亚甲基的CH伸缩振动带重叠。,醛类在2830和2720 两个吸收带,酸,OH伸缩振动3000 强而宽,CO伸缩振动1700附近,CO伸缩振动1250附近,OH弯曲振动1440-1395,COC伸缩振动13001000有两个吸收带，但易于与

22、此区间内的醇、酸、醚中的CO伸缩振动带混淆。,酯,CO伸缩振动1700附近,酯带，强度大于C=O伸缩振动峰，较宽,NH弯曲振动两个 16401560 ，900-650 伯胺：宽强， 中等 脂肪仲胺；弱，弱 芳香仲胺：被芳环掩盖,NH伸缩振动3400,C-N伸缩振动 脂肪胺类1230-1030m 芳香胺类1360-1250s 1280-1180m,胺类,酰胺,NH面内弯曲振动 又称：酰胺II带 伯酰胺16001640 仲酰胺1600以下,NH伸缩振动酰胺3300左右,NH面外弯曲振动 伯酰胺875750 仲酰胺750650,C=O伸缩振动：酰胺I带,3 红外光谱仪 光源、吸收池、单色器、检测器、

23、记录系统。 色散型红外光谱仪,（1）光源常用的红外光源有能斯特灯和硅碳棒两种。 能斯特灯：寿命较长，稳定性好。价格较贵，操作不便。 硅碳棒：使用波长范围宽，发光面大，操作方便、廉价。,（2）吸收池玻璃、石英等材料不能透过红外光，因此不能使用。必须用能透过红外光的NaCl、KBr、CsI、KRS5（TiI58，TiBr42）等材料制成窗片。这些材料要注意防潮（消除水的干扰）。固体样品通常与KBr混匀压片，然后直接进行测定。,（3）单色器：由色散元件、准直镜和狭缝构成。 色散元件分为棱镜和光栅。 棱镜：透光，干燥 光栅：作色散元件的最大优点是不会受水汽的侵蚀，采用几块光栅常数不同的光栅自动更换，使

24、用的波长范围宽，分辨率恒定。 狭缝：其宽度可控制单色光的纯度和强度。采用程序增减狭缝宽度的办法，使到达检测器的光的强度近似不变。,（4）检测器：检测器的作用是接收红外辐射并使之转换成电信号。 类型：真空热电偶、电阻测热辐射计、热释电检测器和半导体检测器 。 1) 热电偶 它是由两根温差电位不同的金属丝焊接在一起，并将一接点安装在涂黑的接受面上。吸收了红外辐射的接受面及接点温度上升，就使它与另一接点之间产生了电位差。此电位差与红外辐射强度成比例。,2) 测热辐射计将极薄的黑化金属片作受光面，并作为惠斯顿电桥的一臂。当红外辐射投射到受光面而使它的温度改变，进而引起的电阻值改变，电桥就有信号输出。此

25、信号与红外辐射强度成比例。 3) 热释电检测器它是利用硫酸三苷肽（Triglycine Sulfate, 简称TGS）这类热电材料的单晶薄片作检测元件。硫酸三苷肽薄片的正面镀铬，反面镀金，形成两电极，并连接至放大器。当红外辐射投射至TGS薄片上，温度上升，TGS表面电荷减少。这相当于TGS释放了一部分电荷。释放的电荷经放大后记录。由于它的响应极快，因此可进行高速扫描，在中红外区，扫描一次仅需1秒钟，因而适合于在傅里叶变换红外光谱仪中使用。,4) 半导体检测器红外光能量低，不足以激发一般光电检测器的电子，而一些半导体材料的带隙所需的激发能较小。人们利用半导体的这种性质制成了可用于红外光谱的检测器

26、。半导体检测器属于量子化检测器。目前使用的半导体检测器为半导体HgTeCdTe的混合物，即碲化汞镉（简称MCT）检测器。 MCT检测器比TGS检测器有更快的响应时间和更高的灵敏度。因此MCT检测器更适合于Fourier变换红外光谱仪。但MCT检测器工作时，必需使用液氮冷却（77K）。,单色器,吸收池,检测器,读出装置,吸收池,单色器,检测器,读出装置,光源,Uv-Vis,IR,色散型红外分光光度计与紫外可见分光光度计比较,傅立叶变换红外光谱仪,根据光的相干性原理设计，是干涉型的光谱仪。 原始光谱图是光源的干涉图，通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图。 使

27、用Michelson干涉仪,Michelson干涉仪,C、B同步,Michelson干涉仪工作原理,光源的光被光分束器分成相等的两部分，一半光束B反射，另一半透射经过B。在干涉仪中，入射光分成两束光后再经过两个反射镜后汇集到一起，再投射到检测器上。由于动镜的移动，使得两束光产生光程差。当光程差为半波长的偶数倍时，发生相长干涉，产生明线；奇数倍相消干涉，产生暗线；其余情况介入两者之间。动镜连续移动时，检测器记录的信号呈余弦变化，每移动1/4波长的距离，信号从明到暗周期性变化一次。,波的干涉,不同频率的光一起进入干涉仪，产生复杂的曲线（干涉图）,傅立叶变换红外光谱仪中的三种干涉仪系统的框图,实际的

28、傅立叶变换光谱仪中，除了红外光源的主干涉仪（S1）外，还有两种辅助干涉仪系统-激光参比干涉仪S2和白光干涉仪S3。辅助干涉仪系统控制仪器的信号采样系统精确地对红外干涉图信号采样及信号累加平均。,S2光源是He-Ne激光器，波长632.8nm，提供等间隔采样控制的信号，保证红外光谱重复扫描时每个采样点在同一位置，从而有利于信号平均提高信躁比。同时提供波长校准的功能。 S3一般采用钨灯光源，它固定在红外干涉仪左边较远的位置产生一个零光程差，即干涉图极大值处。用该最大值触发仪器采样系统对红外信号采样开始，以确保每次扫描高度重复的同一位置开始采样，以便精确进行信号平均。,三种干涉仪产生的干涉图： a：

29、红外干涉图 b：白光干涉图 c：激光干涉图,干涉图及其红外光谱图：a：干涉图，图中的正弦波为校准用的参比曲线；“扫描”表示反射镜的移动的轨迹 b ：干涉图傅立叶变换后得到的红外光谱图,测量红外干涉图，是一种时域谱，及其复杂难以解释； 通过计算机对该干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的频域谱即红外光谱图。,I() 干涉图强度；B()与仪器参数有关的光源的强度即代表光源的强度； 时波数； 是光程差 上述方程中I() 称之为谱B()的余弦傅立叶变换，即通过计算I() 的余弦傅立叶变换可以从干涉图计算光谱B()。,傅立叶变换红外光谱仪直接由上述公式计算有困难，因为计算机采样要求是

30、数字化的，而不是连续的。因为采样间隔不可能无限小，而是在一个有限的间隔内进行。而且扫描光程差也是在有限的范围内进行。 因此，实际的FT-IR光谱实验中，是计算机采集到足够量的干涉图的数据点，然后经计算机通过快速傅立叶变换得到红外光谱图。,傅立叶变换红外光谱仪优点： （1）多路优点。狭缝的废除大大提高了光能利用率，样品置于全辐射波长下，信躁比改进，测量灵敏度和准确度提高； （2）分辨率提高，分辨率决定于动镜的线性移动距离，距离增加，分辨率提高，一般可达0.5cm-1，高的达10-2cm-1。 （3）波数准确度高，由于引入激光参比干涉仪准确测定光程差，从而使得波数更加准确； （4）测定的光谱范围宽

31、，可达10-104cm-1。 （5）扫描速度极快，在不到1s时间内可获得图谱，比色散型高几百倍。,4 样品的处理 红外光谱试样的要求 （1）试样是单一组分的纯物质，98以上。多组分样品预先分离，否则各组分光谱重叠，难以解析。 （2）试样不含游离水，否则会严重干扰。 （3）试样浓度和测试厚度应选择适当，使大多数吸收峰的透射比在1080之间。,气体样品直接充入已抽成真空的样品池内，两端是NaCl或者KBr窗片。 液体和溶液样品 沸点低挥发性大的样品，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为0.01-1mm。沸点较高的样品，直接滴入两窗片之间形成薄膜。 注意两点：(a) 池窗及样品池的材料必须与所测量的光

32、谱范围相匹配。(b) 应正确选择溶剂。配成的溶液一般较稀。 溶剂：对样品有良好溶解度；溶剂的红外吸收不干扰测定。常用溶剂：CCl4测定范围40001300 cm1; CS2测定范围1300650 cm1。水不作溶剂，因为它本身有吸收，且会侵蚀池窗，因此样品必须干燥。,固体样品采用溶液法、研糊法及压片法 。 溶液法：将样品在合适溶剂中配成浓度约5的溶液。 研糊法：将研细的样品与石蜡油调成均匀的糊状物后，涂于窗片上进行测量。 压片法：将约1mg样品与100mg干燥的溴化钾粉末研磨均匀，再在压片机上压成几乎呈透明状的圆片后测量。优点：干扰小，浓度可控，定量准确，且易保存。 必须注意：(a) 粉末颗粒

33、细，约为12m，过大颗粒会使入射辐射的散射增强；(b)分散均匀，且干燥。,5 红外光谱法的应用,定性分析 推断分子中可能存在的官能团和化学键。 （1）已知物的鉴定。将试样的红外光谱图与标准谱图进行比较，两张谱图各吸收峰位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，则可初步判断是同一物质。使用标准图谱时应注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及仪器型号等，两者实验条件相同。,（2）未知物的鉴定 首先了解样品的来源和性质以及制备方法、纯度等 。 然后根据元素分析及摩尔质量的测定，求出化学式并进行不饱和度的计算: U1n4(n3n1)/2 n1、n3、n4为分子中所含一价、三价和四价元素的原子数目。不饱

34、和度为键数和环数之和 接着进行识别基团频率区和指纹区先简单后复杂，先基团频率区后指纹区，先强峰后弱峰，先初查后细查，先否定后肯定。,在推断出化合物的结构之后，可有以下几种验证方法。 (1) 纯样品 (2) 标准光谱图进行对照 Sadtler红外谱图集Coblentz学会谱图集 API光谱图集 DMS光谱图集 (3) 对复杂样品 与紫外、质谱、核磁共振波谱等方法联合解析。,例1 某化合物3000-1600cm-1区间的红外光谱如下图所示，判断是下述化合物的哪一个。,解：因为是已知范围的未知物，所以不需按光谱解析程序，可用否定排除方式进行判断。3300cm-1 为CH伸缩振动，I、III无此峰；2160cm-1为CC伸缩振动，I无此峰；1620cm-1为C=C伸缩振动，III无此峰。因此可以否定I、III，认定为II。,例2 某化合物的化学式C4H5N，它的红外光谱如下图。试推断其结构式。,解：（1）不饱和度计算如下：14(1-5)/2=3 说明分子中可能存在C=C, CC， C=N,