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1、14:23:18,第十一章 紫外吸收光谱分析法,一、紫外吸收光谱的产生formation of UV二、有机物紫外吸收光谱ultraviolet spectrometry of organic compounds,第一节 紫外吸收光谱分析基本原理,ultraviolet spectrometry,UV,principles of UV,14:23:18,一、紫外吸收光谱的产生 formation of UV,1.概述紫外可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。波长范围：100-800 nm.(1)远紫外光区:100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800nm,可
2、用于结构鉴定和定量分析。电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。,14:23:18,2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线,M+热,M+荧光或磷光,E=E2-E1=h量子化；选择性吸收吸收曲线与最大吸收波长 max 用不同波长的单色光照射，测吸光度;,M+h M*,基态 激发态E1（E）E2,14:23:18,对吸收曲线的说明：,同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长max不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似max不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和max则不同。,吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。,14:23:
3、18,对吸收曲线的说明：,不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在max处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。,14:23:18,3.电子跃迁与分子吸收光谱,物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动；（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动；（3）分子本身绕其重心的转动。分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er 即:EEe+Ev+Er evr,
4、14:23:18,能级跃迁,电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。,14:23:18,说明：,（1）转动能级间的能量差r：0.0050.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱；（2）振动能级的能量差v约为：0.05eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱；（3）电子能级的能量差e较大120eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外可见光区，紫外可见光谱或分子的电子光谱；,14:23:18,说明：,（4）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子
5、内部能级分布状况，是物质定性的依据；（5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数max也作为定性的依据。不同物质的max有时可能相同，但max不一定相同；（6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量分析的依据。,14:23:18,二、有机物吸收光谱与电子跃迁ultraviolet spectrometry of organic compounds,1紫外可见吸收光谱 有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：电子、电子、n电子。,分子轨道理论：成键轨道反键轨道。,当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激
6、发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量大小顺序为：n n,14:23:18,2跃迁,所需能量最大；电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区；吸收波长200 nm；例：甲烷的max为125nm,乙烷max为135nm。只能被真空紫外分光光度计检测到；作为溶剂使用；,14:23:18,3n跃迁,所需能量较大。吸收波长为150250nm，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n*跃迁（生色团、助色团、红移、蓝移）。,14:23:18,4 跃迁,所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区
7、，max一般在104Lmol1cm1以上，属于强吸收。（1）不饱和烃*跃迁 乙烯*跃迁的max为171nm，max为:1104 Lmol-1cm1。K带共轭非封闭体系的p p*跃迁,C=C 发色基团，但*200nm。,max=171nm 助色基团取代 n*发生红移。,14:23:18,基-是由非环或六环共轭二烯母体决定的基准值；无环、非稠环二烯母体：基=217 nm,（2）共轭烯烃中的*,具有共轭双键的化合物，相间的 键与 键相互作用，生成大 键。由于大 键各能级的距离较近电子容易激发，所以吸收峰的波长就增加，生色作用加强发生深色移动。K带共轭非封闭体系的p p*跃迁产生的吸收带。,14:23
8、:18,异环（稠环）二烯母体：基=214 nm同环（非稠环或稠环）二烯母体：基=253 nmniI:由双键上取代基种类和个数决定的校正项,(1)每增加一个共轭双键+30(2)环外双键+5(3)双键上取代基：,酰基（-OCOR）0 卤素（-Cl，-Br）+5烷基（-R）+5 烷氧基（-OR）+6,14:23:18,（3）羰基化合物共轭烯烃中的*,Y=H,R n*150-160nm*180-190nm n*275-295nmY=-NH2,-OH,-OR 等助色基团,K 带红移，R 带兰移；R带max=205nm；10-100,不饱和醛酮K带红移：165250nmR 带红移：290310nm,14:
9、23:18,（4）芳香烃及其杂环化合物,苯：E1带180184nm；=47000E2带200204 nm=7000 苯环上三个共扼双键的*跃迁特征吸收带；B带230-270 nm=200*与苯环振动引起；含取代基时，B带简化，红移。,14:23:18,乙酰苯紫外光谱图,羰基双键与苯环共扼：K带强；苯的E2带与K带合并，红移；取代基使B带简化；氧上的孤对电子：R带，跃迁禁阻，弱；,14:23:18,苯环上助色基团对吸收带的影响,14:23:18,苯环上发色基团对吸收带的影响,14:23:18,5.立体结构和互变结构的影响,顺反异构：,顺式：max=280nm；max=10500反式：max=29
10、5.5 nm；max=29000,互变异构：,酮式：max=204 nm 烯醇式：max=243 nm,14:23:18,6.溶剂的影响,n*跃迁：兰移；,*跃迁：红移；,异丙叉酮的溶剂效应,14:23:18,溶剂的影响,非极性 极性n*跃迁：兰移；*跃迁：红移；,极性溶剂使精细结构消失；,14:23:18,选择溶剂的原则,在选择紫外吸收光谱分析的溶剂时，应注意如下几点：（1）在溶解度允许的范围内，应尽量选用极性较小的 溶剂；(2)对试样有良好的溶解能力和选择性，并且形成的溶液具有良好的化学和光化学稳定性；（3）在测定光谱区域，溶剂本身无明显吸收。,14:23:18,7.生色团与助色团,生色团
11、：最有用的紫外可见光谱是由和n跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。这类含有键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基CN等。助色团：有一些含有n电子的基团(如OH、OR、NH、NHR、X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团称为助色团。,14:23:18,红移与蓝移,有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强度发生变化:max向长波方向移动称为红
12、移，向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。吸收强度即摩尔吸光系数增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应，如图所示。,14:23:18,第十一章 紫外吸收光谱分析法,一、基本组成general process二、分光光度计的类型types of spectrometer,第二节 紫外可见分光光度计,ultraviolet spectrometry,ultraviolet spectrometer,14:23:18,仪器,紫外-可见分光光度计,14:23:18,一、基本组成 general process,光源,单色器,样品室,检测器,显示,1.光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具
13、有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。,可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在3202500 nm。紫外区：氢、氘灯。发射185400 nm的连续光谱。,14:23:18,2.单色器,将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。入射狭缝：光源的光由此进入单色器；准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；,聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；出射狭缝。,14:23:18,3.样品室,样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，
14、可见区一般用玻璃池。4.检测器 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。,5.结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理,14:23:18,二、分光光度计的类型 types of spectrometer,1.单光束 简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。,2.双光束 自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。,14:23:18,3.双波长 将不同波长的两束单色光(1、2)快束交替通过
15、同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。=12nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。,14:23:18,光路图,14:23:18,第十一章 紫外吸收光谱分析法,一、定性、定量分析qualitative and quanti-tative analysis二、有机物结构确定structure determination of organic compounds,第三节 紫外吸收光谱的应用,ultraviolet spectro-photometry,UV,applications of UV,14:23:18,一、定性、定量分析 qualitative and quantitativ
16、e analysis,1.定性分析 max：化合物特性参数，可作为定性依据；有机化合物紫外吸收光谱：反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性；计算吸收峰波长，确定共扼体系等 甲苯与乙苯：谱图基本相同；结构确定的辅助工具；max，max都相同，可能是一个化合物；标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图 The sadtler standard spectra,Ultraviolet,14:23:18,2.定量分析,依据：朗伯-比耳定律 吸光度：A=b c 透光度：-lgT=b c 灵敏度高：max：104105 L mol-1 cm-1；（比红外大）测量误差与吸光度读数有关：A
17、=0.434，读数相对误差最小；3.纯度检测（1）杂质和化合物的最大吸收波长不同（2）最大吸光系数不同,14:23:18,二、有机化合物结构辅助解析 structure determination of organic compounds,1.可获得的结构信息（1）200-400nm 无吸收峰。饱和化合物，单烯。（2）270-350 nm有吸收峰（=10-100）醛酮 n*跃迁产生的R 带。（3）250-300 nm 有中等强度的吸收峰（=200-2000），芳环的特征 吸收（具有精细解构的B带）。（4）200-250 nm有强吸收峰（104），表明含有一个共轭体系（K）带。共轭二烯：K带（2
18、30 nm）；不饱和醛酮：K带230 nm，R带310-330 nm260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系。,14:23:18,2.光谱解析注意事项,(1)确认max，并算出，初步估计属于何种吸收带；(2)观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系；(3)乙酰化位移,B带：262 nm(302)274 nm(2040)261 nm(300),(4)pH值的影响 加NaOH红移酚类化合物，烯醇。加HCl兰移苯胺类化合物。,14:23:18,3.分子不饱和度的计算,定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，
19、不饱和度为1。计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素(H，O，N，C)，则可按下式进行不饱和度的计算：=（2+2n4+n3 n1）/2 n4，n3，n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：C9H8O2=（2+29 8）/2=6,14:23:18,4.解析示例,有一化合物C10H16由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱 max=231 nm（9000），此化合物加氢只能吸收2克分子H2，确定其结构。,解：计算不饱和度=3；两个双键；共轭？加一分子氢 max=231 nm，可能的结构 计算 m
20、ax,max：232 273 268 268,max=非稠环二烯（a,b）+2 烷基取代+环外双键=217+25+5=232（231）,14:23:18,吸收波长计算,14:23:18,立体结构和互变结构的确定,顺式：max=280nm；max=10500反式：max=295.5 nm；max=29000共平面产生最大共轭效应，max大,互变异构：,酮式：max=204 nm；无共轭 烯醇式：max=243 nm,14:23:18,取代苯吸收波长计算,14:23:18,第十二章 红外吸收光谱分析法,一、概述 introduction二、红外吸收光谱产生的条件condition of Infra
21、red absorption spectroscopy三、分子中基团的基本振动形式basic vibration of the group in molecular四、红外吸收峰强度intensity of infrared absorption bend,第一节 红外光谱分析基本原理,infrared absorption spec-troscopy，IR,principle of IR,14:23:18,分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱,一、概述 introduction,辐射分子振动能级跃迁红外光谱官能团分子结构,近红外区中红外区远红外区,14:23:18,14:23:18
22、,红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长（m）和波数1/单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。,应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；,红外光谱与有机化合物结构,14:23:18,二、红外吸收光谱产生的条件 condition of Infrared absorption spectroscopy,满足两个条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。,对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。偶极子在交变电场中的作用示意图,(动
23、画),14:23:18,分子振动方程式,分子的振动能级（量子化）：E振=（V+1/2）hV：化学键的 振动频率；：振动量子数。,双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧,14:23:18,任意两个相邻的能级间的能量差为：,K化学键的力常数，与键能和键长有关，为双原子的折合质量=m1m2/（m1+m2）发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。,14:23:18,表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）,键类型 CC C=C C C 力常数 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6峰位 4.5m 6.0 m 7.0 m 化
24、学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。,14:23:18,例题:由表中查知C=C键的K=9.5 9.9,令其为9.6,计算波数值。,正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1,14:23:18,三、分子中基团的基本振动形式 basic vibration of the group in molecular,1两类基本振动形式伸缩振动 亚甲基：,变形振动 亚甲基,(动画),14:23:18,甲基的振动形式,伸缩振动 甲基：,变形振动 甲基,对称s(CH3)1380-1 不对称as(CH3)1460-1,对称 不对称s(CH3
25、)as(CH3)2870-1 2960-1,14:23:18,例水分子（非对称分子）,峰位、峰数与峰强,（1）峰位 化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。,（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变化时，无红外吸收。,(动画),14:23:18,峰位、峰数与峰强,例2CO2分子（有一种振动无红外活性）,（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰；,（3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰
26、越强；,(动画),14:23:18,（CH3）1460 cm-1，1375 cm-1。（CH3）2930 cm-1，2850cm-1。,14:23:18,四、红外吸收峰强度 intensity of Infrared absorption bend,问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化吸收峰强度 偶极矩的平方偶极矩变化结构对称性；对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大符号：s(强)；m(中)；w(弱)红外吸收峰强度比紫外吸收峰小23个数量级；,14:23:18,第十二章 红外吸收光谱分析法,一、红外光谱的基团频率group frequency in IR二、分子结构与吸
27、收峰molecular structure and absorption peaks三、影响峰位移的因素factors influenced peak shift 四、不饱和度degree of unsaturation,第二节 红外光谱与分子结构,infrared absorption spec-troscopy，IR,infrared spectroscopy and molecular structure,14:23:18,一、红外吸收光谱的特征性 group frequency in IR,与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率基团特征频率（特征峰）；例：2800 3
28、000 cm-1 CH3 特征峰；1600 1850 cm-1 C=O 特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH2 1715 cm-1 酮CH2COO 1735 cm-1 酯CH2CONH 1680 cm-1 酰胺,14:23:18,红外光谱信息区,常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：(1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区,(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区(4)1200 670 cm-1 XY伸缩，XH
29、变形振动区,14:23:18,二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaks,1 XH伸缩振动区（4000 2500 cm-1）（1）OH 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 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。,注意区分NH伸缩振动：3500 3100 cm-1,14:23:18,（3）不饱和碳原子上的=CH（CH）苯环上的CH 3030 cm-1=CH 3010 2260 cm-1 CH 3300 cm-1,（2）饱和碳原子上的CH,3000 cm-1 以上,CH3
30、 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收,3000 cm-1 以下,14:23:18,2 叁键（C C）伸缩振动区（2500 1900 cm-1）,在该区域出现的峰较少；（1）RC CH（2100 2140 cm-1）RC CR（2190 2260 cm-1）R=R 时，无红外活性（2）RC N（2100 2140 cm-1）非共轭 2240 2260 cm-1 共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近
31、C N，峰越弱；,14:23:18,3 双键伸缩振动区（1900 1200 cm-1）,（1）RC=CR 1620 1680 cm-1 强度弱，R=R（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1）,14:23:18,苯衍生物的C=C,苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。,14:23:18,（3）C=O（1850 1600 cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。,饱和醛(酮)1740-1720 cm-1；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？,14:23:18
32、,酸酐的C=O,双吸收峰：18201750 cm-1，两个羰基振动偶合裂分；线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；羧酸的C=O 18201750 cm-1，氢键，二分子缔合体；,14:23:18,4.XY，XH 变形振动区 1650 cm-1,指纹区(1350 650 cm-1),较复杂。C-H，N-H的变形振动；C-O，C-X的伸缩振动；C-C骨架振动等。精细结构的区分。顺、反结构区分；,14:23:18,基团吸收带数据,14:23:18,常见基团的红外吸收带,特征区,指纹区,14:23:18,1内部因素（1）电子效应a诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰
33、移）,三、影响峰位变化的因素 molecular structure and absorption peaks,化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。,R-COR C=0 1715cm-1;R-COH C=0 1730cm-1；R-COCl C=0 1800cm-1;R-COF C=0 1920cm-1;F-COF C=0 1928cm-1;R-CONH2 C=0 1920cm-1;,14:23:18,共轭效应,14:23:18,（）空间效应,3060-3030 cm-1,2900-2800 cm-1,空间效应：场效应；空
34、间位阻；环张力,14:23:18,2.氢键效应,(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动,14:23:18,四、不饱和度 degree of unsaturation,定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N，C），则可按下式进行不饱和度的计算：=（2+2n4+n3 n1）/2 n4，n3，n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：C9
35、H8O2=（2+29 8）/2=6,14:23:18,第十二章 红外吸收光谱分析法,一、仪器类型与结构types and structure of instruments二、制样方法sampling methods三、联用技术hyphenated technology,第三节 红外分光光度计,infrared absorption spectrometer,infrared absorption spec-troscopy，IR,14:23:18,一、仪器类型与结构 types and structure of instruments,两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）,14:2
36、3:18,1.内部结构,Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR,14:23:18,2.傅里叶变换红外光谱仪结构框图,干涉仪,光源,样品室,检测器,显示器,绘图仪,计算机,干涉图,光谱图,FTS,（动画）,14:23:18,3.傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点,光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。特点：(1)扫描速度极快(1s)；适合仪器联用；(2)不需要分光，信号强，灵敏度很高；(3)仪器小巧。,14:23:18,傅里叶变换红外光谱仪工作原理图,（动画）,14:23:18,迈克尔干涉仪工作原理图,（动画）,14:
37、23:18,4.色散型红外光谱仪主要部件,(1)光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm；室温下，非导体，使用前预热到800 C；特点：发光强度大；寿命0.5-1年；硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长20-50mm；不需预热；两端需用水冷却；(2)单色器 光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；,14:23:18,(3)检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象涂黑金箔接受红外辐射；傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器；TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热
38、释电)；响应速度快；高速扫描；,14:23:18,二、制样方法 sampling methods,1）气体气体池,2）液体：,液膜法难挥发液体（BP80C）溶液法液体池,溶剂：CCl4，CS2常用。,3)固体:,研糊法（液体石腊法）KBR压片法薄膜法,14:23:18,三、联用技术 hyphenated technology,GC/FTIR（气相色谱红外光谱联用）,LC/FTIR（液相色谱红外光谱联用）,PAS/FTIR（光声红外光谱）,MIC/FTIR（显微红外光谱）微量及微区分析,14:23:18,第十二章 红外吸收光谱分析法,一、红外谱图解析analysis of infrared sp
39、ectrograph二、未知物结构确定structure determination of compounds,第四节 红外谱图解析,infrared absorption spec-troscopy，IR,analysis of infrared spectrograph,14:23:18,一、红外谱图解析 analysis of infrared spectrograph,1烷烃（CH3，CH2，CH）(CC,CH),-（CH2）n-n,CH2 s1465 cm-1,CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）,重叠,14:23:18,a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。b)C
40、C骨架振动明显,14:23:18,c)CH2面外变形振动(CH2)n，证明长碳链的存在。,n=1 770785 cm-1（中）n=2 740 750 cm-1（中）n=3 730 740 cm-1（中）n 722 cm-1（中强）,d)CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度,14:23:18,14:23:18,2.烯烃，炔烃,a)C-H 伸缩振动(3000 cm-1),14:23:18,b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1),1660cm-1,分界线,14:23:18,分界线1660cm-1 顺强，反弱 四取代（不与O，N等相连）
41、无（C=C）峰 端烯的强度强 共轭使（C=C）下降20-30 cm-1,2140-2100cm-1（弱）2260-2190 cm-1（弱）,总结,14:23:18,c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1),面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1（弱）面外变形（=C-H）1000-700 cm-1（有价值）,14:23:18,谱图,14:23:18,14:23:18,对比,烯烃顺反异构体,14:23:18,3.醇（OH）OH，CO,a)-OH 伸缩振动(3600 cm-1)b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1),14:23:18,OH基团特性,双分子缔合（二聚体）3550-3
42、450 cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1,分子内氢键：,分子间氢键：,多元醇（如1，2-二醇）3600-3500 cm-1螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500 cm-1多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1,分子间氢键随浓度而变，而分子内氢键不随浓度而变。,水（溶液）3710 cm-1水（固体）3300cm-1结晶水 3600-3450 cm-1,14:23:18,3515cm-1,3640cm-1,3350cm-1,乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图,2950cm-1,2895 cm-1,14:23:18,14:23:18,14:23:18,脂族和环
43、的C-O-C as 1150-1070cm-1,芳族和乙烯基的=C-O-C,as 1275-1200cm-1（1250cm-1）,s 1075-1020cm-1,4.醚（COC）,脂族 R-OCH3 s(CH3)2830-2815cm-1 芳族 Ar-OCH3 s(CH3)2850cm-1,14:23:18,5醛、酮,14:23:18,醛,14:23:18,14:23:18,6羧酸及其衍生物,羧酸的红外光谱图,14:23:18,酰胺的红外光谱图,14:23:18,不同酰胺吸收峰数据,14:23:18,酸酐和酰氯的红外光谱图,14:23:18,氰基化合物的红外光谱图,CN=2275-2220cm
44、-1,14:23:18,硝基化合物的红外光谱图,AS（N=O）=1565-1545cm-1,S（N=O）=1385-1350cm-1,脂肪族,芳香族,S（N=O）=1365-1290cm-1,AS（N=O）=1550-1500cm-1,14:23:18,二、未知物结构确定structure determination of compounds,1.未知物,14:23:18,2.推测C4H8O2的结构,解：1）=1-8/2+4=1 2）峰归属 3）可能的结构,14:23:18,3.推测C8H8纯液体,解：1）=1-8/2+8=52）峰归属 3）可能的结构,14:23:18,4.C8H7N，确定结构,解：1）=1-（1-7）/2+8=6 2）峰归属 3）可能的结构,
