1、红外光 透过光a b cRoRoRo VoV1 EoE1E电子能级V振动能级R转动能级第 5章 红外吸收光谱法第一节 概述1. 红外光谱的历史 1800年英国科学家赫谢尔发现红外线 1936年世界第一台棱镜分光单光束红外光谱仪制成 1946年制成双光束红外光谱仪 60年代制成以光栅为色散元件的第二代红外光谱仪 70年代制成傅立叶变换红外光谱仪,使扫描速度大大提高 70年代末,出现了激光红外光谱仪,共聚焦显微红外光谱仪等2. 红外光谱的范围200nm 400nm 780nm 1000um近紫外 可见 红外0.78um 2.5um 50um 1000um中红外区 远红外区近红外区3. 红外光谱的特
2、点q每种化合物均有红外吸收,有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息q任何气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定,这是其它仪器分析方法难以做到的q常规红外光谱仪器结构简单,价格不贵q样品用量少,可达微克量级红外光谱主要用于定性分析但也可用于定量分析 定性 : 红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。通过与标准谱图比较,可以确定化合物的结构;对于未知样品,通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。 定量 : 近年来红外光谱的定量分析应用也有不少报道 ,尤其是近红外、远红外区的研究报告在增加。如近红外区用于含有与 C, N, O等原子相连基团化
3、合物的定量;远红外区用于无机化合物研究等。 红外光谱还可作为色谱检测器。第二节 红外光谱的理论基础C-光速K-键力常数u-折合质量m1 m2红外光谱产生于分子的振动 .从经典力学的观点,采用谐振子模型来研究双原子分子的振动,即化学键相当于无质量的弹簧,它连接两个刚性小球,它们的质量分别等于两个原子的质量。一、红外吸收与分子结构1. 双原子分子的振动根据虎克定律:C-C C=C C=CK 4-6x10-5 8-12x10-5 12-20x10-5 g/s2V 1190 1683 2062 cm-1C-C C-HV 1190 2920 cm-1同类原子组成的化学键,力常数越大,振动频率越大。对相同化学键的基团,波数与相对原子质量成反比。实际上在一个分子中,基团与基团之间,化学键之间都会相互影响,因此,振动频率不仅决定于化学键两端的原子质量和键力常数,还与内部结构和外部因素(化学环境)有关。由于原子的种类和化学键的性质不同,以及各化学键所处的环境不同,导致不同化合物的吸收光谱具有各自的特征,据此可以对化合物进行定性分析。R C ROR C ClOR C FO17151785-18151869