紅外光譜使用原理

1、紅外光譜使用原理第1頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二第2頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二第3頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二第4頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二4-1 概述一、定義： 利用物質(zhì)對紅外輻射的吸收所產(chǎn)生的紅外吸收光譜，對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及含量進(jìn)行分析測定的方法叫紅外吸收光譜分析法二、與紫外可見吸收光譜法的比較1. 相同點：都是分子吸收光譜，都反映分子結(jié)構(gòu)的特性2. 不同點：所用光源與起源不同研究范圍光譜的表示方式特點第5頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二T

2、%（）A 光譜的表示方式 紫外：用A表示吸收光的程度，波長為橫坐標(biāo)； 紫外可見吸收光譜的特征用max和來描述 紅外：用T%來表示吸光強(qiáng)度，光的性質(zhì)用波長或波數(shù)表示；紅外吸收光譜的特征用吸收峰位置和來描述第6頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二不同點 紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜光 源紫外可見光紅外光起 源電子能級躍遷振動能級躍遷研 究范 圍不飽和有機(jī)化合物共軛雙鍵、芳香族等幾乎所有有機(jī)化合物;許多無機(jī)化合物特 色反映發(fā)色團(tuán)、助色團(tuán)的情況反映各個基團(tuán)的振動及轉(zhuǎn)動特性第7頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二 波數(shù)為波長的倒數(shù)，即1cm中所含波的個數(shù) =1

3、/=107/nm 單位：cm-1 =104/m 習(xí)慣上將紅外吸收光譜分為遠(yuǎn)、中、近紅外三個區(qū)，紅外光譜一般用的是中紅外區(qū) 中紅外區(qū)：波 長 2.525 m 波 數(shù) 4000400 cm-1第8頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二42 紅外吸收基本原理紅外光譜的產(chǎn)生 當(dāng)一束紅外光照射分子時，分子中某個振動頻率與紅外光的某一頻率的光相同時（振= 紅外光），分子就吸收此頻率光發(fā)生振動能級躍遷，產(chǎn)生紅外吸收光譜。 根據(jù)紅外吸收光譜中吸收峰的位置和形狀來推測未知物結(jié)構(gòu)，進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)分析；根據(jù)吸收峰的強(qiáng)弱與物質(zhì)含量的關(guān)系進(jìn)行定量分析。 第9頁，共79頁，2022年，5月20日，

4、17點32分，星期二一、雙原子分子的振動（一）諧振子振動m1m2伸伸縮 將兩原子看成是質(zhì)量為m1與m2的兩個小球，把連接它們的化學(xué)鍵質(zhì)量忽略，看作為彈簧，原子在平衡位置作伸縮振動，近似看成簡諧振動。第10頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二分子振動的頻率根據(jù)虎克定律計算 k 是化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位：Ncm-1 為原子的折合質(zhì)量或第11頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二分子振動的能量與振動頻率之間的關(guān)系 E=（ +1/2）h= （ +1/2）hc 為振動量子數(shù)=0, 1, 2, 3=0 =1躍遷, 基態(tài) 第一激發(fā)態(tài)即 =1振動能級躍遷的能量差為:=0

5、 =1躍遷對應(yīng)的譜帶為基頻吸收帶或基本振動譜帶第12頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二振動量子數(shù)由=0 =1時,雙原子所吸收的光的波數(shù)為上式改寫為:化學(xué)鍵力常數(shù)：單鍵48 雙鍵812 叁鍵1218 利用實驗得到的鍵力常數(shù)和計算式，可以估算各種類型的基頻峰的波數(shù) 第13頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二例： HCl k = 5.1Ncm-1據(jù)公式 計算基頻吸收峰頻率 CC k 5 Ncm-1 = 1193 cm-1 C = C k 10 Ncm-1 = 1687 cm-1 CC k 15 Ncm-1 = 2066 cm-1 CH k 5 Ncm-1

6、 = 3042 cm-1 鍵越多，鍵力常數(shù)越大，原子的相對原子質(zhì)量越小，越大，頻率越大；第14頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（二）非諧振動雙原子分子并非理想的諧振子，計算出的基頻吸收帶只是一個近似值，非諧振子的雙原子分子的真實吸收峰比按諧振子處理波數(shù)低。用諧振子振動的規(guī)律近似描述分子振動=0 =1 產(chǎn)生的吸收譜帶稱基本譜帶或基頻峰 最強(qiáng)=0 =2，3產(chǎn)生的吸收譜帶倍頻峰 弱第15頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二三、多原子分子的振動（一）振動的基本類型伸縮振動：表示 原子沿著化學(xué)鍵的方向來回振動 涉及化學(xué)鍵鍵長改變，鍵角不變彎曲振動： 表示

7、原子沿著化學(xué)鍵的垂直方向振動，又稱變形振動 涉及鍵角及鍵的方向改變，鍵長不變第16頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二+振動方式分 為兩類：伸縮振動；彎曲振動對稱伸縮振動s 反對稱伸縮振動 面內(nèi)彎曲振動（剪切振動） 面外彎曲振動（面外搖擺） +面外彎曲振動（扭曲） 面內(nèi)彎曲振動（面內(nèi)搖擺) 第17頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二以亞甲基為例伸縮振動彎曲振動HHCHHCHHCHHCHHCHHC對稱伸縮振動反對稱伸縮振動剪式振動搖轉(zhuǎn)振動面內(nèi)彎曲振動相向同向+ +同一方向相反方向搖擺振動扭曲振動面外彎曲振動第18頁，共79頁，2022年，5月20日，1

8、7點32分，星期二（二）基本振動的理論數(shù) 理論上講，分子的每一種振動形式都會產(chǎn)生一個基頻吸收峰，即一個多原子分子產(chǎn)生的基頻峰的數(shù)目=分子所有的振動形式的數(shù)目 在空間確定一個原子的位置，需要3個坐標(biāo)，若分子有n個原子，需要3n個坐標(biāo)或自由度。分子自由度總數(shù)：3n=平動+振動+轉(zhuǎn)動（自由度）振動形式數(shù)目：振動自由度= 3n-平動-轉(zhuǎn)動 = 3n-6 非線性分子 = 3n-5 線性分子（所有分子在一條直線上） 如：H2O振動自由度 33 6 = 3三種基本振動形式第19頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二影響吸收峰數(shù)目的因素（1）吸收峰減少原因：沒有偶極矩變化的振動不產(chǎn)生紅外吸

9、收吸收頻率相同，簡并為一個吸收峰，有時頻率接近，儀器分辨不出，表現(xiàn)為一個吸收峰有些吸收程 度太弱，儀器檢測不出有些吸收頻率超出了儀器的檢測范圍O=C=O O=C=O O=C=O O=C=O 對稱伸縮 面內(nèi)彎曲 面外彎曲 反對稱伸縮 無吸收峰 簡并為一個吸收峰 吸收峰實際上紅外譜圖上峰的數(shù)目比理論值少得多第20頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（2）吸收峰增多原因產(chǎn)生倍頻峰（ 0 2、 3）和組頻峰(各種振動間相互作用而形成）統(tǒng)稱泛頻振動偶合相鄰的兩個基團(tuán)相互振動偶合使峰數(shù)目增多費(fèi)米共振當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻峰位相近時，由于相互作用產(chǎn)生強(qiáng)吸收帶或發(fā)生峰的分裂，這種倍頻峰或

10、組合頻峰與基頻峰之間的偶合稱為費(fèi)米共振。第21頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二三、紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件和譜帶強(qiáng)度（一）紅外光譜產(chǎn)生的條件1. 紅外輻射的頻率等于分子某個基團(tuán)的振動頻率 紅外= 振2.引起偶極矩變化的振動形式 0 非極性雙原子分子 H2 O2 N2 =0 極性雙原子分子 HCl 0第22頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（二）紅外吸收峰強(qiáng)度的影響因素吸收峰強(qiáng)度比紫外可見弱得多 紅外 紫外100 非常強(qiáng) 104105 20100 較強(qiáng) 103104 1020 中強(qiáng) 102103 110 弱 102 1 非常弱第23頁，共79頁，2

11、022年，5月20日，17點32分，星期二影響因素（1）振動能級的躍遷概率 由 0 1躍遷概率大，峰較強(qiáng) 由 0 2 3 躍遷概率小，峰較弱（2）偶極矩的變化 偶極矩變化越大，對應(yīng)的峰越強(qiáng)一般極性基團(tuán)如：O-H，C=O，N-H 峰較強(qiáng)非極性基團(tuán)如：C-C，C=C 峰較弱第24頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二4-3 紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)一、基團(tuán)的特征吸收峰基團(tuán)頻率 組成分子的基團(tuán)如：O-H、C=C、C=O等都有自己特定的紅外吸收區(qū)域，分子的其它部分對其吸收位置影響較小。 通常把能代表某基團(tuán)存在，并有較高強(qiáng)度的吸收峰，稱為特征吸收峰，所在的頻率位置稱為基團(tuán)頻率。 基團(tuán)頻

12、率主要是一些伸縮振動引起的，常用于鑒定某官能團(tuán)是否存在?；鶊F(tuán)不同，基團(tuán)頻率不同。 第25頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二紫外可見吸收光譜為了便于解析分為R K B E四個吸收帶紅外吸收光譜為了便于解析劃分為兩個區(qū)域40001300 區(qū)域：是由伸縮振動產(chǎn)生的吸收帶，為化學(xué)鍵和基團(tuán)的特征吸收峰，吸收峰較稀疏，鑒定基團(tuán)存在的主要區(qū)域官能團(tuán)區(qū)1300650區(qū)域：吸收光譜較復(fù)雜，除單鍵的伸縮振動外，還有變形振動。能反映分子結(jié)構(gòu) 的細(xì)微變化指紋區(qū)一、官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)第26頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二常見化合物的特征基團(tuán)頻率分區(qū)4000 2500 20

13、00 1400 400cm-1 X-H X-H伸縮振動區(qū) O-H 37003100 N-H 35003300 C-H 33002700C-H： 3000為界，3000以上為不飽和化合物的C-HCH =CH C H ; 3000以下為飽和化合物 C-H 三鍵和累積雙鍵的伸縮振動區(qū) CC CN C=C=C C=C=N C=C=O雙鍵伸縮振動區(qū) C=C16801620 C=O 18501600羰基吸收峰強(qiáng)度大芳環(huán) C=C1600,1580, 1500, 1450單鍵的伸縮振動和彎曲振動區(qū) X-Y ： C-O C-N N-O C-X C-C X-H ： C-H O-H 第27頁，共79頁，2022年，

14、5月20日，17點32分，星期二二、常見化合物的特征吸收峰烷烴類烯烴類炔烴類芳香類羰基化合物羥基化合物第28頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二1. 烷烴 CH3 CH2C-H C-H伸縮振動 3000 cm-1 3000 2800 cm-1 強(qiáng)吸收峰X-H C-H彎曲振動 3000 30403030cm-1，34個多重峰 C=C 16501450 cm-1，24個中強(qiáng)吸收峰；16201500，15201480兩個區(qū)域較重要。苯環(huán)特征吸收，鑒定苯環(huán)存在的標(biāo)志 C H 900690 cm-1 強(qiáng)吸收峰，可判斷芳烴取代基數(shù)目和取代基位置第36頁，共79頁，2022年，5月20

15、日，17點32分，星期二P40圖4-6苯環(huán)取代類型的吸收峰圖4-6第37頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二3300cm-1 苯環(huán)C-H 伸縮振動1380cm-1異丙基兩重峰1600cm-1 1500cm-1 C=C骨架振動3300cm-1 苯環(huán)C-H 伸縮振動1600cm-1 1500cm-1 C=C骨架振動1380cm-1異丙基兩重峰第38頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二5. 羰基化合物（醛、酮、羧酸、酯） C=O ：C=O伸縮振動 1850 1600 cm-1 非常強(qiáng)的吸收峰 鑒別羰基最迅速的方法區(qū)別醛酮： 醛中-CHO 的 CH 在290

16、0 2700 cm-1 區(qū)域內(nèi)吸收較特征，兩個尖弱吸收峰；酮沒有 2820 cm-1峰易被甲基亞甲基吸收峰覆蓋； 2720 cm-1 峰是醛類化合物唯一特征峰第39頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二羧酸： 羧基中C=O伸縮振動 (17601700)； 羥基O-H的伸縮振動( 3550 3400寬吸收峰；游離：3550附近有吸收峰 )； 面外彎曲振動( 955915) 三個重要特征頻率酯: 酯基中C=O伸縮振動 (17501735)； C-O-C的伸縮振動（兩個吸收13001150；11401030）第40頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二6. 羥

17、基化合物 OH 游離 36503600 cm-1 強(qiáng)、尖吸收峰 締合(氫鍵) 37003200 cm-1 強(qiáng)、寬吸收峰 C-O 醇 11001000 cm-1 C-O 酚 1260 cm-1 區(qū)別醇酚最好用苯環(huán)16501450特征吸收第41頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二三、影響基團(tuán)頻率位移的因素分子中化學(xué)鍵不是孤立的，受分子中相鄰基團(tuán)的影響同一基團(tuán)在不同的分子結(jié)構(gòu)中受不同基團(tuán)的影響，其基團(tuán)頻率會有所改變，了解影響基團(tuán)頻率的因素，對解析紅外光譜和推斷分子結(jié)構(gòu)非常有用。影響基團(tuán)頻率的因素有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境的影響第42頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，

18、星期二振動頻率（波數(shù)） 原子的相對原子質(zhì)量越小，波數(shù)越大，頻率越高 =c 鍵越多，鍵力常數(shù)越大，波數(shù)越大，頻率越大 C=C C=C 1650 C-C C - C 1000 CC C C 23002100 C-H C H 3000第43頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（一）內(nèi)部因素 共軛效應(yīng) 共軛效應(yīng)使共軛體系中電子云密度平均化，使原來的雙鍵強(qiáng)度減弱，鍵力常數(shù)減小，雙鍵的基團(tuán)頻率向低波數(shù)方向移動 R C=O C=O 1715 C=O C=O 1680 RCH3第44頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二2. 誘導(dǎo)效應(yīng) 基團(tuán)旁邊增加一個電負(fù)性大的基團(tuán)或

19、原子時，由于靜電誘導(dǎo)作用，改變了鍵力常數(shù)（增加）。使基團(tuán)頻率向高波數(shù)移動 RCRO RCClO RCFO C=O 1715cm-1 1807cm-1 1920cm-1電負(fù)性越強(qiáng)，誘導(dǎo)效應(yīng)越強(qiáng)，向高波數(shù)方向移動越多第45頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二3. 氫鍵的影響 分子中XH基團(tuán)形成氫鍵后， XH鍵力常數(shù)減小，基團(tuán)頻率向低波數(shù)方向移動，同時吸收程度增大，譜帶變寬。分子間氫鍵與溶液的濃度和溶劑的性質(zhì)有關(guān)，分子間氫鍵隨濃度減小而消失分子內(nèi)氫鍵不受溶液濃度影響利用改變?nèi)芤簼舛鹊姆椒ㄟM(jìn)行測定，可區(qū)分分子間還是分子內(nèi)氫鍵第46頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分

20、，星期二由于空間位阻使共軛體系的共平面被偏離或破壞，共軛效應(yīng)強(qiáng)度降低，吸收頻率向高波數(shù)移動 4. 空間位阻 第47頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（二）外部環(huán)境主要指測定時試樣的狀態(tài)、溶劑效應(yīng)等同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時，分子間相互作用力不同，所得光譜也往往不同分子在氣態(tài)時，相互作用力較弱，伸縮振動頻率比液態(tài)或固態(tài)時高 C=O 氣 1742cm-1 C=O 液 1718cm-1 同一物質(zhì)在不同的溶劑中，由于溶質(zhì)與溶劑間的相互作用不同，測得的紅外光譜也不相同極性基團(tuán)的伸縮振動頻率隨溶劑極性增大向低頻移動且強(qiáng)度增大第48頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二

21、4-4 紅外吸收光譜儀第49頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二紅外吸收光譜儀紅外光譜主要部件紅外吸收光譜儀主要部件有：光源、樣品池、單色器、檢測器、放大記錄系統(tǒng)根據(jù)紅外吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理不同可分為： 色散型紅外吸收光譜儀 傅立葉變換紅外吸收光譜儀（FI-IR）第50頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二1. 光源能夠發(fā)射高強(qiáng)度連續(xù)紅外輻射的物質(zhì) 通常采用惰性固體作光源能斯特?zé)粲射?、釔、鈰或釷的氧化物 特點：發(fā)射強(qiáng)度大，尤其在高于1000cm-1的區(qū)域 穩(wěn)定性較好；機(jī)械強(qiáng)度較差，價格較貴硅碳棒由碳化硅燒結(jié)而成 特點：在低波數(shù)區(qū)發(fā)射較強(qiáng)，波數(shù)范圍

22、寬，400 4000cm-1；堅固、壽命長，發(fā)光面積大 用的較多第51頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（2）吸收池玻璃、石英等對紅外光均有吸收紅外吸收池窗口，一般用一些鹽類的單晶制作：如KBr 或 NaCl 等（它們極易吸濕，吸濕后會引起吸收池窗口模糊。要求恒濕環(huán)境可測定固、液、氣態(tài)樣品 氣態(tài)：將氣態(tài)樣品注入抽成真空的氣體樣品池 液態(tài)：液體樣品可滴在可拆池兩窗之間形成薄的 液膜；一般將液體樣品注入液體吸收池中 固態(tài)：12mg 固體樣品+100200 mg KBr 研磨混勻后 壓成 1mm 厚的薄片 用于測定紅外光譜的樣品有較高的純度（98%），樣品中不應(yīng)含有水分第52

23、頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（3）單色器 單色器的作用是把通過樣品池和參比池的復(fù)合光色散成單色光，再射到檢測器上加以檢測 光柵光柵單色器不僅對恒溫恒濕要求不高，而且具有線性色散，分辨率高和能量損失小等優(yōu)點 棱鏡早期的紅外光譜儀使用一些能透過紅外光的無機(jī)鹽如NaCl、KBr 等晶體制作棱鏡；易吸濕，需恒溫、恒濕；近年來已被淘汰第53頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（4）檢測器檢測器的作用是將照射在它上面的紅外光變成電信號。紅外區(qū)光子能量低，不能使用紫外可見吸收光譜儀上的光電管或光電倍增管常用的紅外檢測器有三種：真空熱電偶、測輻射熱計、熱電檢

24、測器（5）記錄器 由檢測器產(chǎn)生的微弱電信號經(jīng)電子放大器放大后，由記錄筆自動記錄下來新型的儀器配有微處理機(jī)以控制儀器操作、譜圖檢查等第54頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二二、色散型紅外吸收光譜儀光源樣品池 單色器 檢測器參比池帶動筆和光楔的裝置 放大器光譜記錄工作原理第55頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二三、傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀是20世紀(jì)70年代問世的第三代紅外光譜儀主要區(qū)別：用干涉計取代了單色器干涉計 試樣 檢測器電子計算機(jī)光源第56頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二邁克遜干涉計的作用由光源發(fā)出的紅

25、外光分成兩束光，經(jīng)動鏡、定鏡反射后到達(dá)檢測器并產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的偶數(shù)倍時，則落到檢測器上的相干光相互疊加，產(chǎn)生明線，其相干光的強(qiáng)度有最大值。當(dāng)兩束光的光程差為 /2的奇數(shù)倍時，則落到檢測器上的相干光相互抵消，產(chǎn)生暗線，其相干光的強(qiáng)度有最小值。連續(xù)改變干涉計的反射鏡位置，可在檢測器上得到一個干涉強(qiáng)度對光程差和輻射頻率的函數(shù)圖再經(jīng)過傅里葉變換，得到吸收強(qiáng)度對透射比對頻率或波長的普通紅外光譜圖第57頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二傅里葉變換紅外吸收光譜儀有如下特點測量時間短，掃描速度快，1s完成全光譜掃描靈敏度高，檢測限可達(dá)10-910-12 g分辨率

26、高，波數(shù)精度可達(dá)0.01cm-1測定精度高測定光譜范圍寬儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴第58頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二4-5 紅外吸收光譜分析紅外吸收光譜廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析方面，也用在定量分析方面一、定性分析已知物的鑒定 試樣 試樣紅外譜圖 標(biāo)樣 標(biāo)樣紅外譜圖在相同條件下 對兩譜圖進(jìn)行比較，若兩譜圖的吸收峰位置、形狀和強(qiáng)度完全一致，可認(rèn)為兩者為同一物質(zhì) 也可按名稱或分子式查標(biāo)準(zhǔn)圖譜，但要注意與標(biāo)準(zhǔn)圖譜測定條件一致第59頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二新型儀器配有計算機(jī)，常用計算機(jī)進(jìn)行檢索，檢測到樣品的紅外譜圖后，計算機(jī)找出

27、與之相配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紅外譜圖例：判斷二甲苯的三種異構(gòu)體，根據(jù)二甲苯在900650cm-1范圍內(nèi)吸收峰的數(shù)目和位置即可確定第60頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二二、定量分析（弱項）通過對特征吸收譜帶強(qiáng)度的測量來求組分含量；理論依據(jù)是：朗伯-比爾定律紅外光譜的譜帶較多，選擇余地大，能方便地對單組分或多組分進(jìn)行定量分析；能測定氣體、液體和固體樣品。通常應(yīng)選擇被測物質(zhì)的特征吸收帶；吸收帶與被測物質(zhì)的濃度有線性關(guān)系；有較大的吸收系數(shù)紅外光譜定量分析靈敏度較低，不適于微量組分的組分可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、內(nèi)標(biāo)法、求解聯(lián)立方程等方法進(jìn)行定量分析第61頁，共79頁，2022年，5月20日，1

28、7點32分，星期二三、未知物結(jié)構(gòu)的確定解析紅外譜圖的一般原則1. 試樣的純化紅外樣品需純度很高（98%以上），不含干擾測定物質(zhì)?？衫酶鞣N分離手段如：分餾、萃取、重結(jié)晶、層析等提純試樣2. 了解工作了解樣品來源、外觀，根據(jù)樣品存在的形態(tài)選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒ǎ挥^察樣品的顏色和氣味；注意樣品的純度以及樣品的元素分析，相對分子質(zhì)量，熔點、沸點、溶解度、折光率等物理常數(shù)的測定結(jié)果縮小結(jié)構(gòu)的推測范圍第62頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二3. 計算不飽和度 由元素分析結(jié)果可求出化合物的經(jīng)驗式，由相對分子質(zhì)量可求出化學(xué)式，并求出不飽和度 ， 從可推出化合物可能的范圍是否有雙鍵、三鍵及

29、芳香環(huán)=1+n 4 + ;n4、n3、n1分別為四價、三價及一價原子的數(shù)目通常規(guī)定 C=C、C=O、 : =1； CC、C N、兩個雙鍵、一個雙鍵一 個環(huán)、兩個環(huán): =2； 苯環(huán): =4第63頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二計算甲苯C7H8的不飽和度 = 1+7 + = 4第64頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二4. 圖譜解析掌握四先四后原則： 先特征后指紋（40001300cm-1特征區(qū)，鑒定官能團(tuán)） 先強(qiáng)峰后弱峰 先否定后肯定 先粗查后細(xì)找解析圖譜時的幾點經(jīng)驗： （1）查找基團(tuán)時，先否定，以逐步縮小范圍 （2） 在解析特征吸收峰時，要注意其

30、它基團(tuán)吸收峰的干擾（ 3350和1640cm-1處出現(xiàn)的吸收峰可能為樣品中水的吸收） 第65頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二（3） 圖中的吸收峰往往不可能全部解析，特別是指紋區(qū)（4）掌握主要基團(tuán)的特征吸收3000cm-1是個界，不飽和CH3000，飽和CH 3000 苯環(huán)C=C16501450 24個中強(qiáng)吸收峰。利用指紋區(qū)判斷單、雙、三取代第66頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二5、與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照解析完后，進(jìn)行驗證，不飽和度與計算值是否相符，性質(zhì)與文獻(xiàn)值是否一致，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行驗證第67頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二

31、幾種標(biāo)準(zhǔn)圖譜集最常見的標(biāo)準(zhǔn)圖譜有三種1. 薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜集 美國sadtler research laborationies 編輯出版的。收集的圖譜最多2. 分子光譜文獻(xiàn)“DMS”穿孔卡片 英國和德國聯(lián)合編制3. “API”紅外光譜資料 美國石油研究所（ API ）編制。主要是烴類化合物的光譜第68頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二例：分子式為C3H6O的化合物的紅外圖譜如下圖，推測其結(jié)構(gòu)（1）計算不飽和度 =1+3+1/2（0-6）=1，可能含C=C或C=O圖譜解析實例：第69頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二3300締合

32、OH1650C=C995. 920-CH=CH21430-CH2CH2=CH-CH2-OH（2）3300cm-1強(qiáng)而寬的吸收帶，締合-OH。 OH，醇類化合物，1030 cm-1吸收峰C-O（3）1650 cm-1吸收峰C=C，含C=C基團(tuán)995 ， 920 cm-1有吸收峰，說明-CH=CH2基團(tuán)（4）30002800 cm-1有吸收峰，飽和烷基CH吸收峰。1380 cm-1無吸收峰，說明不含-CH3，1430 cm-1是-CH2-的 CH210302900CH2第70頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二例：化合物C8H10O的紅外光譜如下圖，推測其結(jié)構(gòu)式 （1）計算不飽和度 =1+8+1/2（0-10）=4，可能含苯環(huán)第71頁，共79頁，2022年，5月20日，17點32分，星期二