傅立叶红外光谱仪的基本原理及定性分析分析

1.1傅立叶红外波谱仪要求1、了解红外波谱区域的界定；把握红外波谱仪的基本原理及构造，了解红外波谱吸收的形成条件。2、掌握简单红外谱图的定性剖析。3、了解红外波谱仪的使用、保养及有关注意事波长与波数之间的关系为：（波数）cm-1=10波数波长红外光区的界定红外波谱波长范围约为0.，通常换算为波数。依据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光分辨为三个区：近红外光区（0.--1分子物理健震动的外频和组合频。中红外光区（2.-1物理健震动的杂讯远红外光区（25400-10cm-1骨架震动，转动红外波谱图：当一束连续变化的各类波长的红外光照射样品时，其中一部份被吸收，吸收的这部份光能就转变为分子的震动能量和转动能量；另一部份光透过，若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一谱带。若以波长或波数为横座标，以百分吸产率或透光度为纵坐标，把这谱带记录出来，就得到了该样品的红外吸收波谱图，也有称红外振-转波谱图。物质的红外波谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各官能团的震动方式相对应。通过比较大量已知化合物的红外波谱，发觉：组成分子的各类官能团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O和CC等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部份对其吸收位置影响较小。

一般把这些能代表官能团存在、并有较高硬度的吸收谱带称为络合物频度，其所在的位置通常又称为特点吸收峰。特点区：4000--1高频区波谱与羧基的对应关系强指纹区：1350-400cm-1低频区波谱与羧基不能一一对应，其价值在于表示整个分子的特点。红外波谱谱图认识红外波谱图：纵座标为透过率，横座标为波长λ数（cm-1）例1：（辛烷）红外波谱图用一定频度的红外线聚焦照射被剖析的试样，假如分子中某个羧基的震动频度与照射红外线相同都会形成共振傅里叶红外光谱仪原理特点，这个络合物就吸收一定频度的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录出来，便能得到全面反映试样成分特点的波谱，因而推断化合物的类型和结构。IR波谱主要是定性技术，并且随着比列记录电子装置的出现，也能迅速而确切地进行定量剖析。10O分子先瞧瞧H分子的谱图形成情况：11CO分子的震动12条件：幅射与物质间有互相偶合作用。对称分子：没有偶极矩，幅射不能造成共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2非对称分子：有偶极矩，红外活性。13物理键的震动类似于联接两个小球的弹簧波数K物理键的力常数,为双原子的折合质量C为光速14个别键的伸缩力常数（毫达因/埃）键类型:力常数:15179.59.94.54.5m6.0物理键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，物理键的震动频度越大，吸收峰将出现在高波数区。

15例题:9.9,令其为9.6,估算波数值测正己烯中C=C键伸缩震动频度实测值为-表示符号：s(强)；m(中)；w(弱)；a（不对称）1．两类基本震动方式伸缩震动亚苄基：变型震动亚乙基17伸缩震动烷基：变型震动烷基对称δ)1380-1不对称δ)1460-1对称不对称2870-12960-118（2）峰强：红外吸收峰的硬度取决于分子震动时偶极矩的变化，震动时分子偶极矩的变化越小，谱带硬度也就越弱。通常说来，极性较强的络合物(如C=O,C-X)震动，吸收硬度较大；极性较弱的羧基(如C=C,N-C等)震动，吸收硬度较弱；（1）峰位：分子内各类配体的特点吸收峰只出现在红外光波谱的一定范围19（3）峰形：不同官能团的某一种震动方式可能会在同一频度范围内都有红外吸收，如-OH、-NH的伸缩震动峰都在3400--1但两者峰形状有明显不同。此时峰形的不同有助于配体的辨别。2021氧化铝光源：优点是光的能量比较强，功率大，热幅射强，但须要冷却。EVER-GLO光源：改进型的氧化铝光源，发光面积小，红外幅射强，热幅射很弱，不须要冷却，寿命长，能在六年以上。

陶瓷光源：水冷却光源和空气冷却光源。这些现今红外波谱仪用的比较多白炽线圈光源：光的能量较弱22红外波谱仪的“心脏”）1、机械式（主要是角镜式）尼高力最高端产品（IR200）其他公司的所有产品2、空气轴承式公司的某一款产品3、电磁式干涉仪尼高力中档和高端产品（380和5700）2324监测器测量器-1干涉仪干涉仪IRIR光源光源BM光程差-干涉仪干涉仪光程差BF检查器测量器26-3检查器测量器干涉仪27检查器测量器干涉仪IRIR光源光源-428单一波长多波长-1.0-0.50.00.51.00-s0-干涉图波谱-3-2--3-2-::固体样品的制备a.压片法:将1~2mg固体试样与100mg干燥的优级纯KBr混和，碾磨到细度大于2μm，放入磨具内，在液压机上或自动压片制成透明薄片，即可用于测定。

33在翡翠研钵中，将干燥的样品碾磨成细粉末。之后滴入1～2滴液体石蜡混研成条状，涂在KBr或NaCl制成的盐窗上，进行测试。此法可去除水峰的干扰。液体石蜡本身有红外吸收，此法不能拿来研究饱和醇类的红外吸收。34把样品溶化在适当的氨水中，注入液体池内测试。所选择的溶剂应不腐蚀池窗，在剖析波数范围内没有吸收，并对溶质不形成溶剂效应。通常使用0.1mm的液体池，滤液含量在10%左右为宜。35液膜法:油状或糊状液体，直接滴在两块盐片之间，产生没有气泡的毛细长度液膜，之后用夹具固定，倒入仪器光路中进行测试。对极性样品的清洗剂通常用CHCl，非极性样品清洗剂通常用CCl液体吸收池法:对于低沸点液体样品和定量分析，要用固定密封液体池。制样时液体池倾斜放置，样品从下口注入，直到液体被饱含为止，用聚四氟乙烯盖子依次堵塞池的入口和出口，进行测试.37气态样品的制备:气态样品通常都灌注于二氧化碳池内进行测试。38(4)特殊样品的制备—薄膜法:熔体法:对熔点低，在熔体时不发生分解、升华和其它物理变化的物质，用熔体法制备。可将样品直接用红外灯或电吹风加热熔体后涂制成膜。热压成膜法:对于个别聚合物可把它们置于两块具有抛光面的金属块间加热，样品熔体后立刻用液压机加压，冷却后揭下薄膜夹在治具中直接测试。碱液制膜法:将试样溶化在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜来测定。假如溶剂和样品不溶于水傅里叶红外光谱仪原理特点，使它们在海面上成膜也是可行的。比水重的溶剂在汞表面成膜。39试样含量应小于98％，或则符合商业尺寸，这样才易于与纯化合物的标准波谱或商业波谱进行对照，