1、第二章 红外光谱 (Infrared Spectra),2.1 引 论(Introduction),最有用的振动发生于波长:2.516m(1 m = 10-4 cm),电子能级,跃迁时吸收可见或紫外光,形成电子光谱,振动能级,跃 迁时吸收红外 光,形成红外 光谱,转动能级,跃迁时吸收微波形成转动光谱,核的Zeeman能级,跃迁时吸收射频形成核磁共振谱,2.2 试样的制备和红外分光光度计1、红外分光光度计包括: 光源、分光系统(棱 镜、光栅)、检测系统、记录系统 2、试样的状态1)气态 2)纯液态3)溶液 1-5% CCl4溶液 CHCl34)固态 KBr压片 糊剂法 薄膜法2.3 傅立叶变换红
2、外光谱 ( FTIR )2.4 拉曼光谱仪,2.5 选律 (Selection rules)i ) 红外吸收: 当分子振动产生的交变偶极(oscillatingdipolemoment)与红外光束振荡电场相互作用时,红外光被吸收,分子跃迁到较高的能级ii)判别定则: 分子在振动的一个极端的偶极矩,必须与其在另一个极端的偶极矩不同。,偶极矩 =0 无对称中心,偶极矩交变 红外非活性 红外活性,如 CO2,2.6 红外光谱(The infrared spectrum)i)几种振动形式,对称伸缩( ),剪式振动( ),面外扭曲( ),不对称伸缩( ),面内摇摆( ),面外摇摆( ),指纹区及鉴别15
3、00cm-1以下 称 指纹区 1500cm-1以上 官能团的鉴定,k : 化学键力常数 :折合质量数,2.4 拉曼光谱学(Examination in a Roman Spectrometer)2.4.1 拉曼效应当用单色光照射物质时,不仅能出现波长与入射光相同的瑞利散射线,而且能出现波长大于或小于入射光波长的一系列射线,这种现象叫a.斯托克斯线(stokes)b.反斯托克斯线(antistokes),2.4.2 拉曼光谱与红外光谱的关系a.红外活性:凡是分子振动能引起永久偶极矩改变的,就能引起红外吸收,称这种振动为b.拉曼活性:凡是分子振动能引起分子极化率改变的,就能引起拉曼散射,称这种振动
4、为,c.关系:拉曼形式上是散射光谱,但本质上反映了分子振动的能级跃迁,它与红外光谱是互相补充的 2.4.3.拉曼分光光度计组成部分:1. 激光器2. 缝前光学系统:由样品照明系统和散射收集系统组成 作用:纯化激光单色辐射,最有效的激化样品和尽可能多的收集散射,并完成辐射偏振性测量。3. 制样技术,2.3 傅立叶变换红外光谱(Fourier transfer infrared pectroscopy)2.3.1 Fourier级数和变换2.3.2 仪器框图1)光源:钨丝灯或碘钨灯(近红外10000-4000cm-1)硅碳棒 (中红外5000-400cm-1 )高压汞灯 (远红外400-10cm-1 )2)干涉计:Michelson 迈克尔逊干涉计Genzel 根查尔干涉计,功能:使光源发出的光分为两束后造成一定光程差, 再使之复合以产生干涉,所得到的干涉图函数 即包含了光源的全部频率和强度的信息,用计算机将干涉图函数进行付立叶变换就可以计算出原来光源的强度按频率的分布2.3.3 原理2.3.4 优点a.多道优点 b. 大光通量c. 具有很高的波数准确度d.具有极低的质杂辐射e.很宽的光谱范围f.较高、恒定的分辨能力,