第八章-红外分光光度法学习资料
红外分光光度法
红外分光光度法第一节 概述（一）红外线的区划红外线：波长大于0.76μm，小于500μm（或1000μm）的电磁波称为~习惯上将红外线分为三个区域：近红外区（0.76μm~2.5μm），OH、NH、CH键的倍频吸收区中红外区（2.5μm~50μm），振动，伴随着转动（基本振动区）远红外区（50μm~5000（或1000μm）），转动三种波长范围的红外线，引起三种类型的能级跃迁红外光谱：由分子的振动、转动能级引起的光谱，称为中红外吸收光谱，简称红外吸收光谱或红外光谱远红外光谱及微波谱：由分子的纯转动能级跃迁所引起的光谱称为~红外吸收光谱法：利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法，或称红外分光光度法，简称红外光谱法（二）红外吸收光谱的表示方法T-λ曲线，T-σ曲线T-λ曲线“前密后疏”T-σ曲线“前疏后密”这是因为前者是波长等距，后者是波数等距目前的红外光谱采用波数为横坐标波数为波长的倒数，在红外光谱中波长的单位用微米（μm），波数的单位用cm-1，1μm=10-4cmσ（cm-1）=104/λ（μm）波数：表示每1cm距离内包含多少个波长（三）1 起源不同紫外光谱与红外光谱都属于分子吸收光谱，但起源不同1 电子能级跃迁紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁，虽伴有振动及转动能级跃迁，因能级差较小，常被淹没，除某些化合物（苯）蒸汽的紫外光谱，会显现振动能级跃迁外，一般不显现因此紫外吸收光谱属电子光谱2 振动-转动能级跃迁红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁因而中红外光谱是振动-转动光谱2 适用范围不同1 紫外吸收光谱法：只是用于研究芳香族或具有共轭结构的不饱和芳香族化合物及某些无机物，不适用于饱和有机化合物红外吸收光谱法：不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，红外光谱还可以用于研究某些无机物2 紫外分光光度法：测定对象的物态为溶液及少数物质的蒸汽红外分光光度法：测定气、液及固体样品，并以固体样品最为方便3紫外分光光度法：用于定量分析及测定某些化合物的类别红外分光光度法：用于定性鉴别及测定有机化合物的分子结构3 特征性不同红外光谱的特征性比紫外光谱强紫外光谱主要是分子的π电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱，因此多数紫外光谱比较简单，特征性较差红外吸收光谱是振动-转动光谱，每个官能团都有几种振动形式，在中红外区相应产生几个吸收峰，光谱复杂，特征性强，除了个别化合物外，每个化合物都有其特征红外光谱，因而红外光谱是定性鉴别的有力手段（四）用途红外分光光度法的用于可概括为：定性鉴别、定量分析、结构分析等可提供化合物具有什么官能团、化合物类别（脂肪族、芳香族）、结构异构、氢键、某些链状化合物的链长等信息，是分子结构研究的主要手段之一第二节 基本原理一条红外吸收曲线，可由吸收峰的位置（λmax或σmax）及吸收强度（ξ）来描述一、振动能级与振动光谱由于分子的振动能级差大于转动能级差，因此在分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随着转动能级的跃迁，因而无法测得纯振动光谱由于振动能级是量子化的，则所吸收的光子的能量hνL必须恰等于振动能级的能量差，即hνL=△EvνL=ν·△V σL=σ·△V若把双原子分子视为谐振子，吸收红外线而发生能级跃迁时所吸收的红外线频率（νL），只能是谐振子振动频率（ν）的△V倍二、振动形式双原子分子只有一类振动形式：伸缩振动多原子分子有两类振动形式：伸缩振动、弯曲振动振动形式可以了解吸收峰的起源振动形式的数目，有助于了解基频峰的可能数目（一）伸缩振动伸缩振动：键长沿键轴方向发生周期性的变化称为~多原子分子（或基团）的每个化学键可以近似地看做一个谐振子伸缩振动的振动形式可分为两种：1 对称伸缩振动2 不对称伸缩振动或称反称伸缩振动除CH2及CH3以外，凡含有两个或两个以上相同键的基团也都有对称及反称两种伸缩振动形式化合物中含有两个相邻相同的官能团，也有对称伸缩振动和反称伸缩振动两种形式（二）弯曲振动弯曲振动：使键角发生周期性变化的振动称为~（或称为变形振动）弯曲振动分为：面内、面外、对称弯曲振动、不对称弯曲振动1 面内弯曲振动：在由几个原子所构成的平面内进行的弯曲振动，称为~按振动形式，面内弯曲振动可以分为：剪式振动、面内摇摆振动两种组成为AX2的基团或分子易发生此类振动（1） 剪式振动：在振动过程中键角的变化类似剪刀“开”“闭”的振动（2） 面内摇摆振动：基团作为一个整体，在平面内摇摆2 面外弯曲振动：在垂直于由几个原子所组成的平面外进行的而弯曲振动称为~（1） 面外摇摆振动：两个X同时向面上或向面下的振动（2） 蜷曲振动：一个X向面上，另一个X向面下的振动3 变形振动AX3基团或分子的弯曲振动分为两种：（1） 对称变形振动在振动过程中，三个AX键与轴线组成的夹角α对称的缩小或增大（2） 不对称变形振动在振动过程中，二个α角缩小，一个α角增大，或相反的振动（三）振动自由度双原子分子只有一种振动形式——伸缩振动基本振动的数目称为振动自由度，即分子的独立振动数在中红外区，光子的能量较小，不足以引起分子的电子能级跃迁只需考虑分子中三种运动形式的能量变化：平动、振动、转动的能量变化分子的平动能改变，不产生光谱转动能级跃迁产生远红外光谱，不在中红外光谱的讨论范围，因此应扣除这两种运动形式N个原子有3N个独立运动方向，分子有三个平动自由度在非线性分子中，分子由三个转动自由度，剩下3N-6个振动自由度在线性分子中，分子有两个转动自由度，剩下3N-5个振动自由度由振动自由度数可以估计基频峰的可能数目三、基频峰与泛频峰在红外光谱上，从吸收峰的峰位（即所吸收红外线的频率）与基团的振动频率（或称基本振动频率）之间的关系，可以分为基频峰和泛频峰（一）基频峰基频峰是红外光谱上最重要的一类吸收峰1 简并某些振动虽然振动形式不同，但是振动频率相等2 红外非活性振动红外非活性振动：不能吸收红外线发生能级跃迁的振动称为~，反之称为红外活性振动红外非活性振动的原因：振动过程中分子的偶极矩不变只有偶极矩有变化的振动过程，才能吸收红外线而发生能级跃迁这是因为红外线是具有交变电场和磁场的电磁波，不能与非电磁分子或基团发生振动耦合（共振）的缘故红外线不能将振动过程中无偶极矩变化的分子或基团激发3 仪器的分辨率不高，一些弱峰仪器检测不出来等原因某基团和或分子的基本振动吸收红外线而发生能级跃迁，必须满足两个条件：1振动过程△μ≠02 必须服从νL=ν·△V的关系（二）泛频峰倍频峰：在红外吸收光谱上，除基频峰外，还有振动能级由基态（V=0）跃迁至第二振动激发态（V=2）、第三激发态（V=3）....等现象，所产生的吸收峰称为~二倍频峰、三倍频峰等统称为倍频峰三倍频峰及三倍以上，因跃迁几率很小，一般都很弱，常观测不到由于分子的非谐振性质，位能曲线中的能稽查并非等距，V越大，间距越小倍频峰的频率并非是基频峰的整数倍，而是略小一些倍频峰、合频峰、差频峰统称为泛频峰取代苯的泛频峰出现在2000~1667cm-1（5~6μm）的区间，主要由苯环上碳-氢面外弯曲的倍频峰等构成，特征性很强，可用于鉴别苯环上的取代位置四、特征峰与相关峰（一）特征峰（特征频率）官能团的存在与吸收峰的存在相对应，因此可用一些易辨认、有代表性的吸收峰来确认官能团的存在凡是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，称为特征吸收峰，简称特征峰或特征频率（二）相关峰多数情况一个官能团有数种振动形式，而每一种红外活性振动，一般相应产生一个吸收峰，有时还能观测到泛频峰，因而常常不能由单一特征峰肯定官能团的存在相关峰：由一个官能团，所产生的一组相互依存的特征峰，可称为相关吸收峰，简称~相关峰的数目与基团的活性振动数及光谱的波数范围有关用一组相关吸收峰确定一个官能团的存在，是光谱解析的一条重要原则五、吸收峰的位置吸收峰的位置或称峰位通常用σmax（或νmax、λmax）表示，即前述振动能级跃迁时所吸收的红外线的波数σL（或频率νL、波长λL）对基频峰而言，σmax=σ，基频峰的峰位即基团或分子的基本振动频率其他峰，σmax=σ△V每种基频峰都在一段区间内出现，这是因为虽是同一种基团、同一种振动形式的跃迁，但在不同的化学环境中所受的影响不同，而使吸收峰的位置有所改变基频峰的位置主要由四方面因素所决定：化学键两端原子的质量、化学键力常数、内部影响因素、外部影响因素（一）基本振动频率1 基本振动频率的计算公式：K为化学键力常数，是将化学键两端的原子由平衡位置拉长0.1nm后的恢复力称为~化学键力常数越大，表明化学键的强度越大K越大，折合质量越小，谐振子的振动频率越大双原子基团的基本振动频率与化学键力常数及折合质量有关，即基频峰的峰位与K和u有关同类原子组成的化学键，力常数越大，则基本振动频率越大比较不同原子组成的化学键，则需看力常数与折合质量哪一个是主要矛盾由于氢原子的原子量最小，故所有含氢原子单键的基频峰，都出现在中红外光谱上的高频区2 基频峰的分布图1）折合质量越小，伸缩频率越高2）折合质量相同的基团，伸缩力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高3）折合质量相同时，ν>β>γ，因为它们的力常数依次减小（二）影响因素1 内部因素主要是结构因素，如相邻基团的影响及空间效应1）诱导效应吸电子的诱导效应，常使吸收峰向高频方向移动2）共轭效应共轭效应的存在使吸收峰向低频方向移动3）氢键氢键的形成使伸缩振动频率降低分子内氢键缔合作用的一种形式，由于分子内氢键的形成，往往对谱带位置有极明显的影响，但它不受浓度的影响，有助于结构分析分子间氢键受浓度的影响较大，随浓度的稀释吸收峰位置改变可观测稀释过程峰位是否变化，来判断是分子间氢键还是分子内氢键4）杂化影响在碳原子的杂化轨道中s成分增加，键能增加，键长变短，C-H伸缩振动频率增加碳-氢伸缩振动频率是判断饱和氢与不饱和氢的重要依据，不饱和碳氢的伸缩振动频率大于3000cm-12 外部因素主要是溶剂、仪器色散元件、温度的影响溶剂影响：极性基团的伸缩频率，常随溶剂的极性增大而降低通常是因为极性基团与溶剂间生成氢键的缘故，形成氢键的能力越强，降低越多（三）特征区和指纹区1 特征区特征区：习惯上把4000~1250cm-1(2.5~8.0μm)区间称为特征频率区，简称~特征区的吸收峰较疏，易辨认主要包括：1 含有氢原子的单键2 各种三键及双键的伸缩振动的基频峰3 含氢单键的面内弯曲振动的基频峰羰基峰时红外吸收光谱上最受重视的吸收峰之一2 指纹区指纹区：1250~200cm-1（8.0~50μm）的低频区称为~指纹区的红外线的能量比特征频率区低所出现的谱带起源于：各种单键的伸缩振动、多数基团的弯曲振动两个结构相近的化合物的特征频率区可能大同小异，只要它们的化学结构上存在着微小差别，指纹区一般就有较明显的不同但是含碳较多的直链烷烃，碳数差别较小时，指纹区也无明显差别六、吸收峰的强度吸收峰的强度：是讨论一条吸收曲线上吸收峰（谱带）的相对强度或摩尔吸光系数与什么有关的额问题，而不是讨论浓度与吸光度之间的关系在红外分光光度法中，浓度与吸光度的关系与可见-紫外吸收光谱法一致，仍然服从Lambert-Beer定律1跃迁几率：跃迁过程中激发态分子占总分子的百分数，称为~谱带的强度即跃迁几率的量度跃迁几率与振动过程中偶极矩的变化有关，偶极矩变化越大，跃迁几率越大，谱带强度越大偶极矩的变化与键的偶极矩及振动形式有关在一定测定条件下，一个化合物的各基团的各种振动能级的跃迁几率恒定在不考虑相邻基团的相互抵消前提下，键的偶极矩越大，伸缩振动过程偶极矩变化越大振动过程偶极矩的变化还与分子结构的对称性有关，对称性越强，变化越小，完全对称，变化为零2谱带强度的划分：红外吸收光谱上的吸收峰高、矮，可以说明相对吸光强度谱带的绝对强度，需用摩尔吸光系数来描述用ε将红外吸收光谱的谱带强度区分为五级：非常强谱带（vs）ε>100强谱带(s) 20~100中等强度谱带(m) 10~20弱谱带(w) 1~10非常弱谱带(vw) <1第四节 红外分光光度计及制样分光器：将复光分解为单色光的仪器称为~光度计：测量光强的仪器分光光度计：兼有分光器和光度计两种性能的仪器称为~按工作波长范围的不同，分为：紫外-可见、红外分光光度计仪器发展大体历经三个阶段：主要区别是单色器第一代仪器为棱镜红外分光光度计第二代仪器为光栅红外分光光度计第三代仪器为干涉调频分光傅里叶变换红外分光光度计一、光栅红外分光光度计光栅红外分光光度计，属于色散型一起，其色散元件为光栅按仪器的平衡原理可以分为：光学平衡式、电学平衡式红外分光光度计由：光源、吸收池（或固体样品框）、单色器、检测器、记录装置五个基本部分组成1 辐射源（光源）凡能发射连续波长的红外线，强度能满足需要的物体，均可为红外光源一般分为：碳硅棒、Nernst灯、特殊线圈Nernst灯低温时不导电2 色散元件目前多用反射光栅当红外线照射至光栅表面时，由反射线间的干涉作用而形成光栅光谱，各级光谱相互重叠，为了获得单色光，必须滤光由于一级光谱最强，故常滤去二级、三级光谱3 检测器常用检测器为：真空热电偶、Golay池热电偶：是利用不同导体构成回路时的温差现象，将温差转变为电位差的装置4 吸收池分为：液体池、气体池，分别用于液体样品与气体样品为了使红外线能透过，吸收池都具有岩盐窗片吸收池不用时需在保干器中保存(1)液体池分为固定池、密封池、可拆卸池可拆卸池：只能用于定性分析（2）气体池可用减压法将气体装入样品池中测定，气体池常用的光径为50mm及100mm多次反射气体池：测量低浓度、弱吸收气体样品，沸点较低的液体样品气体池在药物分析中很少应用二、干涉分光型红外分光光度计检测器多用热电型硫酸三甘肽（TGS）、光电导型检测器三、仪器性能红外分光光光度计的性能指标有分辨率、波数的准确度与重复性、透过率或吸光度的准确度与重复性仪器的最主要指标：I0线的平直度，检测器的满度能量输出1 分辨率（分辨本领）：在某波数处恰能分开两个吸收峰的波数差为指标2 波数准确度与重复性波数准确度：仪器测定所得波数与文献值比较之差称为~波数重复性：多次重复测量同一样品，所得同一吸收峰波数的最大值与最小值之差称为~波数准确性关系测得光谱峰位的正确性，直接影响光谱解析四、制样气、液、固态样品皆可测定其红外光谱，但以固态样品最方便对样品的主要要求：1样品的纯度需大于98%，以便于纯化合物光谱对照2 样品应不含水分，若含水（结晶水、游离水）则对羟基峰有干扰样品更不得是水溶液若制成溶液，需用符合光谱波段要求的溶剂配制（一）固态样品固体样品可用三种方法制样：压片法、糊剂法、薄膜法（二）液态样品可用夹片法、液体池法粘度大的样品可用涂片法第五节 应用与示例一、光谱解析方法红外吸收光谱是定性分析的有力工具（一）样品的来源和性质、1 来源、纯度、灰分来源可帮助估计样品及杂质的范围纯度需大于98%，若不符合要求则需精制混合物，需经色谱分离，而后再用红外定性有灰分则含无机物2 物理化学常数样品的沸点、熔点、折光率、旋光度等，作为光谱解析的旁证3 分子式不饱和度：分子结构中达到距离饱和时所缺一价元素的“对”数每缺二个一价元素时，不饱和度为一个单位（U=1）不饱和度公式：（二）光谱解析的几种情况1 若要求判定样品是否是某物质，可采用1 已知物对照法2 对照标准光谱法3 简单化合物一般进行红外光谱解析即可判定2 新发现化合物待定结构或化合物的结构复杂，或标准光谱尚未收载，则需要进行综合光谱解析 综合光谱解析：包括元素分析、UV、IR、NMR、MS(三)光谱解析程序两区域法：将光谱划分为特征区及指纹区两个区域进行解析解析方法：四先、四后、相关法遵循：先特征区、后指纹区，先最强峰、后次强峰，先粗查、后细找，先否定、后肯定的顺序以及由一组相关峰确认一个官能团存在的原则。
红外分光光度法培训
在透射光谱分析法中，红外光通过样品后，被检测器测量透 射光强度。通过分析透射光强度与波长的关系，可以确定样 品中分子的结构和组成。透射光谱分析法适用于固体、液体 和气体样品的测定。
反射光谱分析法
总结词
反射光谱分析法是通过测量反射光强度来分析物质的方法。
详细描述
在反射光谱分析法中，红外光照射到样品表面后，被反射回来并被检测器测量。 通过分析反射光强度与波长的关系，可以确定样品表面的分子结构和组成。反 射光谱分析法特别适用于固体样品的测定。
表格或图表形式。
实验数据解析
解析一
谱图分析：对测量的红外光谱图进行 分析，识别特征峰对应的官能团或分 子结构。
解析二
定量分析：根据谱图中的特征峰强度， 对样品中目标成分的含量进行定量分 析。
解析三
结构推断：结合已知的红外光谱数据 和理论知识，推断样品中可能存在的 官能团或分子结构。
解析四
误差分析：对测量结果进行误差分析， 评估测量结果的可靠性和准确性。
用于检测环境中的污染物和有 毒物质，评估环境质量和安全。
02 红外分光光度计的组成与 操作
红外分光光度计的组成
01
02
03
04
光源
发射特定波长的红外光，为样 品提供能量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ干涉仪
将光源发出的红外光分成两束 ，分别经过动镜和静镜反射后
再重新组合，形成干涉。
检测器
检测干涉后的红外光强度，并 将其转换为电信号。
红外分光光度法的应用领域
无机化学
用于分析无机化合物的组成和 结构，如矿物、陶瓷、玻璃等。
医学
用于检测人体内的生物分子和 药物代谢产物，辅助疾病诊断 和治疗。
红外分光光度法
• 为了增加吸收峰强度，提高测试店噪比，现代 ATR附件采用增加全反射次数来使吸收谱带增 强．这就是多重衰减全反射
衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术
• 谱学特点 （1）不破坏样品，不需要象透射红外光谱那样要将样品进
应用实例
• ATR红外光谱技术在药品包装材料检测中的 应用
方法：分别采用衰减全反射(ATR)红外光谱 法、透射光谱薄膜法等对药品包装材料材 质进行定性分析
• 高密度聚乙烯瓶（含遮光剂，且瓶壁较厚）
透射法：取样品适量敷于微热的的溴化钾晶片上， 照分光光度法《中国药典》测定。
全反射法：从瓶体上直接剪取少许样品，置于晶 体上，直接进行摄谱
红外分光光度法
• 一、红外分光光度法概述 • 二、图谱解析 • 三、样品的制备方法 • 四、近代红外光谱技术的发展
一、红外分光光度法概述
红外分光光度法：利用物质对红外光区电 磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分 析、定性和定量的分析方法，又称红外吸 收光谱法
红外线区划
区域 近红外区 中红外区 远红外区
• 倍频峰中，二倍频可经常观测到，三倍及三倍以 上，跃迁几率小，一般都很弱，常观测不到。
二、图谱解析
• 基频峰分布
σ ：波数 K ：键的力常数 u ：折合质量
u Ma•Mb MaMb
1 2
K u
• 基频峰分布
• （1）折合质量越小，伸缩频率越高。因此，含氢 官能团的伸缩振动，出现在中红外光谱的高频区。
• PA／PE双层复合膜 该复合膜为透明材质，故直接剪取样品少 许，以透射光谱直接摄谱
采用ATR红外光谱技术，从该PA／PE双层
执业药师《药物分析》辅导：红外分光光度法(IR)
一、概述红外线：0.76mm～500mm 近红外区（泛频区）13158～4000cm －1 中红外区（基本振动区）4000～200cm－1 远红外区（转动区）200～20cm－1 IR分子振动、转动能级的跃迁引起几乎所有的化合物都有自己特征的红外光谱鉴定依据二、基本原理（一）分子振动与红外吸收：分子基本振动形式：伸缩振动；弯曲振动（变形振动）。
振动频率＝入射的红外线振动频率相同时，分子对红外线产生吸收。
（二）基频峰、泛频峰：基频峰：分子吸收一定频率的红外线，振动能级：基态（V＝0）第一激发态（V＝1）产生吸收峰。
强度较大，最主要一类吸收峰。
泛频峰：V＝0V＝2；V＝3倍频峰合频峰，差频峰。
光谱变复杂，增加光谱特征性。
（三）特征峰与相关峰：特征峰：鉴别官能团存在的吸收峰特征吸收峰。
相关峰：由一个官能团所产生的一组相互依存的特征峰相关吸收峰。
用一组相关峰确定一个官能团的存在光谱解析的一条重要原则。
（四）吸收峰的位置与强度：吸收峰的位置：振动能级跃迁所吸收的红外线的波长或波数。
红外光谱的解释经验式某些化学键或官能团的吸收位置相对稳定。
（P308页表25－2光谱的九个重要区段）吸收峰的强度：振动时瞬时偶极矩的变化直接相关。
3.特征峰与指纹区：（1）特征区：4000～1250cm－1，特征频率区吸收峰较疏，易辨。
含氢原子的单键，各种叁键，双键的伸缩振动的基频峰。
含氢单键的面内弯曲振动的基频峰。
a1900～1650cm－1，羰基峰很少与其它峰重叠，谱带强度很大最易识别的吸收峰，最受重视（2）指纹区：1250～400cm－1，低频。
化学结构上细小差别指纹区明显差别。
三、光谱解析光谱解析程序：先特征区，后指纹区；先最强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定。
先根据第一强峰的峰位查找光谱的九个重要区域表归属。
红外分光光度法
一、红外分光光度法（infrared spectrophotometry）：通常指2～50 波长范围（波数为4 000～200cm-1）的中红外区的吸收光谱分析法。
（一）、原理：物质在红外光照射下选择性地吸收其中与分子振动、转动频率相同的红外线，而形成一些吸收谱带，称为红外光谱。
不同结构的分子具有不同的振动能级，因而出现代表分子结构的各不相同的特征红外光谱，由此可进行分子的定性与定量分析。
有机物中大多数基团相对独立地在红外光谱的一定频率范围内出现其特征吸收峰，从而可鉴定分子中的基团。
广泛用于制药、染料、石油、高分子、半导体及环境中有机污染物的分析鉴定。
（二）、红外分光光度法测定废水中石油类的含量根据《地表水和污水监测技术规范》（HJ91—2002）的定义，石油类是指矿物油和动物油脂的总称，即在p H≤2能够用规定的萃取剂萃取并测量的物质。
定义未明确指出用四氯化碳萃取，因为四氯化碳是破坏臭氧层的物质，随着技术的发展有被其他萃取剂取代的可能。
本法系用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总萃取物，然后将萃取物用硅酸镁吸附，经脱出动植物油等极性物质后，测定石油类的含量。
总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1（CH2基团中C-H键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团中C-H键的伸缩振动）和3030cm-1（芳烃环中C-H键的伸缩振动）谱带处吸光度A2930、A2960和A3030进行计算。
动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之差计算。
该方法测定要点是：首先用四氯化碳直接萃取或絮凝富集萃取（对石油类物质含量低的水样）水样中的总萃取物，并将萃取液定容后分为两份：一份用于测定总萃取物；另一份经硅酸镁吸附后用于测定石油类物质。
然后，以四氯化碳为溶剂，分别配制一定浓度的正十六烷、2，6，10，14-四甲基十五烷和甲苯溶液，用红外分光光度计分别测量它们在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处的吸光度A2930、A2960和A3030，由以下通式列联立方程求解，分别求出相应的校正系数X、Y、Z和F：ρ=X·A2930 +Y·A2960+Z(A3030- A2930/F)式中：ρ——所配溶液中某一物质含量，mg/LA2930、A2960和A3030————三种物质溶液各对应波数下的吸光度;X、Y、Z——吸光度校正系数F——脂肪烃对芳烃影响的校正系数，即正十六烷在2960cm-1和3030cm-1处的吸光度之比。
第八章 红外分光光度法
红外吸收光谱产生的条件
1.辐射光子具有的能量与产生振动跃迁所需的能量相等； 2.分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化.
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。
分子振动方程式
1．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
—CC — > —C =C — > —C — C — 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 4.5m 6.0 m 7.0 m 2500~2000 2000~1500 1500≥
化学键键强越强（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。
（5）伏安和极谱法
三． 电位分析法原理
电位分析是通过在零电流条 件下测定两电极间的电位差（电 池电动势）所进行的分析测定。 ΔE = E+ - E- + E液接电位
装置：参比电极、指示电极、电位差计；
当测定时，参比电极的电极电位保持不变，电池电 动势随指示电极的电极电位而变，而指示电极的电极电
位随溶液中待测离子活度而变。
色散型红外光谱仪与紫外-可见光度计的异同:
同:都由光源、样品池、单色器、检测器、放大 和记录系统等组成 异:①所用材料不同:光源、吸收池、检测器 ②部件排列顺序:红外光谱仪的样品室放在光 源和单色器之间.
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 计算机 显示器
绘图仪
干涉图
FTS
光谱图
光源发出的红外辐射经干涉仪转变为干涉图,通过试样后得 到含有试样信息的干涉图,由计算机采集,并经过傅里叶变换 ,得到吸收强度或透光率随频率或波速变化的红外光谱图.
红外分光光度法原理
红外分光光度法原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠红外分光光度法原理。
这玩意儿啊，就像是一个神奇的眼睛，能看穿物质的小秘密呢！你想想看，这世界上的各种东西，就像一群调皮的小精灵，有着自己独特的“模样”和“性格”。
红外分光光度法呢，就是专门来捕捉这些小精灵特点的法宝。
它的原理其实不难理解。
就好比我们人能通过声音来辨别不同的人一样，红外分光光度法是通过红外线来识别不同的物质。
每种物质都会对红外线产生特定的反应，就像每个人说话的声音都不一样。
红外线照到物质上，物质就会吸收或反射一部分红外线，这吸收和反射的情况可就大有文章啦！通过分析这些情况，我们就能知道这个物质到底是什么成分啦。
这多厉害呀，就好像我们有了一双能看透物质本质的眼睛。
红外分光光度法就像是一个超级侦探，能从那些看似普通的现象中找出关键线索。
比如说，在化学实验里，我们可以用它来确定某种化合物是否存在，或者看看混合物里都有哪些成分。
这可比我们自己瞎猜要靠谱得多呢！它的应用那可广泛啦！在医药领域，能帮助医生们搞清楚药物的成分和质量；在环境监测中，可以检测出空气中的污染物；在材料科学里，能让科学家们更好地了解材料的性能。
这不就是一个无处不在的小助手嘛！而且哦，这个方法还特别灵敏。
哪怕只有一点点的物质，它也能捕捉到信号，这可比我们的眼睛厉害多啦！咱的眼睛有时候还会看走眼呢，但红外分光光度法可不会轻易出错。
咱再想想，如果没有红外分光光度法，那得有多少事情变得困难重重啊！就好像我们在黑暗中摸索，不知道该往哪里走。
但有了它，就像是点亮了一盏明灯，让我们能清楚地看到前进的方向。
所以说啊，红外分光光度法可真是个了不起的技术！它让我们对这个世界的认识更加深入，更加准确。
它就像一把神奇的钥匙，为我们打开了无数知识的大门。
朋友们，是不是觉得很有意思呢？以后再看到那些复杂的实验仪器和数据，可别再一头雾水啦，想想红外分光光度法的神奇之处，说不定就能恍然大悟哦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
最新-红外分光光度法 精品
红外分光光度法【要求】1．了解红外分光光度计的基本结构。
2．熟悉红外吸收峰产生的原因及影响因素。
3．熟悉各类有机化合物的吸收光谱。
4．掌握红外吸收光谱图解析方法。
【内容】一、概述红外光谱区域是0.76-500μm。
红外吸收光谱的表示方法有T—λ曲线和T—σ曲线。
红外分光光度法的特点：⑴红外光谱图具有高度特征性，可用作定性依据。
⑵适应性广，不受物质状态的性质的限制。
⑶不需特殊的手段和试剂，样品可直接测定。
⑷样品用量少，只需几毫克—几微克。
⑸不易作含水样品的分析。
⑹定量分析灵敏度差，准确度低，主要用于定性分析。
二、基本原理㈠振动能级（产生红外吸收曲线和的原因）：当分子受到一定频率红外照射后，分子吸收为能量，从振动能级基态跃迁到激发太，振辐增大，分子位能增大,在红外吸收谱图上，就产生了一个峰。
㈡振动形式：1．伸缩振动2．变曲振动㈢振动自由度（基频峰数目）：1．非线性分子：f＝3N－62．线性分子：f＝3N－5㈣基频峰与泛频峰（红外吸收峰数目）：1．分子振动形式不同，但振动频率相同，在谱图上，两种不同振动形式产生的峰的峰位相同，即只出一个峰，这种现象叫简异。
2．分子振动时，若偶极矩变化为零，属于红外非活性振动，不能产生红外吸收峰。
㈤产生红外吸收的必要条件：1．吸收适当频率红外线，产生振动功能级跃迁。
υL＝υ△V2．振动过程中△μ≠0，即属红外活性振动。
㈥特征峰与相关峰1．特征峰：在红外吸收光谱中，凡可用于鉴别官能团存在的吸收峰，称为特征吸收峰，简称特征峰或特征频率。
2．相关峰：在红外吸收光谱中，由一个官能团所产生的一组相互依存的特征峰，称为相关吸收峰，简称相关峰。
3．特征区与指纹区㈦吸收峰位置及影响因素：1．内部因素：如：诱导效应、共轭效应、氢键等。
2．外部因素：如：溶剂影响、温度影响等。
㈧吸收峰的强度：用绝对强度，摩尔吸光系数ε描述，以ε大小分为非常强谱带、中等强度谱带等。
三、红外分光光度计了解色散型红外分光光度计个部分结构，如：光源、色散元件、检测器、吸收池等，熟悉干涉型红外分光光度计的特点。
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第一节
二、红外吸收的基本原理
按摩尔吸光系数的大小划分吸收峰的强弱等级
红外
强度
紫外
>100 非常强峰（vs，very strong） 104~105
振动能级跃迁
研究 范围
不饱和有机化合物 共轭双键、芳香族等
几乎所有有机化合物; 许多无机化合物
特色
反映发色团、助色团情况
反映各个基团的振动 及转动特性
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第一节
一、概述
➢红外光谱法的特点
优点：
✓ 特征性高： “分子指纹”→结构分析；
✓ 应用范围广：除单原子分子及同核的双原子分子外， 几乎所有有机物；
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第一节
二、红外吸收的基本原理
例如：二氧化碳分子CO2（线性分子
振动自由度＝３×3－５＝４
2349cm-1
667cm-1
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢红外吸收谱带强度
跃迁几率越大，吸收越强：从基态向第一激发 态跃迁，几率大，则基频吸收带一般较强。
✓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
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢分子中基团的振动形式
伸缩振动 对称伸缩振动（VS） （键长变化） 非对称伸缩振动（Vas）
变形振动 （弯曲振动 或变角振动） （键长变化）
面内变形 面外变形
横坐标：波长（µm ）， 或波数（cm-1）。
波数：频率，1cm中所含 T
波的个数
%
/cm 1/1cm 1/40 m1/n70m
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紫外
λ
红外（λ）
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第一节
一、概述
➢红外光谱的表示方式
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢红外吸收光谱分析法：
利用红外吸收光谱，对物质的组成、结构及含 量进行分析测定的方法。
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第一节
一、概述
➢与紫外可见吸收光谱法的比较
相同点：都是分子吸收光谱，都反映分子结构的特性
不同点：
不同点
紫外可见吸收光谱
红外吸收光谱
光源
紫外可见光
红外光
起源
电子能级跃迁
物质；复杂化合物的光谱极复杂，难以作出 准确的结构判断，需与其它方法配合。
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第一节
一、概述
➢红外光区的划分
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第一节
一、概述
➢红外光谱的表示方式
T~曲线或T~ 波数曲线 A 纵坐标：百分透射比T%，
吸收峰向下，波谷向上；
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第二节
一、红外光谱的分区
➢官能团区（4000~1300 cm-1）
4000~2500cm-1：X-H（X为O、N、C、S）伸缩振动区
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第二节
一、红外光谱的分区
➢4000~1300 cm-1区域：由伸缩振动产生的吸收 带，为化学键和基团的特征吸收峰，吸收峰较 稀疏，易辨认，用于鉴定官能团——官能团区 或基团频率区
➢1800（1300）~600 cm-1区域：吸收光谱较复杂， 除单键的伸缩振动外，还有变形振动。能反映 分子结构的细微变化，鉴定基团的旁证——指 纹区
剪式振动（ ） 面内摇摆振动（ ρ ）
面外摇摆振动（ ω ）
扭曲振动（ τ ）
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢分子中基团的振动形式
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢振动自由度
分子的每一种振动形式都会产生一个基频吸收峰， 基频峰数目=振动形式数目＝振动自由度
20～100 10～20
强峰（s, strong） 中强峰（m,mean）
103~104 102~103
1～10 ﹤1
弱峰（w, weak） 非常弱（vw, very weak）
﹤102
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第七章 第二节 红外吸收光谱与分子结构
一、红外光谱的分区 二、影响基团频率的因素
固、液、气态样品均可；
结构分析、定量分析，计算化合物的键力常数、键 长、键角等物理常数
✓ 用样量少，分析速度快，不破坏样品。
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第一节
缺点
一、概述
✓色散型仪器的分辨率低，灵敏度低，不适于 弱辐射的研究。
✓不用于水溶液及含水物质的分析。 ✓不适于某些物质：如振动时无偶极矩变化的
振动自由度＝ 3n － 平动自由度－ 转动自由度 非线形分子：振动自由度 ＝3n － 6 线形分子 ：振动自由度＝ 3n － 5
如：H2O振动自由度 3×3 – 6 = 3
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢振动自由度
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➢红外吸收光谱产生的条件
Condition of Infrared absorption spectroscopy
辐射光的能量与振动跃迁所需的能量相等；
辐射与物质之间有偶合作用。
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红外活性
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第一节
二、红外吸收的基本原理
✓对称分子：无偶极矩，辐射不引起共振，无红外 活性。如：N2、O2、Cl2 等。
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第一节
二、红外吸收的基本原理
➢实际峰数小于理论计算振动数的原因
振动过程中分子不发生瞬间偶极矩变化时，无 红外吸收；
频率完全相同的振动发生简并；
强宽峰常覆盖与它频率相近的弱窄峰；
吸收峰有时落在中红外区域（4 000~250cm-1） 以外；
吸收强度太弱，无法测定。
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第八章-红外分光光度法
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第七章
第一节 红外基本原理
一、概述 二、红外吸收的基本原理
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第一节
一、概述
➢红外吸收光谱
分子受到频率连续变化的红外光照射时，吸收某 特定频率的红外光，发生分子振动能级和转动能 级的跃迁，所产生的吸收光谱。