材料研究方法课件:红外光谱分析(第一章).ppt
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- 材料 研究 方法 课件 红外 光谱分析 第一章
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1、infrared absorption spectroscopy(IR)第四部分第四部分 红外光谱分析红外光谱分析一、概述一、概述 二、红外吸收产生的原理二、红外吸收产生的原理三、基团振动频率与特征吸收峰三、基团振动频率与特征吸收峰四、典型红外光谱图四、典型红外光谱图五、红外光谱解析方法五、红外光谱解析方法六、红外光谱仪及应用六、红外光谱仪及应用主要内容主要内容一、概述一、概述一、概述1 1、定义、定义红外光谱法红外光谱法Infrared absorption Infrared absorption spectrumspectrum,IRIR)是利用红外分光光度计测)是利用红外分光光度计测量物
2、质对红外光的吸收及所产生的红外吸量物质对红外光的吸收及所产生的红外吸收光谱对物质的组成和结构进行分析测定收光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法。的方法。 2 2、红外光谱:、红外光谱: 红外光谱属于分子振动光谱。红外光谱属于分子振动光谱。 当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收某些频率的辐射,并使得这些吸收区域的透子吸收某些频率的辐射,并使得这些吸收区域的透射光强度减弱。射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波长关系记录红外光的百分透射比与波长关系的曲线,即为红外光谱。的曲线,即为红外光谱。3 3、红外光谱图及表示方法:、红外光谱图及表示方法
3、:横坐标表示吸收峰的位置,用波长(横坐标表示吸收峰的位置,用波长(,m)m)及波及波数数( ( , , cmcm-1-1) )两种标度;纵坐标为透过率两种标度;纵坐标为透过率T T。T T透光率,透光率,T=I/IT=I/I0 0,I,I0 0为入射光的为入射光的强度,强度,I I为透过光的为透过光的强度。强度。 波数,每厘米波数,每厘米距离包含波长的个数距离包含波长的个数, , 1/1/ (cmcm)10104 4/ / ( ( m)m) 红外辐射(或红外光)是波长接近于可见光但能量比可红外辐射(或红外光)是波长接近于可见光但能量比可见光低的电磁辐射,其波长范围约为见光低的电磁辐射,其波长范
4、围约为0.76-1000m0.76-1000m,位于可,位于可见光与微波之间。根据产生、分离和探测这些辐射所采用的见光与微波之间。根据产生、分离和探测这些辐射所采用的方法以及它的用途,将红外光分成近红外、中红外和远红外方法以及它的用途,将红外光分成近红外、中红外和远红外三个波区。三个波区。4 4、红外光区的划分、红外光区的划分名称名称波长(波长(m)m)波数(波数(cmcm-1-1) )能级跃迁类型能级跃迁类型近红外近红外0.75-2.50.75-2.5131584000cm131584000cm-1-1OHOH、NHNH、CHCH的倍频吸收的倍频吸收中红外中红外2.5-252.5-25400
5、0400cm4000400cm-1-1分子中原子振动和分子转动分子中原子振动和分子转动远红外远红外25-100025-100040010cm40010cm-1-1分子转动、骨架振动分子转动、骨架振动通常所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。通常所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。5 5、红外光谱的应用、红外光谱的应用 样品吸收红外辐射的主要原因是:分子中样品吸收红外辐射的主要原因是:分子中的化学键。的化学键。 因此因此, IR, IR可用于鉴别化合物中的化学键类可用于鉴别化合物中的化学键类型,可对分子结构进行推测。既适用于结晶型,可对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质,也适用于
6、非晶质物质。质物质,也适用于非晶质物质。二、红外吸收产生的原理二、红外吸收产生的原理二、红外吸收产生的原理1 1、分子与光谱、分子与光谱u电磁波(光)与原子作用时会产生其特征电磁波(光)与原子作用时会产生其特征的原子光谱,它主要是由原子外层电子能级的原子光谱,它主要是由原子外层电子能级跃迁而产生的辐射或吸收;跃迁而产生的辐射或吸收;u分子由原子组成,电磁波照射分子时,分分子由原子组成,电磁波照射分子时,分子中电子能级和振转动能级的跃迁亦产生子中电子能级和振转动能级的跃迁亦产生辐射和吸收,形成分子光谱。辐射和吸收,形成分子光谱。原子或分子的能级跃迁:原子或分子的能级跃迁: 初始态能级:初始态能级
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