分析化学电子教案--红外吸收光谱法
(四)
开课单位:化学化工学院 课程名称: 分析化学 专业年级:2008级化学专业 任课教师:杨季冬/牛卫芬 教材名称:分析化学(下)
2010-2011学年第 1 学期
长江师范学院化学化工学院-分析化学,下,教案 授课 课时安排 4学时 第四章 红外吸收光谱法 内容
了解红外吸收光谱法的特点, 掌握红外吸收光谱法的原理:分子的振动;教学 目的 红外吸收光谱产生的条件和谱带强度;基团振动与红外光谱区域;影响基团
要求 频率位移的因素。了解红外光谱仪的构造及红外吸收法的应用。 教学 教学重点:红外吸收光谱法的原理;红外吸收光谱仪的基本原理及应用。 重点
教学难点:红外吸收光谱法的原理。 难点 教学
方法 多媒体课件，以讲授为主 手段 第一节 概述 一、红外光谱法特点 二、红外光谱图表示方法 第二节 红外吸收基本理论 教 一、分子振动
学 二、红外吸收光谱产生的条件和谱带强度 三、基团振动与红外光谱区域 内 四、影响基团频率位移的因素 容 第三节 红外吸收光谱仪 提 一、红外光谱仪主要部件 二、色散型红外光谱仪 纲 三、傅里叶变换红外光谱仪 第四节 红外吸收光谱分析 一、试样的制备 二、红外吸收光谱分析 2
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学习 理解并掌握本章所讲内容，完成课后思考题2、5、7。 要求 教学 后记
第四章 红外吸收光谱法 第一节 概 述 1 红外光谱法特点
1.1 红外光谱不涉及分子的电子能级，主要是振动能级跃迁。 红外光谱波长范围约为 0.78~ 1000μm: (1)近红外光区(0.78 ~ 2.5μm ) (2)中红外光区(2.5 ~ 50μm ) (3)远红外光区(50 ~ 1000 μm )
与紫外-可见吸收光谱法比较，红外光谱法具有以下特点:
(1)紫外-可见吸收光谱是电子-振-转光谱，涉及主要是电子能级跃迁，常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物;而红外光谱是振-转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎(除了单原子分析和同核双原子分子外)可用于所有化合物的研究。 (2)红外光谱法最重要和最广泛的用途是对有 机化合物进行结构分析。 (3)物质对红外光谱的吸收强度与物质含量也符合郎伯-比尔定律，也可用于定量分析，但干扰较大。
(4)可测定气体、液体、固体样品，并且试样用量少，分析速度快，不破坏样品。 2 红外光谱图表示方法
红外光谱图一般用T- ,曲线或T- λ曲线来表示 : 3
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(a)线形波长表示法 (b)线形波数表示法 第一节 红外吸收基本理论 1 分子振动
1.1 谐振子 分子不是一个刚体，分子中的原子以平衡点为中心，以非常小的振幅(与原子核之间的距离相比)作周期性的振动，最简单的双原子分子的振动，经典方法可以用一个弹簧两端连结两个小球的谐振子来模拟。
谐振子 对简单的双原子分子的振动可以用谐振子模型来模拟: 1k ,4,1, ,v,,2
k:化学键力常数 μ为折合质量
可见分子振动频率与化学键的力常数、原子质量有关系。如果用量子力学 来处理，求解得到分子的振动能级E与谐振子振动频率的关系为 V
11 Evhevhv,,,,,()()v22 1.2 非谐振子
实际上双原子分子并非理想的谐振子，比较双原子分子与谐振动位能曲线如图所示 aa′ 是谐振子振动位能曲线，bb′是真实双原子振动位能曲线。随着,增大，能级间的间隔逐渐减小;当 ,较小时，真实分子振动情况与谐振子振动比较近似。
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双原子分子振动位能比较aa′,谐振子振动位能曲线bb′,双原子振动位能曲线 1.3 分子的振动形式
(1)伸缩振动
原子沿键轴方向伸缩，键长发生周期性变化而键角不变的振动称为伸缩振动，用符号,表示。它又可以分为对称伸缩振动 (,s，symmetrical) 和不对称伸缩振动 (,as，asymmetrical)。对同一基团，不对称伸缩振动的频率要稍高于对称伸缩振动。 (2)变形振动(又称弯曲振动或变角振动)
变形振动是指基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动，用符号,表示。
变形振动又分为面内变形和面外变形振动。
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