儀器分析李術(shù)艷漳州56課件

儀器分析

李術(shù)艷

漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

情境三用紅外光譜法分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)任務(wù)2了解紅外光譜基本原理知識點1分子的紅外振動形式1.雙原子分子的振動化學(xué)鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧一、分子基本振動形式這個體系的振動頻率可通過Hooke定律導(dǎo)出：

式中ＮＡ——阿伏伽德羅常數(shù)，6.022×1023個/mol；ｃ——光速，3×1010cm／s；ｋ——化學(xué)鍵的力常數(shù)，N／cm；μ——兩個原子的折合質(zhì)量，ｇ。其中：

將有關(guān)常數(shù)代入得：

【例題3-1】HCl分子的健力常數(shù)為5.1牛頓·厘米-1，試估計該分子的振動頻率。

解：

（實測值為2886cm-1）

K=5.1N/cm討論力常數(shù)越大，折合質(zhì)量越小，化學(xué)鍵的振動頻率（波數(shù)）越高。C-C、C=C、C≡C三種碳-碳鍵的折合原子量相同，而鍵力常數(shù)依次為單鍵＜雙鍵＜叁鍵，所以波數(shù)也依次增大。C-C、C-H、O-H都屬于單鍵，鍵力常數(shù)相近，而折合原子量

O-H＜

C-H＜

C-C

，因此O-H鍵的振動頻率最大。2.多原子分子的振動

兩類基本振動形式:伸縮振動、彎曲振動

υ（υs－對稱伸縮振動，υas－不對稱伸縮振動）

①伸縮振動用υ表示，是指原子沿著鍵軸方向作周期性伸縮，鍵長發(fā)生變化而鍵角不變的振動稱為伸縮振動。亞甲基的伸縮振動

②彎曲振動

1、面內(nèi)彎曲：β：δ—剪式，ρ—搖擺2、面外彎曲：γ：ω—搖擺，τ—扭曲亞甲基的彎曲振動形式示意圖彎曲振動用δ表示，又叫變形或變角振動，基團鍵角發(fā)生周期變化而鍵長不變的振動。例：H2O；非線性分子，振動形式為：水分子的伸縮振動。其中對稱伸縮振動(3652cm-1)；反對稱伸縮振動(3756cm-1)例：CO2；線性分子，4種振動形式但紅外光譜上只看到2349cm-1，667cm-1兩個峰。

振動的類型伸縮振動對稱伸縮振動（Vs）反對稱伸縮振動（Vas）面內(nèi)變形面外變形剪式振動（δ）面內(nèi)搖擺振動（ρ）面外搖擺振動（ω）扭曲變形振動（τ）

簡單振動的類型變形振動假設(shè)，分子由N個原子組成，分子有3N個自由度：非線性分子：轉(zhuǎn)動有三個自由度

線型分子：轉(zhuǎn)動有二個自由度一般分子：振動數(shù)=3N–6

線型分子：振動數(shù)=3N–5每種振動方式相應(yīng)地產(chǎn)生一個基頻吸收峰，各種振動方式所需能量不同，吸收不同頻率的紅外光。

二、基本振動數(shù)的計算峰數(shù)少于分子的振動自由度數(shù)目，原因：（1）某些振動不使分子發(fā)生偶極矩的變化，不產(chǎn)生紅外吸收；（2）相同頻率的振動吸收重疊；（3）儀器分辨率不高，不能區(qū)分頻率相近的振動；（4）某些吸收在儀器檢測范圍之外。例如：CO2的紅外吸收光譜（2349cm-1