红外光谱讲座-傅立叶红外光谱样品调制及图谱解析技巧

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1、傅立叶红外光谱样品调制及图谱解析技巧西北大学分析测试中心王振军一、样品调制1、固体粉末样品制备卤化物压片法：基质有氯化钠、溴化钾、氯化银、碘化铯，最常用的是溴化钾，压成直径13mm，厚度0.5mm的薄片，溴化钾与样品的比例为100：1（样品约1－2mg）注意：溴化钾必须干燥溴化钾研磨很细控制溴化钾与样品的比例此法适用于可以研细的样品，但对于不稳定的化合物，如发生分解、异构化、升华等变化的化合物不宜使用压片法。注意样品的干燥，不能吸水。红外实验所需的油压机以及模具红外实验所需的样品架对于吸水性很强、有可能与溴化钾发生

2、反应的样品采用制成糊剂的方法进行测量。取2mg样品与1滴石蜡油研磨后，涂在溴化钾窗片上测量。注意要扣除石蜡油的吸收峰糊剂法：2、橡胶、油漆、聚合物的制样一般采用薄膜法，膜的厚度为10-30μm,且厚薄均匀。常用的成膜法有3种：熔融成膜适用熔点低、熔融时不分解、不产生化学变化的样品热压成膜适用热塑性聚合物，将样品放在膜具中加热至软化点以上压成薄膜溶液成膜适用可溶性聚合物，将样品溶于适当的溶剂中，滴在玻璃板上使溶剂挥发得到薄膜制备高聚物薄膜常用溶剂适合的溶剂高聚物苯聚乙丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等甲醇聚醋酸乙烯酯、乙基纤

3、维素二甲基甲酰胺聚丙烯腈氯仿或丙酮聚甲基丙烯酸甲酯甲酸尼龙6二氯乙烷聚碳酸酯丙酮醋酸纤维素四氯乙烷涤纶四氢呋喃聚氯乙烯二甲亚砜聚酰亚胺、聚甲醛（热）甲苯、四氢萘聚乙烯（热）、聚丙烯（热）水聚乙烯醇（热）、甲基纤维素常用的反射配件漫反射附件固体样品粉末样品定性及定量分析80º角水平反射附件可用于：单层膜分析LB膜镀膜、薄层分子取向研究黑色样品液体凝胶糊状固体膜反应过程监测水平ATR单次反射ATR固体液体不规则的样品非破坏性3、液体样品的制备对于沸点较高且粘度较大的液体样品，取2mg或一滴样品直接涂在KBr窗片上进行测

4、试对于沸点较低的样品及粘度小、流动性较大的高沸点液体样品放在液体池中测试液体池是由两片KBr窗片和能产生一定厚度的垫片所组成切记不得有水液体池的安装过程气体样品采用气体池，直接测试；浓度高的样品，采用光程短的气体池，或者减小压力，或者用氮气或氦气进行稀释；对于浓度低至PPM或PPB量级的样品，采用光程长的气体池以及更高灵敏度的MCT检测器。4、气体样品的制备常规气体池：长度100mm，直径30-40mm，由窗片和玻璃筒密封而成小体积气体池：池的直径较小，适用于样品量少的气体长光程气体池：最长有1000m，适用于pp

5、m级极稀浓度样品的测试高温、低温、加压气体池：适用于高温、低温、高压气体的特殊研究气体池以及气体池架将气体池放在气体池架上即可，气体池的两边由KBr窗片或其它类型的盐片密封，要特别注意防止盐片受潮。二、红外光谱解析技巧1、分子结构对基团吸收谱带位置的影响在双原子分子中，其特征吸收谱带的位置由键力常数和原子质量决定。在复杂的有机化合物分子中，某一基团的特征吸收频率同时还要受到分子结构和外界条件的影响。同一种基团由于其周围的化学环境不同，使其吸收频率会有所位移，而不在同一位置出峰。即基团的吸收不是固定在某一个频率上，而

6、在一定范围内波动。如：C-H的伸缩振动频率受到与这个碳原子邻接方式的影响C-C-H：3000－2850cm-1C=C-H:3100－3000cm-1C≡C-H:3300cm-1附近外部条件对吸收的影响有：物态效应、晶体状态和溶剂效应。主要讨论分子结构的影响因素有以下7个方面：(1)诱导效应（I效应）分子内某个基团邻近带有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。吸电子基团（－I效应）使邻近基团吸收波数升高（吸－高）给电子基团（＋I效应）使邻近基团吸收波

7、数降低（给－低）如：化合物(υC=O/cm-1)CH3-CO-CH3CH2Cl-CO-CH317151724Cl-CO-CH3Cl-CO-ClF-CO-F180618281928相同的吸电子取代基越多波数升高越多取代基吸电子性（电负性）越强波数升高越多(2)共轭效应（C效应）在有不饱和键存在的化合物，共轭体系经常会影响基团吸收频率。共轭体系有“π-π”共轭和“p-π”共轭。基团与给电子基团共轭，使基团的吸收频率降低如：化合物υC=O/cm-1CH3-CO-CH31715CH3-CH=CH-CO-CH31677

8、Ph-CO-Ph1665(3)振动偶合与费米（Feimi）共振如果一个分子内邻近的两个基团位置很靠近，它们的振动频率几乎相同，并有相同的对称性，就会偶合产生两个吸收带，这叫振动偶合。在许多化合物中都可以发生这种现象。（6种情况）一个碳原子上含有两个或三个甲基，则在1385－1350cm-1出现两个吸收带。酸酐上两个羰基互相偶合产生两个吸收带表酸酐的υC=O谱