лекция ИК 2018

Сентябрь 8, 2022

Главная
Алгебра
лекция ИК 2018

Содержание

2. План лекции: Теоретические основы метода. ИК-спектр. Аппаратура ИК–спектроскопии. Практическое применение метода.
3. Теоретические основы метода Явление взаимодействия веществ с ИК-излучением было открыто У.Эбни и И.Фестингом в 1861 г.
4. Первый серийный ИК-спектрометр Perkin Elmer Model 12. 1944 г. ИК-спектроскопия Приборы.
5. ИК-спектроскопия - метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК-излучения, в результате чего происходит усиление колебательных и
6. Методы ИКС позволяют определить характер атомных группировок Установить природу химической связи изучить кинетику химических реакций Изучить
7. ИК – спектры также называют «отпечатком пальцев» молекулы
8. Основные характеристики ИК-излучения ИК-спектроскопия основана на явлении поглощения химическими веществами инфракрасного излучения с одновременным возбуждением колебаний
9. Основа метода Молекула поглощает только те частоты ИК-излучения, энергия которых точно соответствует разностям между двумя уровнями
10. Энергия, необходимая для возбуждения колебаний атомов в молекуле, соответствует энергии квантов света с длиной волны 1-15
11. В свою очередь средняя область подразделяется на область «отпечатков пальцев» (600-1500 см–1) и область характеристических полос
12. Поглощая квант света, молекула может переходить на более высокий колебательный уровень, обычно из основного колебательного состояния
13. Колебания, заключающиеся в изменении длины связи между связанными атомами и не сопровождающиеся отклонением от межъядерной оси,
16. Наряду с указанными основными в спектре наблюдаются обертоны, полосы резонансного взаимодействия, составные полосы, возникающие в результате
17. Области ИК-излучения ω (см-1) λ (нм) Область обертона. Водородная связь. Составные частоты основных колебаний. Область характеристических
18. 600 1300 1500 1800 2000 2300 2800 4000 Область колебаний функциональных групп Отпечатки пальцев Деформационные колебания
19. ИК-спектроскопия является: молекулярно – специфичной, что позволяет получать информацию о функциональных группах; селективной по отношению к
20. ИК-спектр Инфракрасный спектр получают путем регистрации интенсивности прошедшего излучения в зависимости от волновых чисел. Спектральные данные
21. Фактор интенсивности для ИК-области спектра может быть выражен как пропускание в %: где I0 - интенсивность
22. Общий вид ИК - спектра
23. ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.
24. ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.
25. ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.
26. ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.
27. ИК- спектроскопия. Спектры.
28. ИК- спектроскопия. Спектры.
29. ИК- спектроскопия. Спектры.
30. ИК- спектроскопия. Спектры.
31. Факторы, влияющие на частоту и интенсивность характеристических полос поглощения: Внутренние факторы, влияющие на характеристические частоты А)
32. Б) Растворитель. Положение и интенсивность полос поглощения, обусловленных характеристическими частотами, изменяются при переходе от одного растворителя
33. Снятие ИК-спектров Объекты исследования ИК-спектроскопии могут быть жидкими, твердыми, газообразными, могут быть как органическими, так и
34. Жидкости можно исследовать чистыми или в растворах. Чистые помещают между двумя солевыми пластинками, получают пленку толщиной
35. Держатель таблеток Приставка для измерения пропускания пластин Кювета газовая Кювета жидкостная разборная
36. Для снятия ИК-спектров, как правило, используют двухлучевые спектрометры с оптическим нулем следующего типа: «Specord 75 IR»,
37. Внешний вид ИК-спектрометра
38. Принципиальная схема прибора состоит: источник излучения; кювета с образцом; монохроматор; входная и выходная щели монохроматора; фокусирующая
39. Приемник (детектор) - устройство, которое измеряет энергию излучения по его тепловому эффекту. Приемники подразделяются: Термические детекторы,
41. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции:
Теоретические основы метода.
ИК-спектр.
Аппаратура ИК–спектроскопии.
Практическое применение метода.

Слайд 3

Теоретические основы метода
Явление взаимодействия веществ с ИК-излучением было открыто У.Эбни и

И.Фестингом в 1861 г.
В России впервые ИК-спектры адсорбированных молекул были получены в 1938г. А.Н. Терениным и К.Я. Каспаровым. Уже в 1948 г., за шесть лет до появления первой зарубежной публикации, Н.Г.Ярославским были обобщены результаты первых исследований поверхности пористого стекла с помощью ИК-спектроскопии.

Слайд 4

Первый серийный ИК-спектрометр
Perkin Elmer Model 12. 1944 г.
ИК-спектроскопия
Приборы.

Слайд 5

ИК-спектроскопия - метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК-излучения, в результате

чего происходит усиление колебательных и вращательных движений молекул. Большее проявление имеют колебательные движения, поэтому ИК-спектры, называются колебательными.

Слайд 6

Методы ИКС позволяют
определить
характер
атомных
группировок
Установить
природу
химической
связи
изучить
кинетику

химических
реакций

Изучить
распределение
зарядов
в молекулах

Слайд 7

ИК – спектры также называют «отпечатком пальцев» молекулы

Слайд 8

Основные характеристики ИК-излучения
ИК-спектроскопия основана на явлении поглощения химическими веществами инфракрасного излучения

с одновременным возбуждением колебаний молекул.
Инфракрасное излучение представляет собой электромагнитную волну и характеризуется длиной волны λ, частотой ν и волновым числом , которые связаны следующей зависимостью:
где с — скорость света, а n — показатель преломления среды.
В спектроскопии поглощения, частным случаем которой является ИК-спектроскопия, происходит поглощение молекулами фотонов определённой энергии, которая связана с частотой электромагнитной волны через постоянную Планка:
При поглощении фотона происходит возбуждение — увеличение энергии молекулы: она переходит из основного колебательного состояния E1 в некоторое возбуждённое колебательное состояние E2 так, что энергетическая разница между этими уровнями равна энергии фотона.
Энергия поглощённого инфракрасного излучения расходуется на возбуждение колебательных переходов для веществ в конденсированном состоянии. Для газов поглощение кванта ИК-излучения приводит к колебательным и вращательным переходам

Слайд 9

Основа метода
Молекула поглощает только те частоты ИК-излучения,
энергия которых точно соответствует

разностям между
двумя уровнями энергии связи.

Слайд 10

Энергия, необходимая для возбуждения колебаний атомов в молекуле, соответствует энергии квантов

света с длиной волны 1-15 мкм или волновым числом 400-4000 см–1, т.е. электромагнитному излучению средней инфракрасной области.
Области, примыкающие к ней, называются ближней инфракрасной от 10000-4000 см-1 и дальней инфракрасной от 625-50 см–1.
Слова «ближний и дальний» характеризуют близость к области видимого света.

Слайд 11

В свою очередь средняя область подразделяется на область «отпечатков пальцев» (600-1500

см–1) и область характеристических полос (1500-4000 см–1).
В области «отпечатков пальцев» лежат полосы поглощения скелета органической молекулы, содержащей связи С-С, С-О, С-N (для этой области не характерны колебания, принадлежащие отдельным связям).
По ИК спектрам в области «отпечатков пальцев» можно идентифицировать, например, изомерные алканы.

Слайд 12

Поглощая квант света, молекула может переходить на более высокий колебательный

уровень, обычно из основного колебательного состояния в возбужденное.
Поглощение ИК-излучения вызывают колебания связанные с изменением либо длин связи, либо углов между связями.
Таким образом, основными типами колебаний являются так называемые валентные и деформационные колебания.

Слайд 13

Колебания, заключающиеся в изменении длины связи между связанными атомами и не

сопровождающиеся отклонением от межъядерной оси, называются валентными. Валентные колебания располагаются в области больших частот 4000-1400 см–1, деформационные - в области низких.
В зависимости от природы колебания подразделяются на скелетные (600-1500 см–1) и колебания групп (>1500 см–1).

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Наряду с указанными основными в спектре наблюдаются обертоны, полосы резонансного взаимодействия,

составные полосы, возникающие в результате взаимодействия полос поглощения отдельных атомов.
Колебательными спектрами обладают не все молекулы, а только те, у которых при колебании происходит изменение ее дипольного момента, т.е. вещества с полярной ковалентной связью.

Слайд 17

Области ИК-излучения
ω (см-1)
λ (нм)
Область обертона.
Водородная связь.
Составные частоты основных колебаний.
Область характеристических полос.
Область

«отпечатков пальцев»

Связи M-X
Вращательные переходы

Слайд 18

600
1300
1500
1800
2000
2300
2800
4000
Область колебаний функциональных групп
Отпечатки пальцев
Деформационные колебания
Скелетн. Валентн. Колебания
С-С,
С-О,
C-N,…
Колебания
С=С,

С=O,
C=N,…

Колебания
С≡С,
C ≡ N,…

Колебания
C-H,
O-H,
N-H,…

Частоты колебаний

Слайд 19

ИК-спектроскопия является:
молекулярно – специфичной, что позволяет получать информацию о

функциональных группах;
селективной по отношению к изомерам, благодаря области «отпечатков пальцев»;
методом количественного и недеструктивного анализа;
методом, работающим в области концентраций от 0,1% до 100%, но также пригодным и для определения микроколичеств.

Слайд 20

ИК-спектр
Инфракрасный спектр получают путем регистрации интенсивности прошедшего излучения в зависимости от

волновых чисел.
Спектральные данные записываются как зависимость коэффициента поглощения от длины волны или частоты в обратных сантиметрах (см-1) или в микрометрах (мкм).

Слайд 21

Фактор интенсивности для ИК-области спектра может быть выражен как пропускание в

%:
где I0 - интенсивность падающего монохроматического излучения;
I - интенсивность прошедшего монохроматического излучения, или поглощение в %.

Слайд 22

Общий вид ИК - спектра

Слайд 23

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

Слайд 24

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

Слайд 25

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

Слайд 26

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

Слайд 27

ИК- спектроскопия. Спектры.

Слайд 28

ИК- спектроскопия. Спектры.

Слайд 29

ИК- спектроскопия. Спектры.

Слайд 30

ИК- спектроскопия. Спектры.

Слайд 31

Факторы, влияющие на частоту и интенсивность характеристических полос поглощения:
Внутренние факторы, влияющие

на характеристические частоты
А) Геометрия молекулы оказывает заметное влияние на частоту и интенсивность колебательного спектра поглощения.
2. Влияние внешних воздействий
А) Агрегатное состояние. Величина смещения полос поглощения при переходе от газа к жидкости обычно меньше 25 см-1.

Слайд 32

Б) Растворитель. Положение и интенсивность полос поглощения, обусловленных характеристическими частотами, изменяются

при переходе от одного растворителя к другому.
В) Концентрация вещества. Большое влияние на ИК-спектр оказывает концентрация вещества, поэтому для таких образцов рекомендуют принимать стандартные условия (растворитель, концентрацию и толщину поглощающего слоя).
Г) Температура.

Слайд 33

Снятие ИК-спектров
Объекты исследования ИК-спектроскопии могут быть жидкими, твердыми, газообразными, могут быть

как органическими, так и неорганическими.
Спектры газов или низкокипящих жидкостей получают введением образца в вакуумированные кюветы.

Слайд 34

Жидкости можно исследовать чистыми или в растворах. Чистые помещают между двумя

солевыми пластинками, получают пленку толщиной 0,01 мм и меньше. Пластинки удерживаются вместе капиллярными силами. Необходимо от 1 до 10 мг пробы. Летучие жидкости исследуют в герметических кюветах с очень тонкими стенками. Растворы помещают в кюветы толщиной 0,1 - 1 мм.
Твердые вещества применяют в виде паст, прессованных дисков (таблеток) или в виде осажденных стекловидных пленок.

Слайд 35

Держатель таблеток
Приставка для измерения пропускания пластин
Кювета газовая
Кювета жидкостная разборная

Слайд 36

Для снятия ИК-спектров, как правило, используют двухлучевые спектрометры с оптическим нулем

следующего типа: «Specord 75 IR», «Specord М-80», «Unicam SP-200», «Beckman IR-11», «Perkin-Elmer», «Bruker», «Shimadzu FTIR-8900», «MTIFS 01» и др.
В качестве источника инфракрасного излучения используют штифты Нернста и Глобара, нагреваемые электрическим током до 1000 - 1800 °С.

Слайд 37

Внешний вид ИК-спектрометра

Слайд 38

Принципиальная схема прибора состоит:
источник излучения;
кювета с образцом;
монохроматор;
входная и

выходная щели монохроматора;
фокусирующая оптика;
призма или дифракционная решетка;
приемник излучения;
регистрирующее устройство

Слайд 39

Приемник (детектор) - устройство, которое измеряет энергию излучения по его тепловому

эффекту. Приемники подразделяются:
Термические детекторы, действие которых основано на измерении тепловых эффектов.
Фотонные детекторы - полупроводниковые устройства, в которых электрон может поглотить квант инфракрасного излучения и перейти в зону проводимости, внося свой вклад в электропроводность.
Пироэлектрические детекторы реагируют не на саму температуру, а на изменение ее во времени и не нуждаются в дублирующей системе, защищающей от излучения.

лекция ИК 2018

Содержание

План лекции:Теоретические основы метода.ИК-спектр.Аппаратура ИК–спектроскопии.Практическое применение метода.

Теоретические основы метода Явление взаимодействия веществ с ИК-излучением было открыто У.Эбни и

Первый серийный ИК-спектрометр Perkin Elmer Model 12. 1944 г.ИК-спектроскопияПриборы.

ИК-спектроскопия - метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК-излучения, в результате

Методы ИКС позволяютопределить характер атомных группировокУстановить природу химической связи изучить кинетику

ИК – спектры также называют «отпечатком пальцев» молекулы

Основные характеристики ИК-излученияИК-спектроскопия основана на явлении поглощения химическими веществами инфракрасного излучения

Основа методаМолекула поглощает только те частоты ИК-излучения, энергия которых точно соответствует

Энергия, необходимая для возбуждения колебаний атомов в молекуле, соответствует энергии квантов

В свою очередь средняя область подразделяется на область «отпечатков пальцев» (600-1500

Поглощая квант света, молекула может переходить на более высокий колебательный

Колебания, заключающиеся в изменении длины связи между связанными атомами и не

Наряду с указанными основными в спектре наблюдаются обертоны, полосы резонансного взаимодействия,

Области ИК-излученияω (см-1)λ (нм)Область обертона.Водородная связь.Составные частоты основных колебаний.Область характеристических полос.Область

6001300150018002000230028004000Область колебаний функциональных группОтпечатки пальцевДеформационные колебанияСкелетн. Валентн. Колебания С-С, С-О,C-N,…Колебания С=С,

ИК-спектроскопия является: молекулярно – специфичной, что позволяет получать информацию о

ИК-спектр Инфракрасный спектр получают путем регистрации интенсивности прошедшего излучения в зависимости от

Фактор интенсивности для ИК-области спектра может быть выражен как пропускание в

Общий вид ИК - спектра

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

ИК- спектроскопия. Частоты колебаний.

ИК- спектроскопия. Спектры.

ИК- спектроскопия. Спектры.

ИК- спектроскопия. Спектры.

ИК- спектроскопия. Спектры.

Факторы, влияющие на частоту и интенсивность характеристических полос поглощения:Внутренние факторы, влияющие

Б) Растворитель. Положение и интенсивность полос поглощения, обусловленных характеристическими частотами, изменяются

Снятие ИК-спектров Объекты исследования ИК-спектроскопии могут быть жидкими, твердыми, газообразными, могут быть

Жидкости можно исследовать чистыми или в растворах. Чистые помещают между двумя

Держатель таблеток Приставка для измерения пропускания пластинКювета газовая Кювета жидкостная разборная

Для снятия ИК-спектров, как правило, используют двухлучевые спектрометры с оптическим нулем

Внешний вид ИК-спектрометра

Принципиальная схема прибора состоит:источник излучения; кювета с образцом; монохроматор; входная и

Приемник (детектор) - устройство, которое измеряет энергию излучения по его тепловому

Похожие презентации

План лекции:
Теоретические основы метода.
ИК-спектр.
Аппаратура ИК–спектроскопии.
Практическое применение метода.

Теоретические основы метода
Явление взаимодействия веществ с ИК-излучением было открыто У.Эбни и

Первый серийный ИК-спектрометр
Perkin Elmer Model 12. 1944 г.
ИК-спектроскопия
Приборы.

Методы ИКС позволяют
определить
характер
атомных
группировок
Установить
природу
химической
связи
изучить
кинетику

Основные характеристики ИК-излучения
ИК-спектроскопия основана на явлении поглощения химическими веществами инфракрасного излучения

Основа метода
Молекула поглощает только те частоты ИК-излучения,
энергия которых точно соответствует

Области ИК-излучения
ω (см-1)
λ (нм)
Область обертона.
Водородная связь.
Составные частоты основных колебаний.
Область характеристических полос.
Область

600
1300
1500
1800
2000
2300
2800
4000
Область колебаний функциональных групп
Отпечатки пальцев
Деформационные колебания
Скелетн. Валентн. Колебания
С-С,
С-О,
C-N,…
Колебания
С=С,

ИК-спектроскопия является:
молекулярно – специфичной, что позволяет получать информацию о

ИК-спектр
Инфракрасный спектр получают путем регистрации интенсивности прошедшего излучения в зависимости от

Факторы, влияющие на частоту и интенсивность характеристических полос поглощения:
Внутренние факторы, влияющие

Снятие ИК-спектров
Объекты исследования ИК-спектроскопии могут быть жидкими, твердыми, газообразными, могут быть

Держатель таблеток
Приставка для измерения пропускания пластин
Кювета газовая
Кювета жидкостная разборная

Принципиальная схема прибора состоит:
источник излучения;
кювета с образцом;
монохроматор;
входная и