实验三有机化合物红外光谱的测绘及结构分析
一、目的要求
1．掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法；
2．了解傅立叶变换红外光谱仪的基本原理，学习和掌握美国PE公司Spectrum Two型红外光谱仪的使用方法；
3．初步学会红外吸收光谱图的解析方法。

二、实验原理
1. 红外吸收光谱法
当物质的分子对红外线进行选择性吸收时，其结构若使得振动能级及转动能级发生跃迁，就会形成具有特征性的红外吸收光谱。

红外吸收光谱是物质分子结构的客观反映，谱图中吸收峰都对应着分子中各基团的振动形式，其位置和形状也是分子结构的特征性数据。

因此，根据红外吸收光谱中各吸收峰的位置、强度、形状及数目的多少，可以判断物质中可能存在的某些官能团，进而对未知物的结构进行鉴定。

即首先对红外吸收光谱进行谱图解析，然后推断未知物的结构。

最后还需将未知物的红外吸收光谱通过与未知物相同条件下得到的标准样品的谱图或标准谱图集中的标准光谱进行对照，以进一步证实其分析结果。

2. 傅立叶变换红外光谱仪
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是20世纪70年代出现的新一代红外光谱测量技术和仪器。

这种新技术具有采样速度快、分辨率和波数精度高、光谱范围宽、灵敏度高等优点，因而发展迅速，将逐步取代色散型红外光谱仪。

傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是根据光的相干性原理设计而成的一种干涉型光谱仪。

它主要由光源、干涉仪（迈克尔逊)、吸收池（样品室）、检测器、计算机和记录系统等组成（图1）。

其工作原理：由光源发出的光经过干涉仪转变成干涉光，干涉光中包含了光源发出的所有波长光的信息。

当干涉光通过试样时某一些特定波长的光被试样吸收，所以检测器检测到的是含有试样信息的干涉光，通过模数转换送入计算机得到试样的干涉图，在经过计算机快速傅里叶变换后得到吸光度或透光率随频率或波长变化的红外光谱图。

图1傅里叶变换红外光谱仪结构框图
三、仪器与试剂
1．仪器
美国PE公司Spectrum Two型红外光谱仪；
压片机；
玛瑙研钵；
2. 试剂
无水乙醇（A.R）；
苯甲酸（A.R）；
溴化钾（光谱纯或分析纯）130 ℃下干燥24 h，存于干燥器中，备用。

四、实验步骤
1. 溴化钾压片法制样
取预先在130 ℃干燥24 h，并保存在干燥器中的溴化钾约100 mg，置于洁净的玛瑙研钵中，在红外灯下充分研磨均匀，然后将粉末状的溴化钾移入压模内摊铺均匀，置压模于压片机上，慢慢施加压力至约30 MPa左右并维持1 min，即制得透明的溴化钾薄片，作为空白薄片，待用；
取1-2 mg苯甲酸（已在80℃下干燥），在玛瑙研钵中充分研磨后，在加入100 mg溴化钾粉末，继续磨细至颗粒大小约为2 μm直径，并使之完全混合均匀。

然后将粉末状的混合物移入压模内摊铺均匀，置压模于压片机上，慢慢施加压力至约30 MPa左右并维持1 min，即制得透明的样品薄片。

2. 红外光谱的测定
将上述1中制得的空白和样品薄片分别装入磁性样品架上，先后置于Spectrum Two型红外光谱仪的样品室中；通过Spectrum软件（设置光谱吸收参数包括：采集的波数范围、扫描次数、分辨率等）进行扫描测定；
扫描结束后，取出样品架，取下样品薄片，将压片模具和试样架等擦洗干净，置于干燥器中保存。

五、结果处理
光谱处理（基线校正、平滑和标注重要吸收峰），解析红外光谱图并指出主要吸收峰。

六、注意事项
1．必须保证研磨过程在红外灯下进行，以免溴化钾吸水受潮；
2．从模具中取薄片时，禁止用手接触薄片，以免污染薄片；
3．制得的薄片必须无裂痕，局部无发白现象，如同玻璃般完全透明，否则应重新制作。

薄片局部发白，表示压制晶片薄厚不均；薄片模糊，表示薄片吸潮，在使用压片法绘制的红外吸收光谱中，常出现水的吸收峰，解析谱图时应注意，水在光谱图3450 cm-1和1640 cm-1处出现吸收峰。

七、思考题
1．在压片法制样时，为什么要求将固体式样研磨到颗粒粒度约为2 mm左右？
2．用溴化钾压片制样时，对式样的制片有何要求？
3．在用红外光谱测定和分析物质结构时，对谱图解析应遵循哪些规则？。