分析流程图
1.1.4 定量分析
理论基础：朗伯—比耳定律 A=lg IO = KLC I
A
S=∫lg IOdu I
基线定义及其典型画法
尼龙[NHCO(CH2)n)]m的1440 cm-1 d CH2与1640 的uC=O 拉曼散射强度比R与n－1有线性关系，如图。可用R测 定尼龙中的CH2个数。
面内摇摆 r 或r 平面摇摆 面外摇摆r 或w
仪器和 谱图
聚苯胺红外光谱
红外光谱提供的信息: 谱带的位置、强度、形状
给出定性鉴别、结构分析的依据，反映基团所
处的环境、状态、分子间作用力、极性强弱变
化。
例如：极性增强 对称性下降
吸收强度增大
酰胺uC=O
1650cm-1 氢键，峰宽，向低波数位移
无氢键存在，峰窄，位于高波数
(1)构型与构象 的确定
PP的红外光谱 a 无轨， b 间同（螺旋） c 间同(平面锯齿） d 全同。 实线为偏振光谱 的垂直谱，虚线 为平行谱
共轭效应、 p-p中介效应使 双键或三键电子云密度 减小，振动频率下降
O CH3 C CH3
O
C CH3
uC=O 1715 cm-1
1690 cm-1
O
CH3 C NR
1700 cm-1
O
C
1666 cm-1
（2）空间效应
环越小， 张力越大， uC=C 增大
空间障碍导致uC=O增大
苯环的共轭效应导致 的uC=O下降因空间位 阻而回升
第一章 光谱法
光谱区的划分
波 2× 105 1000
长
mm
mm
25 2 mm mm
750 400 10 0.01 nm nm nm nm
无 微波区 远红外 基频 近红外 可 紫 X射 γ射
线
红外
见 外线 线
电
区区
运 核 电 分 分子转 分子 -OH、 -NH 外层- 内层 核反
动 自 子 子 动及晶 基频 CH振动的 电子 电子 应
氢键效应受空间 位阻的影响，位 阻低的，uOH较 低， uC=O 增加
场效应：空间效应的 一种，相邻C上基团的 影响，通过空间产生 的，受空间位置影响
相邻C上的偶极Cd -+Cdl与Cd +=Od -相互排斥, 增 加了C-Cl、C=O键 电子云密度，
（3）振动耦合
两个振动频率相同或接近的基团或键，满足（1）有 公共原子和（2）对称性条件时，会产生强烈的相互 作用，导致倍频和合频位置的峰。
4 含氯、氟 高分子 图7－7
5 含S、P 、 Si 高分子
6 含金属的 高分子
根据最强峰分组分析示例
600～1800 cm-1 分为六个区 1区 1700～1800 cm-1 ，聚酯、聚羧酸、聚酰亚胺等 2区 1500～1700 cm-1 ，脲醛树脂、密胺树脂、聚酰胺等 3区 1300～1500 cm-1 ，聚烯烃、有氯、氰取代的聚烯烃， 聚二烯烃等 4区 1200～1300 cm-1 ，聚芳醚、聚砜、一些含氯聚合物 5区 1000～1200 cm-1 ，脂肪族聚醚、含羟基聚合物、含 硅、氟的聚合物 6区 600～1000 cm-1 ，苯乙烯类、聚丁二烯等不饱和双 键高分子 ，氯含量高的聚合物
1.1 .2 样品制备
（1）薄膜法（薄膜样品、热压、溶液浇铸、切片） （2）溴化钾压片法 （3）液膜法 注意：样品用量、膜厚、吸水、溶剂、杂质等因素
在玻璃纸上制膜示意图
样品预处理 （1）分离、纯化（2）热裂解、 （3）化学处理
1.1.3 定性鉴别
对照标准谱 图 按元素组成 分组分析 以最强峰为 线索分组分析 按流程图分 析
的对 多照 分标 散准 性谱 （图 不时 均注 一意 性高 ）分
子
按元素组成分析示例
1 只含C、H
u CH, CH2, CH3, 2940 cm-1 分峰 d CH, 1430~1470 cm-1
d CH3 1370 cm-1 r CH 720~730 cm-1
uC=C 1640~1680 cm-1 u C=C＝C 1950~1970 cm-1
计算机分峰，计算峰面积（最小二乘法、回归法、 因子分析、神经网络等； 计算机差谱（减谱）技术
1.1.5 红外光谱在高分子材料研究中的应用
应用依据
（1）基团的特征振动峰 （2）构型、电效应、偶合效应、空间效应、相态、 介质、氢键等导致基团特征振动峰的位移、分峰及强 度变化
例：（1）电效应（诱导、共轭、p-p 共轭的中介效应)
形 旋 自 转 格振动 振动 倍频、合频 跃迁 跃迁
式
旋动
光 核 微 顺 远红外 红外 近红外光 可见和 X射 γ射
谱 磁 波 磁 光谱 及拉 谱
紫外光 线光 线光
法 共光 共
曼光
谱
谱谱

振谱 振
谱
1.1 红外光谱（IR）
1.1 .1 基本原理
亚甲基 的振动 模式
对称伸缩 ns
不对称伸缩 nas
面内弯曲（剪式）d或 b 面外弯曲（扭绞）t
如：CO2 uC=O 1337 cm-1 ，2349 cm-1（1337的倍频）
一级耦合：u与u间的耦合 二级耦合：u与d间的耦合，Fermi共振
（4）氢键
-OH、-NH、-SH 遇到具有孤对电子原子或有p电子云 的基团（S、O、N），会形成氢键。 分子内氢键（不会被非极性溶剂破坏）、分子间氢键
（4）状态
环己酮 uC=O 气态 液态
1742 cm-1 ； 1713 cm-1 ；
乙烷溶液 1720 cm-1 ；
氯仿溶液 1705 cm-1 ；
溶剂极性增强， uC=O 向低波数位移
相态改变，也会导致基团吸收峰的差异。
随T升高，产生三个固－固相变。而磷脂DPPC则在 41℃左右发生凝胶相到液晶相的转变
红外光谱 （FTIR）的应 用示例
诱导效应使 dCH2振动频率下降
聚合物 聚乙烯
结构单元 -CH2CH2-
dCH2 /cm-1 1465
聚氯乙烯 -CH2CHCl- 1429
聚氟乙烯 -CH2CHF- 1408
聚偏氯乙烯 -CH2CCl2- 1400
聚偏氟乙烯 -CH2CF2-
1389
诱导效应 使C=O电 子云密度 升高，键 的力常数 增大，伸 缩振动频 率升高
苯环： u＝CH 3000 cm-1 ，1600 cm-1 苯环骨架振动 670～900 cm-1 苯环氢的面外弯曲
2 含C、H、O （C=O, C-O-C,OH,CHO) 图7－10，9
图7－13，14
3 含N 高分子(C =N, NH, N-C, -N=N- , -CONH-, NHCOO-) 图 7－16