红外吸收光谱分析法
红外吸收光谱分析法
s δCH3 ~1375cm1
2)不对称的变形振动δas:三个AX键与轴线的夹角不 不对称的变形振动δ :三个AX键与轴线的夹角不 同时变大或减小
AX3型 子 分
as δCH3 ~1450cm1
T ~σ曲线 ~σ曲线 → 前疏后密
§10-2 红外分光光度法基本原理 10一,红外吸收光谱的产生的条件 1.振动能级
∵E振 = 0.05 ~1.0EV >> E转 = 0.0001 ~ 0.05V
E = E振 + E转
红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
as νCH3 ~ 2960cm1
二,
弯曲振动(变形振动,变角振动) 弯曲振动(变形振动,变角振动): 指键角发生周期性变化, 指键角发生周期性变化,而键长不变的振动
1.面内弯曲振动β: 面内弯曲振动β 弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内 1)剪式振动δ:振动中键角的变化类似剪刀的开闭 剪式振动δ
∵υ =1νL =ν
基频峰的峰位等于分子的振动频率 基频峰强度大——红外主要吸收峰 基频峰强度大——红外主要吸收峰
b)泛频峰 倍频峰: 倍频峰:分子的振动能ห้องสมุดไป่ตู้从基态跃迁至第二振动激 发态, 发态,第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰 (即υ=1→ υ=2,3- - -产生的峰) 产生的峰)
第6章红外吸收光谱分析法
AX 3型分子
s CH 2
~
2850cm1
s CH 3
~
2870 cm1
（2）反称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动交替发生
AX 2型分子
AX 3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分子
as CH 2
~
2925cm1
as CH 3
~
2960 cm1
2、弯曲振动（变形振动，变角振动）： 指键角发生周期性变化、而键长不变的振动
H（间）767,692
~ 900太弱
H 79（2 单峰）
OH ~ 3200
CO ~ 1050 CO ~ 1100
C（O 酮）1715 C（O 醛）1725
C（O 酰氯）1800
CCO 900
OH 以3000为中心（强宽） C（O 羧酸）1718 CO 1248
6.2 红外分光光度法基本原理
一、红外吸收光谱的产生的条件
1．振动能级
E振 0.05 ~ 1.0EV E转 0.0001 ~ 0.05V
E E振 E转
红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
红外吸收光谱分析法FTIR
谱图解析实例
苯甲酸红外光谱解析
通过分析苯甲酸的红外光谱，确定其 存在羰基、酚羟基和苯环等特定化学 键或基团。
聚乙烯红外光谱解析
通过分析聚乙烯的红外光谱，了解其 分子链的振动模式和结构特征。
05 ftir优势与局限性
ftir优势
高灵敏度与分辨率
信息量大
傅里叶变换红外光谱（FTIR）具有高灵敏度 和高分辨率，能够检测到微小的光谱变化， 适用于微量样品的分析。
环境监测
FT-IR可以用于环境监测领域， 如气体分析、水质分析、土壤
分析等。
02 ftir仪器组成
光源
光源是红外傅里叶变换红外光 谱仪（ftir）中的重要组成部分， 负责提供足够能量和合适波长 的红外辐射。
常见光源有硅碳棒、陶瓷气体 放电灯、远红外激光等。
光源的选择直接影响ftir的灵敏 度和分辨率，因此需要根据实 验需求选择合适的光源。
光谱解析难度大
红外光谱的复杂性较高，需要专业的 知识和技能进行解析，对分析人员的 要求较高。
仪器成本高
FTIR仪器的制造成本较高，使得其普 及和应用受到一定限制。
测试时间较长
与一些其他分析方法相比，FTIR的测 试时间可能较长，需要更多的时间来 完成分析。
未来发展前景
提高检测灵敏度和分辨率 通过改进仪器性能和技术，提高 FTIR的检测灵敏度和分辨率，使 其能够更好地应用于微量样品和 高精度分析。
红外吸收光谱分析及其应用
红外吸收光谱分析及其应用
20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点：
1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。
2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。
3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。
4、样品用量小。
红外吸收光谱分析也叫红外分光光度法，十一研究物质分子对红外辐射的吸收特性二建立起来的一种定性（包括结构分析）、定量分析法。根据试样的红外吸收光谱进行定性、定量分析和确定分子结构等分析的方法，称为红外吸收光谱法。
原理：当分子中某个基团的振动频率和红外光的振动频率一致时，分子就吸收红外光的能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。物质对红外光的吸收曲线称为红外吸收光谱（IR）。
分子吸收红外光必须满足如下两个条件：
1.红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光的能量才恩能够被吸收。
2.分子必须有偶极矩的变化。
与UV（紫外光谱）相比，IR的特点：IR频率范围小、吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。IR峰出现的频率位置由振动能级差决定；吸收峰的个数与分组振动自由度的数目有关；吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小和能级跃迁的几率。
红外吸收光谱具有高度的特征性，除光学异构外，没有两种化合物的红外光谱是完全相同的。红外光谱中往往具体要几组相关峰可以互相佐证而增强了定性和结构分析的可靠性，因此在官能团定性方面，是紫外、核磁、质谱等结构分析方法所不及的。红外光谱法可测定链、位置、顺反、晶型等异构体，而质谱法对异构体的鉴别则无能为力；红外光谱测定的样品范围广，无机、有机、高分子等
红外吸收光谱分析法
红外吸收光谱分析法
一、红外吸收光谱分析法概述
红外吸收光谱分析法是一种利用物质的红外光吸收能力来探测它们的物质组成的技术。它特别适用于有机化合物和无机化合物的光谱分析。通过分析红外吸收光谱，可以检测物质中的有机键、C-H键、C-O键或N-H 键的存在和位置，从而鉴定出物质的化学结构和性质。
红外光吸收法的原理是，物质中的分子、晶体或其他结构会在不同的波长处吸收光，产生光谱，这些吸收光谱是物质的独特特征，反映出物质的特性。根据这种特性，分析用不同波长的光照射样品，并从所得到的光谱中提取出电子激发、分子振动等信息，从而得到物质的结构和性质。二、红外吸收光谱分析法基本原理
红外吸收光谱分析法的原理是，当物质受到红外幅射的照射时，它的分子会产生振动和旋转，这些振动和旋转的能量会转化为更高能量的电子跃迁。这些电子跃迁会引起物质材料吸收一些具有特定波长的红外光，从而产生在不同波长的吸收光谱，通过分析这些吸收光谱，就可以求取物质分子的结构和性质。
红外吸收光谱分析法
非线性分子H2O的简正振动模式有3N-6=3
14
线型对称的CO2分子，其简正 振动模式有 3N-5＝3×3-5＝4
v1不伴随偶极变化，无红外光 谱[出现在拉曼(Raman)光谱中]
v2和v4，虽然振动形式不同， 但振动频率相同，发生简并。
所以CO2只在667cm-1和2349cm-1处出现两个基频 吸收峰。
运动自由度：一个自由运动的原子，它运动的自由度是3， 因为真正独立的坐标只有3个。
若一个分子是由N个原子组成，则整个的自由度是3N，但 对我们有意义的还要扣除6个自由度（分子整体沿x、y、z 轴的平动3和旋转3）。这六个都不使分子形状发生改变， 电偶极距也不发生变化，因此，自由度变为3N-6。
对于线性分子为3N-5，因其不存在分子绕轴转动的自由度。 如H2O分子，自由度为3×3－6=3；CO2分子的自由度为
谱在远红外区，重的分子转动光谱则落在微波区。
9
四、分子的振动光谱
由于分子的振动能级比转动能级大，当振动能级跃迁时，不可避免 地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测得纯粹的振动光谱，得到的 只能是分子的振动-转动光谱。
以双原子分子HCl为例。若组成HCl分子的两原子(氢原子和氯原子) 以较小的振幅围绕其平衡位置振动，则可近似地把它看作是一维谐 振子。
22
23
水分子的振动及红外吸收
24
仪器分析：红外吸收光谱分析法
(2)已知前述，并不是所有的分子振动形式都能在红外区中观 察到。分子的振动能否在红外光谱中出现及其强度与偶极矩 的变化有关。通常对称性强的分子不出现红外光谱，对称性 愈差，谱带的强度愈大。 (3)有的振动形式虽不同，但它们的振动频率相等，因而产生 简并（如前述CO2的面内及面外弯曲振动）。 (4)费米共振和偶合共振 (5)仪器分辨率不高，对一些频率很接近的吸收峰分不开。一 些较弱的峰，可能由于仪器灵敏度不够而检测不出，等等。
红外吸收光谱的特点
红外吸收光谱图的表示方法
• 红外光谱以T~或T~ ~ 来表示，下图为苯酚的红外
光谱。
T(%)
二、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用，即有偶极矩的变化。
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：
—CH2—CO—CH2— —CH2—CO—O— —CH2—CO—NH—
红外吸收光谱法
(3)红外吸收可用于定量分析。但是由于 红外辐射能量较小，分析时需要较宽的光 谱通带，而物质的红外吸收峰又比较多， 难以找出不受干扰的检测峰，因此，定量 分析应用较少。 （4）红外吸收光谱是一种非破坏性分析 方法，对于试样的适应性较强。样品可以 是液体、固体、气体。
04:04:06
应 用：结构分析，定性，定量 具有快速，样品需要量少，气态、液
m1m2
m1 m2
若原子的质量用原子质量单位(u，1u=1.66×10-24g) 表示，则成键两原子的折合质量应为：
(m1
m1m2 m2 ) 6.02
10 23
04:04:06
从分子简谐振动方程可知，分子振动频率与化 学键的键力常数、原子质量有关系.
折合质量相同时，振动频率取决于化学键的 强度
单键 双键 三键
化学键 C-C C=C CC
键力常数N·cm-1 5 10 15
波数cm-1 1190 1683 2062
04:04:06
化学键的类型相同时，原子质量m大,化学键的 振动波数低。
化学键 单键 单键
基团 C-C C-H
波数cm-1 1190 2920
பைடு நூலகம்
(二) 非谐振子
实际上双原子分子并非理想的谐振子
04:04:06
红外光谱的表示方法
红外光谱法原理
红外光谱法原理
红外光谱法原理是一种常用的分析方法，它基于物质的红外吸收谱图来确定样品的组成和结构。在红外光谱法中，通过对物质暴露在红外辐射下并测量样品吸收或散射的光的强度，我们可以获取有关样品中化学键和功能团的信息。
红外辐射是一种能够穿透大多数透明物质的电磁波辐射。当红外辐射与样品中的化学键相互作用时，它会产生特定波长的吸收。此吸收产生的谱图被称为红外吸收谱，常以波数（cm-1）为单位表示。
红外光谱法通过记录样品吸收的红外辐射的强度，然后制作一个波数与吸收强度之间的图谱。这个谱图可以提供许多有用的信息，例如化学键的类型，功能团的存在以及样品的结构。
在红外光谱法中，吸收峰的位置和形状可以用来确定样品中不同的化学键。每种化学键都有特定的红外吸收峰，因此通过比较样品谱图的峰位置和已知化合物的谱图，可以确定样品中的化学键种类。
此外，红外光谱法还可以用于定量分析。通过比较不同样品的吸收峰强度，可以确定样品中化学物质的含量。
总而言之，红外光谱法利用样品对红外辐射的吸收特性来获得样品的组成和结构信息。通过研究样品的红外吸收谱图，我们可以确定化学键的类型、功能团的存在以及样品的结构。这项技术在化学、物理、生物、药学等领域中得到了广泛应用。
红外光谱分析法
经典力学导出的波数计算式为近似式。 经典力学导出的波数计算式为近似式。因为振动能量变化是量 子化的，分子中各基团之间、化学键之间会相互影响， 子化的，分子中各基团之间、化学键之间会相互影响，即分子 振动的波数与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因） 振动的波数与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因） 有关。 有关。
理论上，多原子分子的振动数应与谱峰数相同，但实际上， 理论上 ， 多原子分子的振动数应与谱峰数相同 ， 但实际上 ， 谱峰数常常少于理论计算出的振动数，这是因为： 谱峰数常常少于理论计算出的振动数，这是因为： a）偶极矩的变化∆µ 的振动，不产生红外吸收 如CO2； ）偶极矩的变化∆µ=0的振动 不产生红外吸收, ∆µ 的振动， b）谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）； ）谱线简并（振动形式不同，但其频率相同） c）仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。 ）仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。 以上介绍了基本振动所产生的谱峰，即基频峰（ 以上介绍了基本振动所产生的谱峰，即基频峰（∆V=±1允许 允许 跃迁）。在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰： 跃迁） 在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰： 倍频峰：由基态向第二、 振动激发态的跃迁（ 倍频峰：由基态向第二、三….振动激发态的跃迁（∆V=±2、± 3.）； 振动激发态的跃迁 ） 合频峰：分子吸收光子后， 的跃迁， 泛频峰 合频峰：分子吸收光子后，同时发生频率为ν1，ν2的跃迁，此时 的谱峰。 产生的跃迁为ν 1+ν2的谱峰。 差频峰： 差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰ν 1-ν2。
红外吸收光谱分析法FTIR
红外吸收光谱分析法FTIR
傅里叶红外吸收光谱分析法（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称 FTIR），是一种应用傅里叶变换技术对物质的红外辐射进行光谱分析的方法。该方法以红外辐射的吸收强度和波数为特征，可以用来分析和识别有机物和无机物的结构和成分。在分析化学、有机合成、材料科学等领域得到广泛的应用。
FTIR技术的主要原理是利用傅里叶变换将周期性信号（红外辐射）分解成一系列连续谱线，进而可以通过测量这些谱线的强度和频率来确定物质的结构和成分。在实验中，样品被置于红外光束之中，以吸收或透射的方式与红外辐射相互作用。被吸收的辐射与未被吸收的辐射之间的差异被转化为干涉信号，并通过光谱仪进行检测和测量。这些信号被送入傅里叶变换，产生包含有关样品吸收能力和频率的信息。
FTIR技术具有以下优点：首先，它是一种非破坏性的分析方法，可以在不破坏样品的情况下获取有关物质结构和成分的信息。其次，该方法对样品的数量要求非常低，可以在毫克或微克级别的样品上进行分析。此外，FTIR技术不会对环境产生污染，也不需要使用有害的试剂。最后，该方法可以快速获取光谱数据，并且具有高灵敏度和高分辨能力。
在实际应用中，FTIR技术可用于许多领域的研究和分析。在有机化学领域，FTIR技术可以用于表征和鉴定有机物的结构和功能团。例如，它可以用于区分不同类别的有机物，如醇、酮、酸等，并通过比较它们的红外光谱图谱来进行鉴定。此外，FTIR技术还可用于监测化学反应的进程和过程。研究人员可以通过观察吸收峰的变化来判断反应的进行和产物的生成情况。
仪器分析红外光谱法
仪器分析红外光谱法
红外光谱法是一种常用的仪器分析方法，可以用于分析物质的组成和
结构。本文将详细介绍红外光谱法的原理、仪器设备和应用领域，并对其
中的一些关键技术进行探讨。
红外光谱法是一种基于化学键振动的分析技术。通过测量样品在红外
辐射下的吸收光谱，可以获得有关样品分子的信息。红外辐射的波长范围
为0.78-1000微米，对应的频率范围为12.82-3000THz。在这个频率范围内，物质的分子会吸收特定波长的辐射能量，这些吸收峰对应着不同的化
学键振动。通过比较样品的吸收光谱和标准库中的光谱，可以确定样品的
组分或结构。
红外光谱仪是进行红外光谱分析的关键设备。它主要由光源、样品室、光谱分束系统和探测器组成。常见的光源有红外灯、光纤波导和测量系统
本体产生的光源，它们的特点是辐射能量可见、红外或拉曼光谱区域。光
谱分束系统可以将样品吸收的红外光谱分解为连续光的波长与光强分布的
结果，常用的分束器有棱镜和光栅两种。光谱分束系统将被分解的光聚集
到一个探测器上进行测量，常见的探测器有热电偶、焦平面阵列、差分红
外探测器等。根据实际需要，还可以配备测光计、计算机等辅助设备，以
提高测量的准确性和效率。
红外光谱法在实际应用中有广泛的用途。它可以用于各种领域的研究
和分析，如化学、材料科学、制药、食品科学等。红外光谱法可以用于分
析有机化合物、无机物质、生物大分子等类型的样品。在有机化合物分析中，红外光谱法可以确定化学键的类型、鉴别不同的功能基团、判断化学
结构等。在材料科学中，红外光谱法可以用于表面分析、结构表征、聚合
实验三红外吸收光谱法
样品测试与数据记录
测试条件
数据记录
确保测试环境符合要求，如温度、湿 度等。
准确记录测试数据，包括峰位、峰强 等信息。
测试过程
按照操作规程进行测试，记录测试过 程中的重要数据。
红外光谱图分析
图谱解析
对红外光谱图进行解析，识别特征峰及其对应的 分子振动模式。
基团频率是指特定化学键或基团在红 外光谱中出现的波数范围。基团频率 与分子结构密切相关，不同基团具有 不同的振动频率和吸收峰位置。
通过分析基团频率和峰形特征，可以 推断出分子中的化学键类型、键长、 键角等信息，从而了解分子的结构特 征和性质。
03
实验步骤
样品制备
01
02
03
样品选择
选择具有代表性的样品， 确保样品纯净度高、无杂 质。
加强理论与实践结合
希望在后续的实验中能够更加注重理论与实践的结合，通过实际操作加深对理论知识的理解和掌握。同 时，也希望能够在实验中更加注重培养学生的创新思维和实践能力。
谢谢观看
在实验过程中遇到问题时，我们学会了独立思考和团队协作，通过查找资料和讨论，寻 找解决问题的方法。
实验不足与改进建议
实验时间安排不够合理
由于实验操作较为复杂，原定的实验时间可能不够充裕， 导致部分同学未能完成实验。建议在未来的实验中增加时 间安排的灵活性。
红外光谱分析法范文
红外光谱分析法范文
一、原理：
红外光谱分析法基于不同物质的分子结构和化学键存在不同的振动和
旋转模式。当物质处于固态、液态或气态时，红外辐射可以激发物质中的
振动、转动等运动，而这些运动会导致物质吸收或发射特定的红外辐射。
红外光谱仪可以通过测量样品在不同波长或波数下对红外光的吸收量，得
到样品的红外光谱。
二、仪器设备：
红外光谱仪是进行红外光谱分析的重要设备。它由光学系统（包括光源、样品室、检测器等），数据采集系统和数据处理系统组成。常见的红
外光谱仪有红外分散型光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等。
三、应用：
1.化学领域：红外光谱分析法可以用于分析有机化合物的组成和结构。通过观察不同化学键特征峰的出现和强度变化，可以推断出化合物的分子
结构和官能团。
2.药学领域：红外光谱分析法可以用于药物的质量控制和药物配方研究。通过红外光谱的特征峰，可以确定药物的纯度、含量和相关物质的存在。
3.材料科学领域：红外光谱分析法可以用于分析材料的成分及结构。
对于聚合物材料，红外光谱可以帮助确定其化学结构和杂质的存在。
4.环境监测领域：红外光谱分析法可以用于监测大气污染物、水质分
析和土壤污染物分析等。通过测量样品中的特定红外光谱峰，可以确定样
品中各种污染物的存在和浓度。
四、优势：
1.非破坏性：样品在分析过程中不需要破坏，可以保留原始样品。
2.无需预处理：红外光谱分析法无需对样品进行特殊处理，能够直接
测量。
3. 高灵敏度：红外光谱分析法可以检测浓度低至10-6mol/L的物质。
4.多组分分析：红外光谱分析法可以同时分析多个组分，可以提高分
红外吸收光谱法
原因：
(1) 某些振动方式为非红外活性，不伴随偶极矩的 变化，因而不产生红外吸收；
(2) 由于分子高度的对称性，造成两种振动方式的 频率相同，发生简并现象；
(3) 若干振动频率十分接近，一般红外光谱仪难以 分辨； (4) 振动吸收的能量太小（如波长大于 20μ m ）， 吸收信号不被仪器感知； (5) 有时产生 ∆= 2， 3…的跃迁，出现倍频、 组频吸收，（使吸收峰增加）但很弱。
它们主要包括 X － H 、 C≡X 和 C ＝ X 的伸缩振动。
（X=O，N，C，S）
2、指纹区 1500 cm-1以下的区域 主要属 C － X 的伸缩振动和 C － H 的弯曲振动频率 区。由于这些化学键的振动容易受附近化学键的振 动的影响，因此结构的微小改变可使这部分光谱面
貌发生差异。就如同每人指纹有差别一样，故 1500
或用波数表示：
1 2c
k
k 1307 M
M以相对原子质量来折合的质量
M 1M 2 M M1 M 2
影响基本振动（伸缩振动）频率的直接因素是： 键力常数k和相对原子质量M，即取决于分子的结构特征。
某些化学键的力常数
化 学 键 键 k(N· cm-1) C－ C 4.5 C＝ C 1.34 9.6 C≡ C 1.20 15.6 C－ H 1.09 5.0 O－ H 0.96 7.7 N－H 1.00 6.4 C＝ O 1.22 12.1 长(Å) 1.54
红外吸收光谱分析(共27张PPT)
1690
2500～2000cm-1反映了含三键的化合物以及X-H（S、Si、B、P）基团的存在；
弯曲振动的能级差小，谱带结构细微差别，在指纹区有反映。
基频峰是红外主要吸收峰
五、基团振动与红外吸收光谱
那什么情况下的振动产生红外吸收？
对于有N个原子的分子来说，振动自由度=运动自由度－平动自由度－转动自由度
③将官能团划分成三波段：4000～2500cm-1该区域的吸收峰表征有 氢原子官能团，如羟基羧基，再看相应基团的吸收峰确定官能团； 2500～2000cm-1反映了含三键的化合物以及X-H（S、Si、B、P）基 团的存在；2000～1333cm-1反映了含有双键的化合物。
④将指纹区分为两个区：1333～990cm-1区包括了C-O、C-N、C-P 、C-Si、P-O等单键的伸缩振动吸收和C=S、S=O、P=O等键的伸缩 振动吸收获变形吸收；在900～667cm-1区内的吸收可以指示— （CH2）4—，反映双键的取代程度、构型、苯环上取代基的位置等
红外吸收光谱分析方法
①计算给出化学式化合物的不饱和度U=1+n4+(n3-n1)/2,
n1,n3,n4分别表示含有一价、三价和四价原子的数目。
②将整个红外光谱划分成特征官能团区（4000～2500cm-1）和指 纹区（1333～667cm-1），从高频到低频检查吸收峰存在的情况，找到
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变形振动 甲基
对称δs(CH3)1380㎝-1
03:44:58
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
２．峰位、峰数与峰强
（1）峰位 化学键的力常数K越大，原子折合质量越小， 键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）； 反之，出现在低波数区（高波长区）。 例１ 水分子 （非对称分子）
laser Raman spectrometry 结束
03:44:58
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红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图： 纵坐标为吸收强度， 横坐标为波长λ （ m ） 和波数1/λ 单位：cm-1 可以用峰数，峰位， 峰形，峰强来描述。
应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；
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二、红外吸收光谱产生的条件
问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？ 吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化
吸收峰强度 偶极矩的平方
偶极矩变化——结构对称性； 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)；m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级；
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内容选择：
第一节 红外基本原理
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
(动画)
（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶基距变 化时，无红外吸收。
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峰位、峰数与峰强
（3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相 差越大（极性越大），吸收峰越强；
例2 CO2分子 （有一种振动无红外 活性）
(动画)
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基 频峰； （5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰， 倍频峰；
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C2H4O
1730cm-1 1165cm-1
H
O
C
CH
H 2720cm-1
H
（CH3）1460 cm-1，1375 cm-1。
（CH3）2930 cm-1，2850cm-1。
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四、红外吸收峰强度
intensity of Infrared absorption bend
1 1 k 1307 k
2c
K化学键的力常数，与键能和键长有关，
为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的 折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
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表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
键类型 力常数 峰位
—CC — > —C =C — > —C — C —
偶极子在交变电场中的作用示 意图
(动画)
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分子振动方程式
双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级（量子化）：
E振=（V+1/2）h V ：化学键的 振动频率； ：振动量子数。
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任意两个相邻的能级间的能量差为：
E h h k 2
15 17 9.5 9.9
4.5 5.6
4.5m
6.0 m
7.0 m
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量 越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
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例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为 9.6, 计算波数值。
v 1 1 k 1307 k 1307 9.6 1650cm1
2c
12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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三、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
1．两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
(动画)
变形振动 亚甲基
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甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
第四章
一、概述
红外吸收光谱 分析法
introduction 二、红外吸收光谱wenku.baidu.com生的 条件
infrared absorption spec-
condition of Infrared absorption spectroscopy
troscopy，IR
三、分子中基团的基本振
第一节
动形式
红外光谱分析基本原理
basic vibration of the group in molecular
principle of IR
四、红外吸收峰强度
intensity of infrared absorption bend
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一、概述
introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构 近红外区 中红外区 远红外区
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红 外活性。
第二节 红外光谱与分子结构
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节 红外光谱仪器
infrared absorption spectrophotometer
第四节 红外谱图解析
analysis of Infrared spectrograph
第五节 激光拉曼光谱