08仪器分析(高职)黄一石主编 第三章 红外吸收光谱
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（1）外部因素： 受溶剂的极性和仪器色散元件性能影响
溶剂极性↑
极性基 团伸缩
振动频率 ↓
色散元件性 能优劣
相邻峰的分辨率
1、基本原理
（2）内部因素：
a,诱导效应（吸电效应）：
取代基的 电负性
静电诱 导作用
分子中电子 的分布
键力常数 的变化
基团的特 征频率
吸电性 ，双键性 ，K
1、基本原理
能斯特灯：由混合的稀土金属（锆、钍、铈）氧化 物制成，工作温度在1750℃。使用寿命长，稳定性好， 在短波范围使用比硅碳棒有利，但其价格较贵，操作不 如硅碳棒方便。
2、红外吸收光谱仪
(2)吸收池（样品池） 分析气体时用气体池；分析液体使用液体池；分析固体
用固体支架。各类吸收池都有岩盐窗片。最常用的是KBr ，因为KBr在4000－400cm-1光区不产生吸收，因此可绘制 全波段光谱图。使用中要注意防潮。
例如，正丁基乙烯醚 (n-C4H9O-CH=CH2) 分了中的双键与氧 原了相连接，=CH面外弯曲振动次数由990 cm-1降至810 cm-1， 它的倍频(2×810cm-1=1620 cm-1)刚好与双键基频 (1623 cm-1)靠 近，因此发生费米共振，从而出现1640 cm-1和1613 cm-1两个强 吸收峰。
1、基本原理
吸收峰强的表示方法
➢ 极强峰 ε大于100 ➢ 强峰 ε=20~100 ➢ 中强峰 ε=10~20 ➢ 弱峰 ε=1~10 ➢ 极弱峰 ε<1
影响峰强度的因素
➢ 基频峰高于泛频峰 ➢ 振动过程中偶极矩的变化 ➢ 跃迁几率：激发态分子占所有分子的百分数
注： Δμ↑，跃迁几率↑， ε ↑
(4) 叁键与累积双键段
C≡C， C≡N等叁键的伸缩振动
2400~2100cm-1
C=C=C，N=C=O等累积双键的不对称伸缩振动
1、基本原理
(5) 羧基伸缩振动段
羧基的伸缩振动在1900~1650cm-1，强度大，特征明显。
(6) 双键伸缩振动段
烯烃中的双键和芳环上的双键以及碳氮双键的伸缩振动 在1675~1500cm-1。
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波称为红外线。
近红外区：0.78~2.5μm （12820----4000cm-1 ） —OH和—NH倍频吸收区
中红外区：2.5~25μm （4000----400cm-1 ） 基团的基频振动、伴随转动光谱
远红外区：25~500μm （400----20cm-1 ） 纯转动光谱
看到两个以上的吸收峰
(8) 不饱和C－H面外变形振动段
➢ 烯烃C-H面外变形振动γC－H位在800~1000cm-1； ➢ 不同取代类型的烯烃，其γC－H位置不同，可用以判断
烯烃的取代类型；（具体见教材P120 图3-8）
1、基本原理
表1 主要官能团的红外吸收谱带
1、基本原理
影响基团频率位移的因素
频 峰
合频峰
三倍频峰（υ=0→υ=3） 3 L 3
L 1 2
差频峰（即υ=1→υ=2，3- - -产生的峰） L 1 2
倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、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）
即 L
注：泛频峰强度较弱，难辨认→却增加了光谱特征性
2、红外吸收光谱仪
(4)检测器
A、高真空热电偶：是色散型红外分光光度计中常用的检测 器。热电偶两端点由于温度不同产生温差热电势，让红外光照 射热电偶的一端，此时，两端点间的温度不同，产生电势差， 在回路中有电流通过。电流大小随红外光的强弱而变化，试样 吸收红外光，引起电流大小的改变。热电偶密封在一个高真空 的玻璃容器内。高莱池
1、基本原理
分子振动
对于多原子分子，由于一个原子可能同时与几个其它原子形成化学 键，它们的振动相互牵连,不易直观地加以解释，但可以把它的振动分解 为许多简单的基本振动，即简正振动。
1、基本原理
分子振动的形式（多原子分子）
一般将振动形式分成两类：伸缩振动和变形振动。 a. 伸缩振动(νs νas ）
红外吸收峰类型 a）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基 态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰（即υ=0 → 1 产生的峰）
1 L
➢ 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
1、基本原理
b）泛频峰
泛 倍频峰 二倍频峰（υ=0→υ=2） 2 L 2
1、基本原理
常见官能团的特征吸收频率
具体见教材P125 表3-3
2、红外吸收光谱仪
色散型红外吸收光谱仪
基本结构
光源
样品池
单色器
检测器
记录仪
岛津IR－435 红外分光光度计
2、红外吸收光谱仪
(1)光源:提供红外辐射 硅碳棒：由碳化硅烧结而成，工作温度1200－
1400℃，发光面积大，价格便宜，操作方便。使用波长 范围较能斯特灯宽。
1、基本原理
（5）振动偶合 适当结合的两个振动基团，若原来的振动频率很近，它
们之间可能会产生相互作用而使得谱峰裂分为两个，一个 高于正常频率，一个低于正常频率。这种两个基团的相互 作用被称为振动的偶合。
酸酐的两个羧基
1、基本原理
(6) 费米共振 当一个振动的倍频与另一个振动的基频接近时，由于发
生相互作用而生很强的吸收峰或发生裂分，这种现象叫做 费米共振。
B、热释电检测器：是傅里叶变换红外光谱仪中常用检测器 。用硫酸三苷肽（简称TGS）的单晶薄片作为检测元件。特点 是响应速度块，能实现高速扫描。
也可用KI、KCl、NaCl等。
红外用KBr
2、红外吸收光谱仪
吸收池
气体吸收池
一种 液体池
固体支架
2、红外吸收光谱仪
(3)单色器 功能是把通过样品池和参比池而进入入射狭缝的复合
光色散成单色光，再射到检测器上加以测量。单色器有两 种：
A、棱镜：早期的红外光谱仪主要用棱镜。 B、光栅：目前多用光栅，分辨率高，价格便宜。
伸缩振动
1．对称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动同时发生
AX 2型分子
AX 3型分子
sΒιβλιοθήκη BaiduCH 2
~
2850 cm1
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 3型分子
as CH 2
~
2925 c m 1
as CH 3
~
2960 cm1
1、基本原理
即 L
➢ 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0，
即分子产生红外活性振动，且辐射与分子振动发生
能量耦合。
即 0
❖ 红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化，从而产生红外吸 收的性质
❖ 红外非活性振动：分子振动不产生偶极矩的变化，不产生红外 吸收的性质
1、基本原理
红外吸收光谱与分子结构关系的基本概念
1、基本原理
红外光谱的应用
1．可以确定化合物的类别（芳香类） 2．确定官能团：
例：—CO—，—C＝C—，—C≡C— 3．推测分子结构（简单化合物） 4．定量分析
1、基本原理
红外吸收光谱法的特点
➢应用面广，提供信息多且具有特征性； ➢不受样品相态的限制，亦不受熔点、沸点和蒸气压的 限制； ➢样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操 作方便； ➢现在已经积累大量标准红外吸收光谱图可供查阅； ➢ 红外吸收光潜法也有其局限性，即有些物质不能产生 红外吸收峰。且有些物质不能用红外鉴别。
变形振动
1．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，其又可以分为以下两类：
1）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭
AX 2型分子
CH 2 ~ 1465 20cm1
2）面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动
AX 2型分子
CH 2 ~ 720cm1
— (CH 2 )n — n 4
原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动。它
又分为对称伸缩振动(νs ）和不对称伸缩振动(νas ） 。
b. 变形振动（又称弯曲振动或变角振动，用符号δ表示） 基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动。变形振动
又分为面内变形振动、面外变形振动和对称与不对称变形振动。
1、基本原理
判断有无芳环存在：芳环骨架振动在1600~1500cm-1之 间有2~3个中等强度的吸收峰；
判断C=C或C=N键 在1675~1600cm-1 的吸收峰。
1、基本原理
(7) C－H面内变形振动段
➢ 烃类C－H面内变形振动在1475~1300cm-1； ➢ 甲基、亚甲基的变形振动位置一般都比较固定。 ➢ －CH3由于存在着对称与不对称变形振动，通常可以
1、基本原理
(2) 不饱和C－H伸缩振动段
烯烃、炔烃和芳烃等不饱和烃的C－H伸缩振动大部分在 3100~3000cm-1，端炔基（≡C－H）的红外吸收在3300cm-1
(3) 饱和C－H伸缩振动段
甲基、亚甲基、叔碳氢及醛基的饱和C－H基伸缩振动段 在3000~2700cm-1，其中只有醛基C－H伸缩振动在2720cm-1附 近(特征吸收峰)，其余均在3000~2800cm-1。 3000cm-1区分饱和和不饱和烃的分界线。
(1) O－H, N－H伸缩振动段
➢ O－H伸缩振动在3700~3100cm-1，游离的羧基的伸缩振 动频率在3600cm-1左右，形成氢键缔合后移向低波数，谱带 变宽，羧基中的O－H吸收峰宽到3200~2500cm-1，该普带是 判断醇、酚和有机酸的重要依据。 ➢ 一级、二级胺或酰胺等的N一H伸缩抓动类似于O－H键， 但－NH2为双峰, －NH－为单峰。游离的N－H键伸缩振动 在3500~3300cm-1，强度中等，缔合将使峰的位置及强度都 生变化.但不及羧基显著，向低波数移动大约100cm-1左右，
3．对称与不对称振动：
1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时变大或减
小
AX 3型分子
s CH 3
~ 1375cm1
2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不同时变 大或减小
AX 3型分子
as CH 3
~ 1450 cm1
振动能级的跃迁
1、基本原理
红外光谱产生条件
➢ 分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍
（2）共轭效应： 形成多重键的π电子在一定程度上可以移动，最终使 振动频率移向低波数区
共轭效应使电子离域，双键性 ，K
1、基本原理
（3）偶极场效应： 在分子空间内相互靠近的官能团之间能产生偶极场
效应，从而使的振动频率移向高波数区。 （4）氢键效应：
羧基与羧基间易形成氢键，从而使得电子云密度平均 化，最终使伸缩频率降低；
第三章 红外吸收光谱法
3.1 基本原理 3.2 红外吸收光谱仪 3.3 实验技术 3.4 红外吸收光谱的应用
3.5 实验
1、基本原理
红外吸收光谱法： 利用物质对红外光 区电磁辐射的选择 性吸收特性来分析 分子中有关基团结 构的定性、定量信 息的分析方法。
红外吸收光谱的表示方法
1、基本原理
红外光的分区
1、基本原理
2．面外变形振动γ：弯曲振动在垂直于几个原子构成的平面 内发生，又可以分为以下两类
1）面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动
AX 2型分子
CH 2 ~ 1300 cm1
2）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动
AX 2型分子
CH 2 ~ 1250 cm1
1、基本原理
1、基本原理
(7)立体障碍 由于立体障碍，碳基与双键之间的共轭效应受到限制时，
υC=O较高。
在(b)中，由于接在C=O上的CH3的立体障碍，C=O与苯环 的双键不能处于同一平面，所以υC=O较(a)高。
1、基本原理
(8) 环的张力最大 环的张力越大υC=O振动频率越高。
在以上几种酮中，四元环的张力最大，因此υC=O振动频率最 高。
➢ 包含H的各种单键、双键和三键的伸缩振动及面内弯 曲振动
✓ 特点：吸收峰稀疏、较强，易辨认
2．指纹区： 1250~400cm-1的低频区 ➢ 包含C—X（X：O，H，N）单键的伸缩振动 ➢ 及各种面内弯曲振动 ✓ 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹
1、基本原理
通常中红外光区又可分为四个吸收区域(如教材P121表3-2所示) 或以下八个吸收段：
取代苯的泛频峰
1、基本原理
特征峰与相关峰
➢特征峰： 可用于鉴别官能团存在的吸收峰。 ➢相关峰： 由一个官能团引起的一组具有相互依存关系的
特征峰。
相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 用一组相关峰才可以确定确定一个官能团的存在
1、基本原理
红外吸收光谱的分区
1．特征区（特征频谱区）： 4000~1250cm-1的高频区
溶剂极性↑
极性基 团伸缩
振动频率 ↓
色散元件性 能优劣
相邻峰的分辨率
1、基本原理
（2）内部因素：
a,诱导效应（吸电效应）：
取代基的 电负性
静电诱 导作用
分子中电子 的分布
键力常数 的变化
基团的特 征频率
吸电性 ，双键性 ，K
1、基本原理
能斯特灯：由混合的稀土金属（锆、钍、铈）氧化 物制成，工作温度在1750℃。使用寿命长，稳定性好， 在短波范围使用比硅碳棒有利，但其价格较贵，操作不 如硅碳棒方便。
2、红外吸收光谱仪
(2)吸收池（样品池） 分析气体时用气体池；分析液体使用液体池；分析固体
用固体支架。各类吸收池都有岩盐窗片。最常用的是KBr ，因为KBr在4000－400cm-1光区不产生吸收，因此可绘制 全波段光谱图。使用中要注意防潮。
例如，正丁基乙烯醚 (n-C4H9O-CH=CH2) 分了中的双键与氧 原了相连接，=CH面外弯曲振动次数由990 cm-1降至810 cm-1， 它的倍频(2×810cm-1=1620 cm-1)刚好与双键基频 (1623 cm-1)靠 近，因此发生费米共振，从而出现1640 cm-1和1613 cm-1两个强 吸收峰。
1、基本原理
吸收峰强的表示方法
➢ 极强峰 ε大于100 ➢ 强峰 ε=20~100 ➢ 中强峰 ε=10~20 ➢ 弱峰 ε=1~10 ➢ 极弱峰 ε<1
影响峰强度的因素
➢ 基频峰高于泛频峰 ➢ 振动过程中偶极矩的变化 ➢ 跃迁几率：激发态分子占所有分子的百分数
注： Δμ↑，跃迁几率↑， ε ↑
(4) 叁键与累积双键段
C≡C， C≡N等叁键的伸缩振动
2400~2100cm-1
C=C=C，N=C=O等累积双键的不对称伸缩振动
1、基本原理
(5) 羧基伸缩振动段
羧基的伸缩振动在1900~1650cm-1，强度大，特征明显。
(6) 双键伸缩振动段
烯烃中的双键和芳环上的双键以及碳氮双键的伸缩振动 在1675~1500cm-1。
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波称为红外线。
近红外区：0.78~2.5μm （12820----4000cm-1 ） —OH和—NH倍频吸收区
中红外区：2.5~25μm （4000----400cm-1 ） 基团的基频振动、伴随转动光谱
远红外区：25~500μm （400----20cm-1 ） 纯转动光谱
看到两个以上的吸收峰
(8) 不饱和C－H面外变形振动段
➢ 烯烃C-H面外变形振动γC－H位在800~1000cm-1； ➢ 不同取代类型的烯烃，其γC－H位置不同，可用以判断
烯烃的取代类型；（具体见教材P120 图3-8）
1、基本原理
表1 主要官能团的红外吸收谱带
1、基本原理
影响基团频率位移的因素
频 峰
合频峰
三倍频峰（υ=0→υ=3） 3 L 3
L 1 2
差频峰（即υ=1→υ=2，3- - -产生的峰） L 1 2
倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、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）
即 L
注：泛频峰强度较弱，难辨认→却增加了光谱特征性
2、红外吸收光谱仪
(4)检测器
A、高真空热电偶：是色散型红外分光光度计中常用的检测 器。热电偶两端点由于温度不同产生温差热电势，让红外光照 射热电偶的一端，此时，两端点间的温度不同，产生电势差， 在回路中有电流通过。电流大小随红外光的强弱而变化，试样 吸收红外光，引起电流大小的改变。热电偶密封在一个高真空 的玻璃容器内。高莱池
1、基本原理
分子振动
对于多原子分子，由于一个原子可能同时与几个其它原子形成化学 键，它们的振动相互牵连,不易直观地加以解释，但可以把它的振动分解 为许多简单的基本振动，即简正振动。
1、基本原理
分子振动的形式（多原子分子）
一般将振动形式分成两类：伸缩振动和变形振动。 a. 伸缩振动(νs νas ）
红外吸收峰类型 a）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基 态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰（即υ=0 → 1 产生的峰）
1 L
➢ 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
1、基本原理
b）泛频峰
泛 倍频峰 二倍频峰（υ=0→υ=2） 2 L 2
1、基本原理
常见官能团的特征吸收频率
具体见教材P125 表3-3
2、红外吸收光谱仪
色散型红外吸收光谱仪
基本结构
光源
样品池
单色器
检测器
记录仪
岛津IR－435 红外分光光度计
2、红外吸收光谱仪
(1)光源:提供红外辐射 硅碳棒：由碳化硅烧结而成，工作温度1200－
1400℃，发光面积大，价格便宜，操作方便。使用波长 范围较能斯特灯宽。
1、基本原理
（5）振动偶合 适当结合的两个振动基团，若原来的振动频率很近，它
们之间可能会产生相互作用而使得谱峰裂分为两个，一个 高于正常频率，一个低于正常频率。这种两个基团的相互 作用被称为振动的偶合。
酸酐的两个羧基
1、基本原理
(6) 费米共振 当一个振动的倍频与另一个振动的基频接近时，由于发
生相互作用而生很强的吸收峰或发生裂分，这种现象叫做 费米共振。
B、热释电检测器：是傅里叶变换红外光谱仪中常用检测器 。用硫酸三苷肽（简称TGS）的单晶薄片作为检测元件。特点 是响应速度块，能实现高速扫描。
也可用KI、KCl、NaCl等。
红外用KBr
2、红外吸收光谱仪
吸收池
气体吸收池
一种 液体池
固体支架
2、红外吸收光谱仪
(3)单色器 功能是把通过样品池和参比池而进入入射狭缝的复合
光色散成单色光，再射到检测器上加以测量。单色器有两 种：
A、棱镜：早期的红外光谱仪主要用棱镜。 B、光栅：目前多用光栅，分辨率高，价格便宜。
伸缩振动
1．对称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动同时发生
AX 2型分子
AX 3型分子
sΒιβλιοθήκη BaiduCH 2
~
2850 cm1
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 3型分子
as CH 2
~
2925 c m 1
as CH 3
~
2960 cm1
1、基本原理
即 L
➢ 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0，
即分子产生红外活性振动，且辐射与分子振动发生
能量耦合。
即 0
❖ 红外活性振动：分子振动产生偶极矩的变化，从而产生红外吸 收的性质
❖ 红外非活性振动：分子振动不产生偶极矩的变化，不产生红外 吸收的性质
1、基本原理
红外吸收光谱与分子结构关系的基本概念
1、基本原理
红外光谱的应用
1．可以确定化合物的类别（芳香类） 2．确定官能团：
例：—CO—，—C＝C—，—C≡C— 3．推测分子结构（简单化合物） 4．定量分析
1、基本原理
红外吸收光谱法的特点
➢应用面广，提供信息多且具有特征性； ➢不受样品相态的限制，亦不受熔点、沸点和蒸气压的 限制； ➢样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操 作方便； ➢现在已经积累大量标准红外吸收光谱图可供查阅； ➢ 红外吸收光潜法也有其局限性，即有些物质不能产生 红外吸收峰。且有些物质不能用红外鉴别。
变形振动
1．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，其又可以分为以下两类：
1）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭
AX 2型分子
CH 2 ~ 1465 20cm1
2）面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动
AX 2型分子
CH 2 ~ 720cm1
— (CH 2 )n — n 4
原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动。它
又分为对称伸缩振动(νs ）和不对称伸缩振动(νas ） 。
b. 变形振动（又称弯曲振动或变角振动，用符号δ表示） 基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动。变形振动
又分为面内变形振动、面外变形振动和对称与不对称变形振动。
1、基本原理
判断有无芳环存在：芳环骨架振动在1600~1500cm-1之 间有2~3个中等强度的吸收峰；
判断C=C或C=N键 在1675~1600cm-1 的吸收峰。
1、基本原理
(7) C－H面内变形振动段
➢ 烃类C－H面内变形振动在1475~1300cm-1； ➢ 甲基、亚甲基的变形振动位置一般都比较固定。 ➢ －CH3由于存在着对称与不对称变形振动，通常可以
1、基本原理
(2) 不饱和C－H伸缩振动段
烯烃、炔烃和芳烃等不饱和烃的C－H伸缩振动大部分在 3100~3000cm-1，端炔基（≡C－H）的红外吸收在3300cm-1
(3) 饱和C－H伸缩振动段
甲基、亚甲基、叔碳氢及醛基的饱和C－H基伸缩振动段 在3000~2700cm-1，其中只有醛基C－H伸缩振动在2720cm-1附 近(特征吸收峰)，其余均在3000~2800cm-1。 3000cm-1区分饱和和不饱和烃的分界线。
(1) O－H, N－H伸缩振动段
➢ O－H伸缩振动在3700~3100cm-1，游离的羧基的伸缩振 动频率在3600cm-1左右，形成氢键缔合后移向低波数，谱带 变宽，羧基中的O－H吸收峰宽到3200~2500cm-1，该普带是 判断醇、酚和有机酸的重要依据。 ➢ 一级、二级胺或酰胺等的N一H伸缩抓动类似于O－H键， 但－NH2为双峰, －NH－为单峰。游离的N－H键伸缩振动 在3500~3300cm-1，强度中等，缔合将使峰的位置及强度都 生变化.但不及羧基显著，向低波数移动大约100cm-1左右，
3．对称与不对称振动：
1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时变大或减
小
AX 3型分子
s CH 3
~ 1375cm1
2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不同时变 大或减小
AX 3型分子
as CH 3
~ 1450 cm1
振动能级的跃迁
1、基本原理
红外光谱产生条件
➢ 分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍
（2）共轭效应： 形成多重键的π电子在一定程度上可以移动，最终使 振动频率移向低波数区
共轭效应使电子离域，双键性 ，K
1、基本原理
（3）偶极场效应： 在分子空间内相互靠近的官能团之间能产生偶极场
效应，从而使的振动频率移向高波数区。 （4）氢键效应：
羧基与羧基间易形成氢键，从而使得电子云密度平均 化，最终使伸缩频率降低；
第三章 红外吸收光谱法
3.1 基本原理 3.2 红外吸收光谱仪 3.3 实验技术 3.4 红外吸收光谱的应用
3.5 实验
1、基本原理
红外吸收光谱法： 利用物质对红外光 区电磁辐射的选择 性吸收特性来分析 分子中有关基团结 构的定性、定量信 息的分析方法。
红外吸收光谱的表示方法
1、基本原理
红外光的分区
1、基本原理
2．面外变形振动γ：弯曲振动在垂直于几个原子构成的平面 内发生，又可以分为以下两类
1）面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动
AX 2型分子
CH 2 ~ 1300 cm1
2）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动
AX 2型分子
CH 2 ~ 1250 cm1
1、基本原理
1、基本原理
(7)立体障碍 由于立体障碍，碳基与双键之间的共轭效应受到限制时，
υC=O较高。
在(b)中，由于接在C=O上的CH3的立体障碍，C=O与苯环 的双键不能处于同一平面，所以υC=O较(a)高。
1、基本原理
(8) 环的张力最大 环的张力越大υC=O振动频率越高。
在以上几种酮中，四元环的张力最大，因此υC=O振动频率最 高。
➢ 包含H的各种单键、双键和三键的伸缩振动及面内弯 曲振动
✓ 特点：吸收峰稀疏、较强，易辨认
2．指纹区： 1250~400cm-1的低频区 ➢ 包含C—X（X：O，H，N）单键的伸缩振动 ➢ 及各种面内弯曲振动 ✓ 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹
1、基本原理
通常中红外光区又可分为四个吸收区域(如教材P121表3-2所示) 或以下八个吸收段：
取代苯的泛频峰
1、基本原理
特征峰与相关峰
➢特征峰： 可用于鉴别官能团存在的吸收峰。 ➢相关峰： 由一个官能团引起的一组具有相互依存关系的
特征峰。
相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 用一组相关峰才可以确定确定一个官能团的存在
1、基本原理
红外吸收光谱的分区
1．特征区（特征频谱区）： 4000~1250cm-1的高频区