分析化学电子教案红外吸收光谱法
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。
《化学实验教案：高中一年级红外光谱分析实验操作指南》
《化学实验教案：高中一年级红外光谱分析实验操作指南》一、实验背景介绍红外光谱分析是一种常见的分析手段，广泛应用于化学、药学、生物学和材料科学等领域。
本实验旨在介绍高中一年级学生进行红外光谱分析实验时的操作指南，通过实际操作使学生了解红外光谱仪的基本原理和操作步骤，培养学生的实验技能和科学思维能力。
二、实验原理及设备介绍1. 实验原理：红外光谱分析是利用物质分子在红外光波段的振动和转动引起的吸收现象进行分析的方法。
红外光谱的图谱能够提供有关物质的结构、功能群和性质的信息。
2. 设备介绍：为了完成本实验，我们需要准备以下设备和材料：（1）红外光谱仪：用于检测样品在红外光波段的吸收情况。
（2）样品：选择适当的有机化合物作为样品，确保样品质量纯净。
（3）红外吸收盒：放置样品，保证样品与红外光波的接触。
三、实验步骤1. 样品的制备：（1）选择适当的有机化合物作为样品。
（2）将样品加入红外吸收盒中，保证样品的透明性和平整性。
2. 仪器的调试与准备：（1）打开红外光谱仪，确保其正常工作。
（2）调整红外光源的强度和波长范围。
（3）空白校正：在红外吸收盒中放置空白样品，进行空白校正。
3. 采集红外光谱图谱：（1）放置样品红外吸收盒中，确保样品与红外光波的接触。
（2）调节红外光谱仪的扫描范围和扫描速度。
（3）点击“开始扫描”，开始采集红外光谱图谱。
4. 数据分析与结果解读：（1）观察红外光谱图谱的吸收峰和吸收强度。
（2）根据不同的吸收峰和吸收强度，分析样品中的化学键类型和功能团。
（3）比对已知物质的红外光谱图谱，确定样品的化学结构和性质。
四、实验注意事项1. 实验操作需要细心，保证样品的制备和操作步骤的准确性。
2. 在进行红外光谱实验时，保持实验环境的干燥和稳定。
3. 注意红外光谱仪的使用方法和安全操作规范，避免造成人员或仪器的损坏。
4. 样品的选择应有一定的代表性和实验意义，尽量选择对学生有启发作用的样品。
五、实验结果及讨论红外光谱图谱是一种关于样品分子中化学键类型和功能团的信息图。
分析化学电子教案红外吸收光谱法.doc
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.授课内容教学目的要求教学重点难点教学方法手段教案（四）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级： 2008 级化学专业任课教师：杨季冬 / 牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1学期第四章红外吸收光谱法课时安排 4 学时了解红外吸收光谱法的特点 , 掌握红外吸收光谱法的原理：分子的振动；红外吸收光谱产生的条件和谱带强度；基团振动与红外光谱区域；影响基团频率位移的因素。
了解红外光谱仪的构造及红外吸收法的应用。
教学重点：红外吸收光谱法的原理；红外吸收光谱仪的基本原理及应用。
教学难点：红外吸收光谱法的原理。
多媒体课件，以讲授为主第一节概述一、红外光谱法特点二、红外光谱图表示方法第二节红外吸收基本理论一、分子振动二、红外吸收光谱产生的条件和谱带强度教学三、基团振动与红外光谱区域内四、影响基团频率位移的因素容提第三节红外吸收光谱仪纲一、红外光谱仪主要部件二、色散型红外光谱仪三、傅里叶变换红外光谱仪第四节红外吸收光谱分析一、试样的制备二、红外吸收光谱分析课外学习理解并掌握本章所讲内容，完成课后思考题2、5、7。
要求教学后记第四章红外吸收光谱法第一节概述1红外光谱法特点1.1 红外光谱不涉及分子的电子能级，主要是振动能级跃迁。
红外光谱波长范围约为0.78~ 1000 μm：（1）近红外光区（ 0.78 ~ 2.5 mμ）（2）中红外光区（ 2.5 ~ 50 mμ）（3）远红外光区（ 50 ~ 1000 mμ）与紫外 -可见吸收光谱法比较，红外光谱法具有以下特点：（1）紫外 -可见吸收光谱是电子 -振-转光谱，涉及主要是电子能级跃迁，常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物；而红外光谱是振 -转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎（除了单原子分析和同核双原子分子外）可用于所有化合物的研究。
（2）红外光谱法最重要和最广泛的用途是对有机化合物进行结构分析。
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法
基本要点：
1.红外光谱分析基本原理；
2.红外光谱与有机化合物结构；
3.各类化合物的特征基团频率；
4.红外光谱的应用;
5.红外光谱仪.
学时安排：3学时
第一节概述
分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~ 1000μｍ，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个
1。
大学化学实践教案：红外光谱分析方法
大学化学实践教案：红外光谱分析方法介绍本教案旨在向大学化学实验室的学生介绍红外光谱分析方法。
通过理论讲解和实践操作，学生将了解红外光谱的基本原理、仪器设备以及常见应用领域。
教学目标•掌握红外光谱的基本原理和仪器设备；•理解红外光谱对于物质结构和功能的表征；•学习使用红外光谱技术进行定性分析和定量分析；•熟悉常见有机物和无机物中的功能团与特征峰。
内容大纲1. 红外光谱基础知识- 1.1 原理简介•红外辐射与物质相互作用•分子振动模式- 1.2 功能团与特征峰•常见有机物中的特征峰•常见无机物中的特征峰2. 红外光谱仪器设备与操作- 2.1 光源系统•辐射源•红外光源- 2.2 光谱仪与检测系统•光栅型光谱仪•探测器- 2.3 样品测量技术•固体样品的准备和操作技巧•液体样品的准备和操作技巧3. 红外光谱应用领域- 3.1 有机物定性分析•利用红外光谱确定有机物的化学结构- 3.2 无机物分析与研究•利用红外光谱对无机物进行表征和研究实践操作示例实验目的：利用红外光谱对某有机化合物进行结构表征实验步骤：1.准备实验所需的样品及设备；2.将样品放入红外光谱仪；3.进行数据采集和处理；4.对比参考文献，解读红外光谱图中各峰位所代表的功能团；5.根据功能团信息确定化合物结构。
总结与展望本教案通过对红外光谱分析方法的介绍，使学生了解了红外光谱的基本原理、仪器设备和常见应用领域。
通过实践操作，学生能够独立进行红外光谱分析并对化合物结构进行表征。
未来，结合更多实例和案例，提供更深入的红外光谱分析方法细节以及在其他领域中的广泛应用，将进一步拓宽学生的知识面和应用能力。
实验三红外吸收光谱法
红外光谱的产生与特征
红外光谱是由于分子振动和转动能级跃迁而产生的。当特 定波长的红外光与分子相互作用时，分子吸收光能并发生 振动和转动能级跃迁，导致透射光强度减弱，形成红外吸 收光谱。
红外光谱具有特征性，不同化学键或基团在特定波数范围 内有吸收峰，可用于推断分子结构和化学组成。
基团频率与分子结构的关系
误差分析与实验讨论
误差分析是实验结果可靠性的重要保障，需要 对实验过程中可能出现的误差进行详细分析。
误差来源可能包括仪器误差、样品不均匀、环 境因素等，需要采取相应措施减小误差对实验 结果的影响。
实验讨论部分需要对实验结果进行深入分析和 讨论，总结实验的优缺点，提出改进意见和建 议，为后续实验提供参考和借鉴。
样品处理
根据实验需求，对样品进 行适当处理，如干燥、研 磨、溶解等，以便于后续 操作。
样品制备
将处理后的样品制备成适 合测试的形态，如溶液、 薄膜等，以满足测试要求。
仪器准备与校准
仪器检查
确保仪器各部件完好，无 损坏，能够正常工作。
校准
根据仪器使用说明，对仪 器进行校准，确保测试结 果的准确性。
参数设置
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。
根据实验需求，设置合适 的测试参数，如扫描范围 Nhomakorabea 分辨率等。
《红外吸收光谱》教案
《红外吸收光谱》教案教案：红外吸收光谱一、教学目标1.了解红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.掌握红外吸收光谱的测定方法与数据解读。
3.培养学生分析问题和解决问题的能力。
4.增强学生的实验操作能力和科学思维能力。
二、教学重点与难点1.红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.测定红外吸收光谱的方法和数据解读。
三、教学内容1.红外吸收光谱的基本概念和原理（1）红外光谱的定义和分类（2）红外光谱仪的组成和工作原理2.红外吸收光谱的测定方法与数据解读（1）红外光谱仪的操作步骤（2）红外吸收峰的解析和判断（3）红外吸收光谱的应用案例四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解介绍红外吸收光谱的基本概念、仪器构造和工作原理。
2.实验操作法：组织学生进行红外吸收光谱的测定实验，并进行数据解读。
3.讨论法：引导学生结合案例，共同分析红外吸收光谱的应用。
五、教学过程1.导入（5分钟）通过展示一些物质的红外吸收图谱和应用案例，引起学生的兴趣和好奇心。
2.讲解红外吸收光谱的基本概念和原理（20分钟）（1）红外光谱的定义和分类：解释红外光谱的概念，介绍近红外、中红外和远红外的区别与应用。
（2）红外光谱仪的组成和工作原理：介绍红外光谱仪的主要部件和工作原理，包括光源、样品室、光谱仪和检测器。
3.实验操作：红外吸收光谱的测定方法与数据解读（40分钟）（1）红外光谱仪的操作步骤：分组进行实验操作，按照红外光谱测定的步骤进行样品的制备和测定。
（2）红外吸收峰的解析和判断：对测得的红外吸收图谱进行解析，根据吸收峰的位置和形状判断样品的特性和结构。
（3）红外吸收光谱的应用案例：通过展示一些实际应用案例，引导学生综合运用红外吸收光谱的知识进行分析和解决问题。
4.讨论与总结（10分钟）组织学生分组进行讨论，总结红外吸收光谱的应用，以及实验中遇到的问题和解决方法。
六、教学评价根据学生的理解程度和实验操作能力，进行个别评价，以及总结讨论的结果和问题解决方法。
分析化学：12.2红外吸收光谱法
γ＝CH: 910～665(s)
单取代： 770～
730(vs)
≈700(s)
邻双取代: 间双取代:
770～735(vs) 对双取代:
810～750(vs) 725～
680(m,s)
860～790(vs) 900～860(m)
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
CH νCH:2890±10(m)
δasCH:1450±20(m) δsCH:1380～1370(s) δ CH:1465±20(m) ρ(CH2)n≥4: ～722(m)
δ CH:～1340(w)
近3000而低于30基与叔丁基
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
γ ＝CH: 730～650(s)
反式 ν ＝CH: 双键 3100～3000(m)
ν C=C:
γ ＝CH:
1695～1540(w) 980～965(s)
炔 烃 C≡C
ν≡CH: ≈3300(m)，尖
ν C≡C: 间-2260～2100-端
(w)
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
2021年3月17日星期三 上一内容 下一内容
一、脂肪烃类的IR谱特征
化 合 基团 物
Y―H伸缩 振动区
叁 键 区
伸 缩 区
双 键
部分单键振动区 ＋指纹区
烷 烃
CH3 CH2
νasCH:2962±10(s) νsCH:2872±10(s) νasCH:2926±10(s) νsCH:2853±10(s)
δNH: 1650～ 1590(s,m)
高中化学实验教案红外光谱分析实验
高中化学实验教案红外光谱分析实验高中化学实验教案：红外光谱分析实验一、实验目的本实验旨在通过红外光谱分析方法，探究有机物分子的结构特征，培养学生的实验操作技能和科学思维能力。
二、实验原理红外光谱分析是一种无损性的分析方法，通过探测有机物分子在红外波段的吸收谱，可以获得关于它们化学结构和官能团的信息。
红外光谱仪是本实验的重要工具，其主要由红外光源、样品室、光栅、检测器和显示仪器等组成。
在红外光谱仪中，样品被置于样品室中，红外光源产生的红外光经过光栅分光，通过样品室时，一部分光被样品吸收，其余光被检测器探测到并传输至显示仪器上。
样品吸收的红外光的波数和强度可以提供有关该样品的结构信息。
三、实验步骤1. 实验前准备a. 确保红外光谱仪的各部件正常工作，校准仪器。
b. 准备待测试的有机物样品，确保样品干燥并无其他杂质。
2. 开始实验a. 打开红外光谱仪，预热一段时间，确保仪器稳定。
b. 将待测样品放置于样品室中，注意不要触碰样品。
c. 调整光谱仪的参数，选择合适的光程和扫描速度。
d. 开始扫描红外光谱，记录所获得的吸收谱。
e. 结束实验后，关闭红外光谱仪，清理实验现场。
四、注意事项1. 在操作红外光谱仪时，应当穿戴手套和护目镜，确保实验的安全进行。
2. 样品应当保持干燥，避免水分对实验结果的影响。
3. 调整光谱仪的参数时，要注意选择合适的光程和扫描速度，以获得更准确的结果。
4. 在记录吸收谱时，要仔细观察并标记各明显吸收峰的波数和强度，以便后续分析和解读。
五、实验结果与分析根据所获得的红外光谱吸收谱，可以初步判断有机物样品的官能团以及分子结构。
吸收谱中的各明显峰对应不同官能团的振动，根据这些峰的位置和强度，可以进一步确定有机物样品的结构。
实验者可以利用已知有机物的红外光谱图谱进行比对和分析，以得出结论。
六、实验总结通过本实验，我们学习了红外光谱分析方法，并成功应用于有机物样品的结构解析。
红外光谱分析是一种非常重要的实验手段，对于有机化合物的快速鉴定和结构研究具有重要意义。
分析化学第六章红外吸收光谱法
分析化学第六章红外吸收光谱法第六章红外吸收光谱法(InfraredSpectrometry,IR)6.1基本原理和红外吸收光谱的产生6.2基团频率及其影响因素6.3红外吸收光谱仪器6.4试样预处理和制备方法6.5红外吸收光谱分析应用6.1基本原理和红外吸收光谱的产生什么红外吸收光谱波长0.75~1000μm的红外光辐射作用于物质分子，可引起分子内化学键振动能级跃迁及整个分子转动能级跃迁，产生振动-转动吸收光谱，即红外吸收光谱(infraredpectrometry,IR)。
红外吸收光谱区域的划分红外光区域近红外区中红外区远红外区波长/μm0.75~2.52.5~5050~1000波数/cm-113300~40004000~200200~10主要的能级跃迁吸收类型CH、OH及NH等键振动的倍频吸收键振动和分子转动的联合吸收分子转动吸收红外吸收光谱分析根据化合物红外吸收光谱吸收峰位臵和吸收强度等特征对化合物(或官能团)进行定性鉴别、结构分析和定量分析的方法。
6.1基本原理和红外吸收光谱的产生6.1.1分子的振动分子振动是指分子中各原子间的相对振动。
双原子分子振动可视为两个原子沿键轴方向的伸缩振动多原子分子有多种振动模式。
1.分子的简谐振动分子的伸缩振动(tretchingvibration)可用经典力学简谐振动模型模拟：m1、m2:两个原子的质量r0:两个原子间的平衡距离即化学键的长度。
简谐振动频率ν(Hz)或波数ζ(cm-1):k为化学键力常数(N·-1),c为光速(3某1010cm·-1),cmμ为折合质量(g):12k或1k2cm1m2m1m2若以原子的相对质量计算：1307k结论：化学键伸缩振动频率主要取决于键的力常数和原子的折合质量。
折合质量相同时，键的力常数越大，振动频率(或波数)越高；折合质量越小，振动频率(或波数)越高。
常见化学键的实测力常数和伸缩振动频率化学键折合质量μ/g·-1mol0.9230.9330.9410.9726.006.006.006.00分子力常数k/N·-1cm5.106.507.805.155.007.6210.015.0振动波数ζ/cm-12940~304034383750288611981500~160016812059H-CH-NH-OH-ClC-CC=CC=CC≡CC6H6NH3H2OHClC6H6C2H4-C-OC=O6.866.865.00~5.8011.8~13.41112~11981709~1821例1:已知C-H键的力常数为5.10N·-1,计算其伸cm缩振动基本频率。
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法基本要点：1.红外光谱分析基本原理；2.红外光谱与有机化合物结构；3.各类化合物的特征基团频率；4.红外光谱的应用;5.红外光谱仪.学时安排：3学时第一节概述分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
一、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~ 1000µm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.75 ~ 2.5µm），中红外光区（2.5 ~ 25µm ），远红外光区（25 ~ 1000µm）。
近红外光区（0.75 ~ 2.5µm）近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O—H、N—H、C—H）伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区（2.5 ~ 25µm）绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。
通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区（25 ~1000µm）该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。
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第六章红外吸收光谱法基本要点：1. 红外光谱分析基本原理；2. 红外光谱与有机化合物结构；3. 各类化合物的特征基团频率；4. 红外光谱的应用;5. 红外光谱仪.学时安排：3学时第一节概述分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
一、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~1000μm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个1区：近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ），中红外光区（2.5 ~ 25μm ），远红外光区（25 ~ 1000μm ）。
近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ）近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O—H、N—H、C—H）伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区（2.5 ~ 25μm ）绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用中红外光谱法又简称为红外光谱法。
，区的光谱。
通常极为广泛远红外光区（25 ~ 1000μm ）该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、振动转动跃迁液体和固体中重原子的伸缩振动、、某-些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。
分析化学 红外吸收光谱法
两区域法的分区及其作用
区域
吸收峰类型
作用
特征
特征区 4000-1300cm-1
氢单键的伸缩振动峰 各种叁键、双键的伸缩振动峰 部分氢单键的面内弯曲振动峰
①确定化合物具有哪 些基团；②确定化合 物的类别
吸收峰比较稀疏，容 易辨认
指纹区 1300-400cm-1
各种单键的伸缩振动峰 多数基团的面外弯曲振动峰
①面内弯曲振动 β ●剪式振动δ ●面内摇摆振动ρ
②面外弯曲振动 γ ●面外摇摆振动ω ●扭曲振动τ
基本振动方式
对称 不对称 伸缩振动
剪式 面内摇摆 面内弯曲振动
面外摇摆 卷曲 面外弯曲振动
弯曲振动
甲烷中C-H的弯曲振动
甲烷中C-H的伸缩振动
振动自由度
vibrative degree of freedom
②折合相对原子质量越小，基团的伸缩振动波数越高。 ③以共价键与C原子组成基团的其他原子随着原子质量
的增加，红外振动波数减小。 C H C C C O C C lC B rC I ④折合相对原子质量相同的基团，一般ν＞β＞γ。
基频峰和泛频峰
●基频峰：分子吸收一定频率的红外线，由振动基态(V=0)跃迁 至第一激发态(V=1)时，所产生的吸收峰。位置规律性比较强 且强度比较大，在红外光谱上较容易识别。
正己醇、2—丁醇、丁醚的红外光谱
醇类和酚类化合物、、振动频率
化合物 伯醇 仲醇 叔醇 酚
OH（cm-1）
3640 3630 3620 3610
C（H cm-1） 1350～1260cm-1 1350～1260cm-1 1410～1310cm-1 1410～1310cm-1
CO（cm-1）
仪器分析教案7红外吸收光谱法
第十章红外吸收光谱法10．1教学建议一、从应用实例入手，介绍红外吸收光谱法的基本原理和红外光谱仪结构特征。
二、依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构为目的,介绍红外光谱分析方法在定性及定量分析的方面的应用。
10．2主要概念一、教学要求：（一）、掌握红外吸收光谱法的基本原理；（二）、掌握依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构方法；（三）、了解红外光谱仪的结构组成与应用。
二、内容要点精讲（一）基本概念红外吸收光谱——当用红外光照射物质时，物质分子的偶极矩发生变化而吸收红外光光能，有振动能级基态跃迁到激发态（同时伴随着转动能级跃迁），产生的透射率随着波长而变化的曲线。
红外吸收光谱法——利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法，称为红外吸收光谱法。
振动跃迁——分子中原子的位置发生相对运动的现象叫做分子振动。
不对称分子振动会引起分子偶极矩的变化，形成量子化的振动能级。
分子吸收红外光从振动能级基态到激发态的变化叫做振动跃迁。
转动跃迁——不对称的极性分子围绕其质量中心转动时，引起周期性的偶极矩变化，形成量子化的转动能级。
分子吸收辐射能（远红外光）从转动能级基态到激发态的变化叫做转动跃迁。
伸缩振动——原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩的振动。
弯曲振动——原子沿化学键轴线的垂直方向的振动，又称变形振动，这是键长不变，键角发生变化的振动。
红外活性振动——凡能产生红外吸收的振动，称为红外活性振动，不能产生红外吸收的振动则称为红外非活性振动。
诱导效应——当基团旁边连有电负性不同的原子或基团时，通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化，从而引起键的力常熟的变化，使基团频率产生位移的现象。
共轭效应——分子中形成大 键使共轭体系中的电子云密度平均化，双键力常数减小，使基团的吸收频率向低波数方向移动的现象。
氢键效应——氢键使参与形成氢键的原化学键力常数降低，吸收频率将向低波数方向移动的现象。
红外吸收光谱法基本原理电子教案.
《仪器分析》教案内容中红外光区的四个吸收区域影响基团频率位移的因素教学重点红外吸收光谱图教学难点产生红外吸收光谱的原因产生红外吸收光谱的原因影响基团频率位移的因素参考资料仪器分析,黄一石,化学工业出版社仪器分析,高晓松,科学出版社分析化学(仪器分析部分),林树昌,曾泳怀,高等教育出版社一、概述1、红外光的发现红外辐射是在1800 年由英国的威廉.赫谢尔（Willian Hersher）发现的。
2、物质对红外光的选择性吸收赫歇尔通过实验发现，不同的溶液对红外光的吸收程度是不同的，同一种溶液对不同红外光也具有不同程度的吸收。
所以说，物质对红外光具有选择性吸收。
3、红外吸收光谱（1）红外吸收光谱图一般用T-λ或T-σ曲线表示。
4、红外光谱法的特点（1)应用面广，提供信息多且具有特征性（2)不受样品相态的限制，亦不受熔点、沸点和蒸气压的限制。
（3)样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操作方便。
（4)现在已经积累了大量标准红外光谱图可供查阅。
（5)局限：有些物质不能产生红外吸收峰，不能用红外吸收光谱法鉴别，有干扰，准确度和灵敏度均低于可见、紫外吸收光谱法。
二、产生红外吸收光谱的原因1、分子振动（1）分子振动方程式k化学键力常数，单位 N/cmμ分子折合质量（2）简正振动分子中所有原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，是振幅可能不同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置，且同时到达其最大位移值，附近作简谐振动，每一个简正振动都有一定的频率,称为基频。
（3）分子的振动形式❑分子的振动形式可分为两大类：伸缩振动和变形振动。
❑伸缩振动是指原子沿键轴方向伸缩，使键长发生变化而键角不变的振动，动形式可分为两种：对称伸缩振动和反对称伸缩振动；❑变形振动是指使键角发生周期性变化的振动，又称弯曲振动。
可分为面内、面外、对称及不对称变形振动等形式。
2、振动能级的跃迁用一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率与它一样，则两者就会发生共振，这个基团就吸收了一定频率的红外光，从原来的基态振动能级跃迁到较高的振动能级，从而产生红外吸收。
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教案（四）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级：2008级化学专业任课教师：杨季冬/牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1 学期第一节概述1 红外光谱法特点1.1 红外光谱不涉及分子的电子能级，主要是振动能级跃迁。
红外光谱波长范围约为0.78~ 1000µm：（1）近红外光区（0.78 ~ 2.5µm ）（2）中红外光区（2.5 ~ 50µm ）（3）远红外光区（50 ~ 1000 µm ）与紫外-可见吸收光谱法比较，红外光谱法具有以下特点：（1）紫外-可见吸收光谱是电子-振-转光谱，涉及主要是电子能级跃迁，常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物；而红外光谱是振-转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎（除了单原子分析和同核双原子分子外）可用于所有化合物的研究。
（2）红外光谱法最重要和最广泛的用途是对有机化合物进行结构分析。
（3）物质对红外光谱的吸收强度与物质含量也符合郎伯-比尔定律，也可用于定量分析，但干扰较大。
（4）可测定气体、液体、固体样品，并且试样用量少，分析速度快，不破坏样品。
2 红外光谱图表示方法红外光谱图一般用T- σ曲线或T- λ曲线来表示：（a）线形波长表示法（b）线形波数表示法第一节红外吸收基本理论1 分子振动1.1 谐振子分子不是一个刚体，分子中的原子以平衡点为中心，以非常小的振幅（与原子核之间的距离相比）作周期性的振动，最简单的双原子分子的振动，经典方法可以用一个弹簧两端连结两个小球的谐振子来模拟。
谐振子对简单的双原子分子的振动可以用谐振子模型来模拟：1 2kvπμ=（4－1）k:化学键力常数μ为折合质量可见分子振动频率与化学键的力常数、原子质量有关系。
如果用量子力学来处理，求解得到分子的振动能级E V与谐振子振动频率的关系为1.2 非谐振子实际上双原子分子并非理想的谐振子，比较双原子分子与谐振动位能曲线如图所示aa′ 是谐振子振动位能曲线，bb′是真实双原子振动位能曲线。
随着ν增大，能级间的间隔逐渐减小；当ν较小时，真实分子振动情况与谐振子振动比较近似。
双原子分子振动位能比较aa′－谐振子振动位能曲线bb′－双原子振动位能曲线1.3 分子的振动形式（1）伸缩振动原子沿键轴方向伸缩，键长发生周期性变化而键角不变的振动称为伸缩振动，用符号ν表示。
它又可以分为对称伸缩振动(νs，symmetrical) 和不对称伸缩振动(νas，asymmetrical)。
对同一基团，不对称伸缩振动的频率要稍高于对称伸缩振动。
（2）变形振动（又称弯曲振动或变角振动）变形振动是指基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动，用符号δ表示。
变形振动又分为面内变形和面外变形振动。
面内变形振动又分为剪式（以δ表示）和平面摇摆振动（以ρ表示）。
面外变形振动又分为非平面摇摆（以ω表示）和扭曲振动（以τ表示）。
（3）振动自由度振动自由度，即独立振动数，用来描述多原子分子振动形式的多少。
每个振动自由度相当于红外光谱图上一个基频吸收带。
即独立振动数，表示多原子分子振动形式的多少。
n3-n为原子数对非线性分子：6n3-对线性分子：53 红外吸收光谱产的条件和谱带强度3.1 分子吸收红外辐射的条件分子吸收红外辐射必须同时满足以下两个条件：（1）辐射应具有刚好满足振动跃迁所需的能量。
（2）只有能使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射。
3.2 吸收谱带的强度红外吸收谱带的强弱与分子偶极矩变化的大小有关，根据量子理论红外光谱的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。
如：c=c双键和c=0双键的振动，由于c=0双键振动时，偶极矩变化较c=c双键大，因此c=0键的谱带强度比c=c双大得多。
偶极矩的变化与固有偶极矩有关，一般极性比较强的分子或基团吸收强度都比较大3.3 基团振动与红外光谱区域红外光谱可分为基频区和指纹区两大区域（1）基频区(4000～1350cm1-)又称为特征区或官能团区，其特征吸收峰可作为鉴定基团的依据。
cm1-X－H伸缩振动区(4000～2500)cm1-三键及累积双键区(2500～1900)cm1-双键伸缩振动区(1900～1200)cm1-X－H弯曲振动区(1650～1350)cm1-（2）指纹区(1350～650)指纹区的吸收峰是由于c－c,c－0,c－x单键的伸缩振动以及分子骨架中多数基团的弯曲振动所引起。
4 影响基团频率位移的因素分子中各基团的振动并不是孤立的要受到分子中其它部分特别是邻近基团的影响，这种影响可分为内部因素和外部因素。
4.1内部因素（1）诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（蓝移）。
R-COR νC=O 1715cm-1；R-COH νC=Ｏ1730cm -1；R-COCl νC=Ｏ1800cm-1；R-COF νC=Ｏ1920cm-1；F-COF νC=Ｏ1928cm-1；R-CONH2νC=Ｏ1920cm-1（2）共轨效应：轭效应使共轭体系中的电子云密度平均化，结果使原来的双键略有伸长(即电子云密度降低)、力常数减小，使其吸收频率向低波数方向移动。
（3）氢键作用：氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。
（分子内氢键；分子间氢键）：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。
分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。
（4）空间效应：场效应；空间位阻；环张力（5）振动耦合：当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个“微扰”，从而形成了强烈的振动相互作用。
其结果是使振动频率发生变化，一个向高频移动，另一个向低频移动，谱带分裂。
振动耦合常出现在一些二羰基化合物中。
4.2 外部因素外部因素主要指测定时物质的状态以及溶剂效应等因素。
分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以观察到伴随振动光谱的转动精细结构。
液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时，可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致特征吸收带频率、强度和形状有较大的改变。
第二节红外吸收光谱仪1 红外光谱仪的主要部件1.1光源（1）能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20－50mm；室温下，非导体，使用前预热到800 ℃；特点：发光强度大；寿命0.5－1年；（2）硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长20－50mm；不需预热；两端需用水冷却。
1.2 吸收池因玻璃、石英等材料不能透过红外光，红外吸收池要用可透过红外光的NaCl、KBr等材料制成窗片。
用NaCl、KBr等材料制成的窗片需注意防潮。
固体试样常与纯KBr混匀压片，然后直接进行测定。
1.3 单色器单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。
色散元件常用闪耀光栅。
由于闪耀光栅存在次级光谱的干扰，因此，需要将光栅和用来分离次光谱的滤光器或前置棱镜结合起来使用。
1.4 检测器常用的红外检测器有高真空热电偶、热电量电计和光电导管三种。
（五）记录系统2 色散型红外吸收光谱仪色散型双光束红外光谱仪结构原理如图所示：3 Fourier变换红外光谱仪（FTIR）3.1 傅里叶变换红外光谱仪结构框图3.2 傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。
特点：（1）扫描速度极快（1s）；（2）适合仪器联用；（3）不需要分光，信号强，灵敏度很高；（4）.仪器小巧。
第四节红外吸收光谱分析1 试样的制备1.1 气体——气体池1.2 液体：（1）液膜法——难挥发液体（BP>>80 C）（2）溶液法——液体池溶剂：CCl4，CS2常用。
1.3 固体:（1）研糊法（液体石腊法）（2）KBr压片法（3）薄膜法2 红外吸收光谱分析红外光谱法广泛用于有机化合物的定性鉴定和结构分析。
2.1 已知物的鉴定将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。
如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。
如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。
2.2 未知物结构的测定（1）查阅标准谱图的谱带索引，以寻找试样光谱吸收带相同的标准谱图；（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由化学分类索引查找标准谱图对照核实。
（3）图谱解析谱图的解析至今尚无一定规则。
但一般来说可按照“先特征，后指纹；先最强峰．后次强峰；先粗查．后细找；先否定，后肯定” 的程序解析。
（4）图谱解析例例1 某化合物，测得分子式为C8H8O，其红外光谱如下图所示，试推测其结构式。
C8H8O红外光谱图解：特征区最强峰1687cm-1为C＝O的伸缩振动，因分子式中只含一个氧原子。
不可能是酸或酯，只能是醛或酮。
1600cm-1、1580cm-1、1450cm-1三个峰是苯环的骨架振动；3000cm-1附近的数个弱峰是苯环及CH3的C-H伸缩振动；指纹区760cm-1、692cm-1两个吸收峰结合2000－1667cm-1的一组泛频蜂说明为单取代苯。
l363 cm-1和1430 cm-1的吸收峰为甲基的C－H弯曲振动。
至此可初步推断该化合物为苯乙酮。
根据： =1+n4+(n3-n1)/2计算其不饱和度为5。
苯乙酮含有苯环及双键，故上述推断合理，进一步与标服谱图对照，证明推断正确。