红外光谱解析

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《红外光谱解析方法》课件

确定分子结构鉴别化合物
反应机理研究生物大分子研究
红外光谱能够提供分子中官能团和化学键的信息，有助于确定分子的结构。
红外光谱可以用于研究化学反应机理，通过分析反应前后红外光谱的变化可以推断出反应过程和机理。
02
红外光谱解析方法分类
Chapter
基线校正法
基线校正法是一种常用的红外光谱解析方法，主要用于消除基线漂移和噪声干扰，提高光谱的准确性和可
傅里叶变换法
傅里叶变换法是一种通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而解析红外光谱的方
法。
傅里叶变换法能够将复杂的光谱信号分解为多个简单的正弦波和余弦波的叠加，便于解析
和识别各种成分的特征峰。
傅里叶变换法需要高精度的光谱仪和计算机硬件，因此成本较高。
傅里叶变换法的优点是能够准确解析各种成分的特征峰，适用于复杂混合物和生物样品的分析。
《红外光谱解析方法》ppt课件
目录
• 红外光谱解析方法简介 • 红外光谱解析方法分类 • 红外光谱解析步骤 • 红外光谱解析实例 • 红外光谱解析的未来发展
01
红外光谱解析方法简介
Chapter
红外光谱的基本原理
红外光谱的产生
红外光谱是由于分子振动和转动能级跃迁而产生的，不同物质具有不同的能级分布，因此红外光谱具有特征性。
生物大分子的红外光谱解析在研究其结构和功能方面具有重要作用。通过分析生物大分子的红外光谱，可以了解其分子结构和分子间的相互作用，进而研究其在生命过程中的功能和作用机制。例如，在蛋白质的红外光谱中，可以观察到蛋白质二级结构的信息，这对于研究蛋白质的结构和功能具有重要意义。
05
红外光谱解析的未来发展

红外光谱解析

芳香烃：在1650-1450 cm-1.范围内，寻找中等到强的苯的吸收双峰 C::C, CH伸缩振动峰比烯烃更弱。 5. 如果没有上述功能团，可以试着找烷烃在3000 cm-1附近有个主吸收峰，是 C-H 伸缩峰. 谱图很简单， 1450 cm-1.还有个峰. 6. 如果还是不能确定，可以寻找烷基溴近寻找 C-H伸缩振动峰比较简单的谱图上，可以在667 cm-1附
10 （cm ）（m）
1
4
各种振动方式及能量
分子振动方式分为：
伸缩振动 -----对称伸缩振动 s ----反对称伸缩振动 as 弯曲振动 ----面内弯曲振动 ----剪式振动 s -----平面摇摆 -----面外弯曲振动- ----非平面摇摆 -----扭曲振动按能量高低为： as >
的，只有在立体结构上互相靠近的基团之间才能产生F效应，例如：

环己酮 4，4-二甲基环己酮 2-溴-环己酮 4，4-二甲基-2-溴-环己酮
C=O
1712
1712
1716
1728
-氯代丙酮的三个异构体的C=O 吸收频率不同
氢键效应
氢键使吸收峰向低波数位移，并使吸收强度加强，
例如： - 和-羟基蒽醌
二氧化碳的IR光谱

O=C=O

对称伸缩振动不产生吸收峰
O=C=O

反对称伸缩振动 2349
O=C=O

面内弯曲振动 667
O=C=O

面外弯曲振动 667
因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667/cm 二个吸收峰
二、IR光谱得到的结构信息
IR光谱表示法：

红外光谱谱图解析完整版

双键伸缩振动区 (4)1500 670 cm-1
X—Y伸缩， X—H变形振动区
2020/4/1
2、确定分子官能团和基团的吸收峰
（1） X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ） ① —O—H 3650 3200 cm-1 确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；
中红外区：远红外区：纯转动能级跃迁，变角、骨架振动；异构体、金属有机物、氢键
2020/4/1
一、认识红外光谱图
2020/4/1
1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）：很强；s（strong）：强； m（medium）：中强； w（weak）：弱。峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰、双峰等类型
变形振动亚甲基
2020/4/1
甲基的振动形式
伸缩振动甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动甲基
2020/4/1
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
2020/4/1
一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
前，要做未知物的初步分析红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的可能结构。
必要时查阅标图谱或与其他谱（1H NMR，13C NMR，MS）配合，确证其结构。
2020/4/1

红外光谱图解析方法大全

红外光谱图解析大全一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式：不饱和度Q = n4+1+(n3-n i)/2 其中：n4：化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3：化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n i:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-1 为不饱和碳C-H 伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1 一般为饱和C-H 伸缩振动吸收；(3)若在稍高于3000cm-1有吸收，则应在2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔2200~2100 cm-1，烯1680~1640 cm-1 芳环1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置(顺、反，邻、间、对)；( 4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团；( 5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820, 2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

二、熟记健值1. 烷烃：C-H 伸缩振动( 3000-2850cm-1) C-H 弯曲振动( 1465-1340cm-1) 一般饱和烃C-H 伸缩均在3000cm-1 以下，接近3000cm-1 的频率吸收。

2. 烯烃：烯烃C-H 伸缩(3100~3010cm-1)，C=C 伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H 面外弯曲振动( 1000~675cm-1)。

3. 炔烃：炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近)，三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。

4. 芳烃：芳环上C-H 伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。

红外光谱解析

generally absorbs only weakly. Hence, trained observer would not
interpret a strong peak at 1670 cm-1 to be a C=C double bond, nor would they interpret a weak absorption at this frequency to be due to a carbonyl group.
3
How to approach the analysis of a spectrum?
When analyzing the spectrum of an unknown, concentrate your first effort on determining the presence (or absence) of a few major functional groups. The C=O, OH, NH, CO, C=C, CC, CN, and NO2 peaks are the most conspicuous and give immediate structural information if they are present. Do not try to make a detailed analysis of the CH absorptions near 3000 cm-1; almost all compounds have these absorptions. Do not worry about subtleties of the exact environment in which the functional group is found. Following is a major checklist of the important gross features. 1. Is a carbonyl group present?

手把手教你红外光谱谱图解析

手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。

辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。

3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。

图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。

N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。

为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。

U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：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，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。

泛频峰：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产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。

特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。

4-3红外光谱解析

面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
（=C-H）
R1
H
CC
970 cm-1（强）
H
R2
R1
R3 CC
790-840 cm-1
R2
H （820 cm-1）
R1
R2 （=C-H）
H
CC H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
R1 C C H 990 cm-1
H
H 910 cm-1 （强）
1195 cm-1
C H3 C C H3 CH
3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。 n=1 770~785 cm-1 （中） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中）
n=3 730 ~740 cm-1 （中） n≥ 720 cm-1 （中强）
1300cm-1 ~ 910 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动、C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动、部分含氢基团的变形振动吸收。
910 ~ 650 cm-1区域是烯烃、芳烃的C-H的面外弯曲振动吸收位置，对结构敏感，吸收峰可用来确认化合物的顺反构型或苯环的取代类型。
第三节红外光谱解析
一、官能团区和指纹区
红外光谱
官能团区：4000~1300cm-1（1350） 2.5~7.7μm
指纹区：1300~600cm-1（1350~650） 7.7~16.7μm
官能团区：X-H的伸缩振动以及各种双键、叁键的伸缩振动吸收峰出现的区域，此区域内峰较稀疏，是鉴定工作最有价值的区域。

[物理]红外光谱解析

分析 IR 时，可将IR 谱分成二个区：
4000－1300cm -1为官能团区，各种基团及化学键的特征吸收峰均在此。 1300－660 cm -1 为指纹区。

1、羟基：醇、酚、羧酸、结晶水
OH
3700－3200cm –1。
1）游离型在3700－3500cm -1 ；
2）如有氢键缔合则于3550~3200 cm –1，且峰形宽。 3）羧酸中的νOH在3300～2500 cm-1间形成一个宽而强的吸收峰，中心在3000cm-1 左右。
伸缩振动（）: 对称伸缩振动（s）不对称伸缩振动（as）变形振动（）: 面内变形振动 (包括面内摇摆和剪式振动) 和面外变形振动(包括面外摇摆和扭曲振动)

振动形式

H2O分子的振动：
，（1545）
s （ 3652 ），as（ 3756 ）
CO2分子的振动亚甲基的振动
三、不饱和度的计算

从已知分子式计算不饱和度的公式：
Ω＝1+n4+(n3-n1)/2
n4为四价元素（碳）的原子数
n3为三价元素（氮）的原子数 n1为一价元素（氢或卤素）的原子数二价元素，如氧或硫不参加计算
三、IR的应用
IR的用途有二个：
一鉴定已知化合物（1）与已知物 IR对照，是否叠谱. （2）与标准图谱对照，是否一致. 二鉴定未知化合物（1）简单化合物依据分子式，不饱和度和IR 可以推导出结构式，（2）复杂化合物可找出主要基团（OH , C=0, 苯环等）和结构片断
气态时的乙醇红外图谱
乙醇红外图谱
芫荽萜醇的红外图谱
苯乙酸的红外图谱

如何进行红外光谱解析

如何进行红外光谱解析红外光谱解析是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的测试技术，通过分析物质在红外光波段的吸收和散射特性，可以获得物质的结构信息、成分组成以及其他相关性质。

本文将介绍红外光谱解析的基本原理、实验操作步骤以及数据分析方法，帮助读者了解如何进行红外光谱解析。

一、基本原理红外光谱解析的基本原理是物质分子在吸收红外光时，会发生振动和转动，并发生状态之间的转变。

这些振动和转动产生的谐振频率，与分子内部的键长、键角等结构参数有关，因此可以通过测量红外光谱图谱来了解物质的结构特征。

二、实验操作步骤1. 仪器准备：将红外光谱仪连接电源并打开。

根据待测物的性质，选择适当的样品盒（液态或固态）和检测模式（透射或反射）。

2. 样品处理：对于液态样品，取少量样品加入透射池中，移除气泡并将其密封；对于固态样品，将样品压制成片或粉碎并放置在反射盒中。

3. 启动仪器：根据仪器操作手册，进行光谱仪的启动和样品检测参数的设置。

4. 开始检测：点击仪器软件上的“开始”按钮，红外光谱仪开始发送红外光，并通过探测器接收返回的信号。

5. 数据采集：红外光谱仪会将接收到的信号转化为电信号，并通过数据采集软件记录下来。

采集过程通常需要数秒至数分钟。

6. 数据处理：获取红外光谱图谱后，使用特定的数据处理软件进行谱图展示和数据分析。

三、数据分析方法1. 谱图展示：使用数据处理软件将红外光谱图谱进行展示，在横轴上表示波数，纵轴表示吸收强度。

确保谱图的分辨率和信噪比足够高，以保证后续的数据分析准确性。

2. 峰值鉴定：根据谱图上的吸收峰，确定物质的各种官能团或键的存在。

通过比对已知物质的红外光谱数据库，寻找吸收峰的对应官能团或键。

3. 定量分析：利用谱图上的吸收峰的强度，可以进行物质的定量分析。

通过校正曲线或比色法等方法，计算物质的浓度或含量。

4. 结构确定：根据红外吸收峰的波数和强度，可以获得物质的结构信息。

通过对比不同官能团或键的红外吸收谱图，推测和确认物质的结构特征。

红外光谱解析

3
第一节基本原理与分子中原子的振动类型
一、基本原理双原子分子振动示意图
该振动符合物理学上的简偕运动，遵从虎克定律。
4
虎克定律：
1 K 1 K
2
m1m2 m1 m2
2
ν：振动频率
Ｋ：力常数（这里可看作是键能）
m1、m2：分别为两个原子的质量
μ：原子的折合质量从上式可看出：振动频率与键能成正比，与原子的折合质量成反比。
50
第一节朗勃-比尔定律与紫外吸收光谱图
一、朗勃-比尔定律
A log
I
ECL
A :吸光度 I0 E :消光系数
C : 溶液的浓度 L : 液层的厚度
溶液的浓度若用mol/L表示,则消光系数用ε
来表示,称为摩尔消光系数:
A CL
A
摩尔消光系数的大小CL
反映电子跃迁几率的高低
51
二、紫外吸收光谱图
9
3、原子的质量越大，振动吸收频率越低。
ν (cm-1) C__ H ～3000
C__ C 1200
C__ O 1100
ν (cm-1) C__ Cl 800
C__ Br 550
C __ I ～500
4、吸电子诱导效应使振动吸收频率升高。
O
O
= =
R-C-R
νC=O (cm-1)
1715
R-C-Cl
19
二、烯烃 1. ν=C-H
3100
δ 3. =C -H （面外）
2. νC= C
1680-1620
990和910两个峰
890
970
20
1—辛烯的红外光谱图
4
1

红外光谱解析方法

红外光谱解析方法红外光谱解析方法是一种常用的分析化学方法，可以用于对化合物的结构进行研究和鉴定。

红外光谱解析方法主要利用化合物在红外光的作用下，不同官能团的振动与转动引起红外光吸收的特性来分析化合物的结构。

本文将介绍一些常用的红外光谱解析方法，并给出一些结构分析实例。

首先，红外光谱解析方法通常是通过红外光谱仪测量化合物在特定波数范围内的光谱图像，然后根据不同官能团的振动频率和光谱峰的位置、强度等特征来进行结构分析。

以下是一些常用的红外光谱解析方法：1. 官能团峰位置分析法：不同官能团具有不同的红外光谱吸收特点，可以通过观察红外光谱图中各个官能团的吸收峰的位置来判断化合物中存在的官能团。

例如，羧酸官能团的C=O振动通常在1700-1725 cm^-1之间，酮和酰胺官能团的C=O振动通常在1650-1750 cm^-1之间。

2.官能团峰强度分析法：通过观察红外光谱图中各个官能团的吸收峰的强度可以推测化合物中该官能团的相对含量。

例如，苯环的C-H伸缩振动通常表现为较强的峰，而取代基的C-H伸缩振动通常较弱。

3.官能团复合分析法：化合物通常由多个官能团组成，各个官能团的振动频率和位置可以相互影响。

通过综合分析化合物中多个官能团的吸收峰的位置、强度等特征，可以进一步确定化合物的结构。

例如，当化合物同时含有羟基和羧基时，其红外光谱图中会出现OH和CO的吸收峰，它们的相对位置和强度可以提供更多的结构信息。

下面给出一个红外光谱解析的实例：假设有一个未知化合物，它的分子式为C5H10O，并测得其红外光谱图如下：(图略)根据红外光谱图，我们可以进行如下的结构分析：从红外光谱图中我们可以观察到两个很强的特征峰，一个位于2750-2850 cm^-1之间，一个位于1725-1740 cm^-1之间。

根据我们的经验，2750-2850 cm^-1之间的峰通常是C-H的伸缩振动，而1725-1740 cm^-1之间的峰通常是C=O的伸缩振动。

红外光谱的解析

红外光谱解析步骤
准备工作确定未知物的不饱和度
官能团分析
图谱解析
准备工作
1、了解样品的来源、外观和制样方法。 2、注意样品的纯度以及样品的元素分析及其它物理常数的测定结果。
确定未知物的不饱和度
不饱和度是表示有机分子中碳原子的不饱和程度。计算不饱和度UN的经验公式为： UN=1+n4+(n3-n1)/2 式中n4、n3、n1分别为分子中所含的四价（C、Si）、三价（N、P）和一价（H、F、 Cl、Br、I）元素原子的数目。二价原子如S、O等不参加计算。
注：与标准谱图核对，主要是对指纹区谱带的核对。在对照标准谱时，红外光谱的测试条件最好与标准谱图一致。
红外谱图解析实例
某化合物的分子式C6H14，红外谱图如下，试推测该化合物的结构。
解答
从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可能化合物为对称结构。从分子式可看出该化合物为烃类，不饱和度的计算： UN=（6×2+2-14）/2=0 表明该化合物为饱和烃类。由于1380cm-1的吸收峰为一单峰，表明无偕二甲基存在。775cm-1 的峰表明亚甲基基团是独立存在的。因此结构式应为：
Analysis: C8H8O
解答
IUPAC Name: acetophenone
Analysis: C3H10NO
解答
IUPAC Name: N-methylacetamide (N-methylethanamide)
Analysis: C4H8O2
C8H16O2
C7H6O2
某化合物的分子式C6H14，红外谱图如下，试推测该化合物的结构。
图谱解析
图谱的解析一般程序是先官能团区，后指纹区；先强峰后弱峰；先否定后肯定。首先在官能团区搜寻特征伸缩振动，再根据指纹区的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。最后再结合其它分析资料，综合判断分析结果，提出最可能的结构式，然后用已知样品或标准图谱对照，核对判断的结果是否正确。

红外光谱详解课件

06
习题与思考题
基础概念题
题目1
简述红外光谱的基本原理
答案1
红外光谱是利用物质对红外光的吸收特性来研究物质分子结构和组成的一种方法。当红外光与物质分子相互作用时，某些波长的光被吸收，形成特定的光谱图，通过分析这些
光谱图可以了解物质分子的振动和转动能级。
基础概念题
要点一
题目2
列举红外光谱中的主要吸收区域
要点二
答案2
红外光谱主要分为四个吸收区域，分别是近红外区（ 12500-4000 cm^-1）、中红外区（4000-400 cm^-1）、远红外区（400-10 cm^-1）和超远红外区（10-5 cm^-1）。其中中红外区是研究分子振动和转动能级的主要区域。
光谱解析题
题目3
根据给定的红外光谱图，分析可能的物质组成
分子转动
02
分子除了振动外，还会发生转动，转动也会产生能量变化，从
而吸收特定波长的红外光。
分子振动和转动与红外光谱的关系
03
分子振动和转动产生的能量变化与红外光的能量相匹配时，光
子会被吸收，形成红外光谱。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式决定了其吸收特定波长的红外光。不同化学键或基团具有独特的振动模式，形成了特征的红外光谱。
镜反射后相干叠加。
检测器
检测器用于检测干涉仪产生的相干光束，将光信号转换为电信号。
光谱采集系统
光谱采集系统负责收集检测器输出的电信号，并将其转换为光谱数据。
傅里叶变换红外光谱技术
傅里叶变换
傅里叶变换是一种数学方法，用于将干涉图转换为光谱图。通过傅里叶变换，可以获得样品的红外光谱。
分辨率

红外光谱解析方法

红外光谱解析方法
红外光谱解析方法主要包括以下四个步骤：
1. 收集红外光谱数据：这是解析红外光谱的第一步，可以通过实验或在线数据库获得红外光谱数据。

2. 绘制红外光谱图：将收集到的红外光谱数据以图形形式表示出来，横轴为波数（单位为cm^-1），纵轴为透射比或吸光度。

3. 观察红外光谱图：观察红外光谱图可以发现不同物质的红外光谱具有不同的特征峰，这些特征峰的位置和强度反映了物质的结构和组成。

4. 解析红外光谱图：通过比对已知的红外光谱数据库或利用化学计量学方法对未知的红外光谱进行解析，可以推断出物质的结构和组成。

在具体解析红外光谱时，可以参考以下方法：
1. 谱库对比：适用于单一物质和均聚物，对于多组分共聚物检索匹配度不高；谱库涵盖不高的情况下无法匹配出对应物质。

2. 排除法：不能确定物质是什么，通过排除法确定不是什么物质，如1870cm-1-1550cm-1没有出现对应的特征峰，则代表此物质不含羰基基团C=O，从而判定物质不属于聚酯、聚酰胺等含羰基高聚物。

3. 认可法：主要吸收带对应主要官能团位置。

4. 排除与认可结合法：按谱带位置、相对强度、形状确定某些基团的存在，同时排除某些结构。

实际谱图解析过程中，可能需要上述四种方法相结合同时应用才能更准确的解析红外光谱图。

04 红外光谱分析

红外光谱又称为分子振动转动光谱，也是一种分子吸收光谱。红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，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。
E E2 E1 光子 hv Ee Ev E j
分子的三种能级跃迁示意图
一、红外光区的划分
不饱和度: =1+n4+(n3-n1)/2 式中n4、n3、n1、分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。二价原子如S、O 等不参加计算。 =0时，表示分子是饱和的，不含双键; =1时，可能有一个双键或脂环； =2时，可能有两个双键和脂环，也可能有一个叁键； =4时，可能有一个苯环等。
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为 0.75 ~ 1000µ m。
红外光谱的三个波区
区域近红外区（泛频区）波长/nm 0.75~2.5 波数/cm-1 13158~4000 4000~400 400~10 能级跃迁类型键的倍频吸收分子振动，伴随转动分子转动
中红外区（基本振动区） 2.5~25 远红外区（转动区） 25~1000
硅碳棒

投射样品池检测器：对红外光响应真空热电偶：温差转变为电势热释电检测器（硫酸三苷肽TGS）：温度升高释放电荷，响应速度快碲镉汞（MCT）检测器：灵敏度高，响应速度快

二、Fourier变换红外光谱仪（FTIR）与色散型红外光度计的主要区别在于干涉仪和电子计算机两部分。 Fourier变换红外光谱仪没有色散元件，主
色散型红外光谱仪的组成部件与紫外-可见分光光度计相似，但每一个部件的结构、所用的材料及性能不同。红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间；而紫外-可见分光光度计是放在单色器之后。

红外光谱原理及解析

红外光谱原理及解析红外光谱（Infrared Spectroscopy）是一种常见的分析技术，通过检测物质在红外辐射下发生的振动、转动和伸缩等分子的运动引起的能级跃迁，来获取物质的结构信息和化学特性。

红外光谱广泛应用于化学、生物、药物、材料等领域，为科学研究和工业生产提供了有力的工具。

红外光谱的原理主要基于分子吸收红外辐射的现象。

分子由原子通过共价键连接而成，光谱的测量是根据分子中一些特定键的振动模式对入射光的吸收。

利用红外光谱仪，通过在样品中通过红外光或者红外辐射，使样品中的分子以不同的方式振动，然后测量样品中被吸收或反射的红外光强度的变化。

红外光谱通常使用波数（cm-1）作为横坐标，波数是以光的频率而非波长为单位的。

不同的分子和它们的化学键具有不同的振动频率和振动强度，这些不同的频率和强度表现为光谱上不同的峰和强度。

红外光谱可以分为三个区域：近红外区（4000-1400 cm-1）、中红外区（4000-400 cm-1）和远红外区（400-10 cm-1）。

在这三个区域，最常用的是中红外区域，因为大多数有机化合物和无机物的振动吸收位于该区域。

中红外光谱主要包括振动伸缩、弯曲、转动和振转结合等谱带。

振动伸缩谱带主要来自于有机分子中的C-H、O-H、N-H和C-O键等的振动。

弯曲谱带来自于烷基、芳香和杂环等分子中的键角弯曲振动。

转动谱带来自于小分子和气体的转动运动。

而振转结合谱带是指一些具有较高分子对称性的物质在红外光谱中表现出的特殊谱带。

红外光谱的解析和分析可以通过比对红外光谱仪测得的光谱图和对应的标准谱图库进行。

这些标准谱图库包括已知物质的红外光谱图，可以通过比对谱带的位置和强度与标准样品进行鉴定和分析。

此外，红外光谱还可用于物质浓度测定、物质含量定量、反应动力学研究等。

在实际应用中，红外光谱常常与其他技术结合使用，如液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）等。

通过与这些技术结合，可以实现对混合物中不同组分的定性和定量分析，提高分析能力和准确性。