红外光谱总结
有机波谱学 红外光谱总结
总结当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
红外光谱总结
第2章 红外光谱通常红外光谱（infrared spectroscopy, IR ）是指波长2~25 μm 的吸收光谱（即中红外区），这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动，虽然分子的转动所涉及的能量变化较小，处在远红外区域，但转动运动影响振动的偶极矩变化，因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
中红外区：绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在，主要是振动能级的跃迁； 远红外区：分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数（ν̅）单位是cm -1。
波长和波数的关系是：ν̅(cm −1)=104λ(μm)4. 胡克定律：ν̅=12πc √K μ其中：μ——折合质量，μ=m 1m2m 1+m2，单位为kg ； K ——化学键力常数，与化学键的键能呈正比，单位为N·m -1； ν̅——波数；c ——真空中的光速。
（1）因为K C≡C >K C=C >K C−C ，红外频率νC≡C >νC=C >νC−C 。
（2）与碳原子城建的其他原子，随着其原子质量的增大，折合质量也增大，则红外波数减小。
（3）与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。
（4）弯曲振动比伸缩振动容易，弯曲振动的K 均较小，故弯曲振动吸收在低波数区。
5. 光谱选律：原子和分子与电磁波作用发生能级跃迁是要服从一定的规律的，这些规律由量子化学解释。
红外光谱知识点
红外光谱知识点一、红外光谱的基本原理。
1. 概念。
- 红外光谱（Infrared Spectroscopy，IR）是分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。
2. 分子振动类型。
- 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动，又分为对称伸缩振动（νs）和不对称伸缩振动（νas）。
例如，对于亚甲基（-CH₂ -），对称伸缩振动时两个C - H键同时伸长或缩短；不对称伸缩振动时一个C - H键伸长，另一个缩短。
- 弯曲振动：又称变形振动，是使键角发生周期性变化而键长不变的振动。
它包括面内弯曲振动（如剪式振动δ、面内摇摆振动ρ）和面外弯曲振动（如面外摇摆振动ω、扭曲振动τ）等。
以水分子为例，H - O - H的键角可以发生弯曲变化。
3. 红外吸收的条件。
- 分子振动必须伴随偶极矩的变化。
具有对称中心的分子，如二氧化碳（O = C = O），其对称伸缩振动不产生偶极矩变化，所以在红外光谱中没有该振动的吸收峰；而不对称伸缩振动产生偶极矩变化，有吸收峰。
- 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等。
根据E = hν（h为普朗克常量，ν为频率），只有当红外光的频率与分子振动频率相匹配时，才会发生吸收。
二、红外光谱仪及其工作原理。
1. 仪器类型。
- 色散型红外光谱仪：主要由光源、单色器、样品池、检测器和记录系统等部分组成。
光源产生的红外光经过单色器分光后，依次通过样品池和参比池，被样品吸收后的光强与参比光强比较，检测器检测光强的变化并转换为电信号，经记录系统得到红外光谱图。
- 傅里叶变换红外光谱仪（FT - IR）：基于迈克尔逊干涉仪原理。
光源发出的光经过干涉仪后变成干涉光，再照射到样品上，样品对干涉光有选择地吸收，含有样品信息的干涉光被检测器检测，经计算机进行傅里叶变换处理后得到红外光谱图。
它具有分辨率高、扫描速度快、光通量高等优点。
红外波谱知识点总结
红外波谱知识点总结一、波数波数是红外光谱中的重要指标，它用来描述吸收的红外辐射的频率。
通常以cm-1（厘米的倒数）为单位来表示。
波数与波长之间存在反比关系，即波数=1/波长。
在红外光谱中，不同的化学键和基团具有特定的吸收波数，因此波数可以用来识别物质中特定的功能基团。
二、吸收峰吸收峰是红外光谱中的一个重要概念，它表示物质吸收红外辐射的特征。
吸收峰的位置（波数）和强度（吸收率）可以反映物质的结构和组成。
不同的化学键和基团在红外光谱中有特定的吸收峰，因此可以通过分析吸收峰来确定物质的化学成分和结构。
三、强度红外光谱中的吸收峰强度反映了物质对红外辐射的吸收能力。
吸收峰的强度与物质的浓度和吸收截面有关。
强度的大小可以反映物质的含量，因此可以用来定量分析物质。
四、红外活性基团红外活性基团是指能够吸收红外辐射的化学基团。
不同的功能基团具有不同的吸收特征，因此可以通过分析红外光谱中的吸收峰来确定物质中的功能基团。
常见的红外活性基团包括羟基、羰基、羧基、氨基、硫醚基等。
五、光谱解释光谱解释是红外光谱学中的一个重要环节，它包括确定吸收峰的来源、分析化合物的结构和功能基团、判断化合物的同分异构体等。
光谱解释需要结合化学知识和实验经验，通过对红外光谱的吸收特征进行分析，来推断物质的结构和性质。
六、应用红外波谱学在化学、生物、医学、环境等领域有着广泛的应用。
在有机化学中，红外光谱可以用来判断化合物的结构和功能基团，鉴定有机物的同分异构体等。
在生物医学领域，红外光谱可以用来检测生物分子的结构和含量，研究生物分子的相互作用等。
在环境监测中，红外光谱可以用来分析空气中的污染物、土壤中的有机物等。
可以说，红外波谱学已经成为现代科学研究和生产中不可或缺的分析技术之一。
综上所述，红外波谱学是一门重要的分析技术，它通过对物质对红外辐射的吸收特征进行分析，来研究物质的结构和性质。
波数、吸收峰、强度、红外活性基团、光谱解释等是红外波谱学中的重要知识点，通过对这些知识点的理解，可以更好地应用红外波谱学进行科研和生产。
有机波谱学 红外光谱总结
总结当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
红外光谱必备知识
红外光谱（I R）（Infrared Spectroscopy）【1 】（2007-12-22 12:54:17）町标签：我记录我的校园教育杂谈ir 第一节：概述1、红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。
红外光的能量（厶E=0.05-1.0ev）较紫外％（△ E=1-20ev ）低，当红外光照射分子时不足以引起分子中价电子能级的跃迁，而能引起分子振动能级和转动能级的跃迁，故红外吸收光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。
2、红外光谱的特点：特征性强、适用范围广。
红外光谱对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性，构成化合物的原子质量不同、化学键的性质不同、原子的连接次序和空间位置不同都会造成红外光谱的差别。
红外光谱对样品的适用性相当广泛，无论固态、液态或气态都可进行测定。
3、红外光谱波长覆盖区域：0.76 mm ~ 1000mm.红外光按其波长的不同又划分为三个区段。
（1 ）近红外：波长在0.76-2.5mm之间（波数12820-4000cm-1）（2）中红外：波长在2.5-25mm （在4000-400 cm-1 ）通常所用的红外光谱是在这一段的（ 2.5-15mm,即卩4000-660 cm-1 ）光谱范围，本章内容仅限于中红外光谱。
（3）远红外：波长在25~1000mm （在400-10 cm-1 ）转动光谱出现在远红外区。
4、红外光谱图：当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要吸收能量，从原来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子吸收红外光的情况用仪器记录，就得到红外光谱图。
5、红外光谱表示方法：（1）红外光谱图红外光谱图以透光率T %为纵坐标，表示吸收强度，以波长l （ mm）或波数s （cm-1）为横坐标，表示吸收峰的位置，现主要以波数作横坐标。
波数是频率的一种表示方法（表示每厘米长的光波中波的数目）。
通过吸收峰的位置、相对强度及峰的形状提供化合物结构信息，其中以吸收峰的位置最为重要。
红外光谱计算总结
红外光谱计算总结1.红外光谱产生的原因分子产生红外光谱的原因简单的说是因为分子的振动使得偶极发生了变化。
偶极子发生转动发射电磁波。
因为波长一般在红光波长长，所以称红外光谱。
红外谱是分子内振动能级跃迁的产物，电磁波导致分子振动，偶极距发生变化，偶极子转动发射电磁波· 拉曼谱是散射谱，当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼效应。
这种非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射和喇曼散射合起来所形成的光谱称为喇曼光谱。
由于拉曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家拉曼等所发现。
拉曼谱是原子核振动引起的电子极化发生变化导致的2.GAUSSIAN模拟红外光谱的基本步骤HF，MP2，DFT等方法都可以进行红外光谱的模拟计算。
产生有借鉴价值结果的最小基组是6-31G*。
所以一般情况下要得到很可靠的数值都采用更大的基组，如6-311+G**等。
首先，要对模型分子进行优化。
在此处切记，优化和FREQ使用的方法和基组一定要保持一致。
倘若不一样，在进行FREQ计算时，所输入的构型不会被认为是稳定点。
其次，倘若你无需计算RAMAN光谱，请你加上FREQ=NORAMAN关键词，这或许可以帮你节省不止一半的时间。
特别对于大分子来说，这点更显得重要了。
3. 输出文件的运用技巧用GVIEW打开输出文件，点RESULT里的Vibrations便可以看到红外的数值和振动模式。
因为GVIEW3.0 不能对频率进行自动校正，所以出现了一个很大的麻烦。
计算出来的频率看起来比实际值大很多。
怎么解决这个问题呢？点spectrum, 然后让其生成IR谱图，点右键保存为TXT文件。
然后用origin倒入然后编辑即可。
可以很轻松的帮你计算校正因子。
ORIGIN得到的图还很漂亮。
4. 关于校正因子GAUSSIAN 计算的是简偕振动频率，因此在低频率振动模式计算中（非简偕振动明显），经过校正后的频率值要比实验值高。
红外光谱总结
第2章 红外光谱通常红外光谱（infrared spectroscopy, IR ）是指波长2~25 μm 的吸收光谱（即中红外区），这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动，虽然分子的转动所涉及的能量变化较小，处在远红外区域，但转动运动影响振动的偶极矩变化，因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
中红外区：绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在，主要是振动能级的跃迁； 远红外区：分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数（ν̅）单位是cm -1。
波长和波数的关系是：ν̅(cm −1)=104λ(μm)4. 胡克定律：ν̅=12πc √K μ其中：μ——折合质量，μ=m 1m2m 1+m2，单位为kg ； K ——化学键力常数，与化学键的键能呈正比，单位为N·m -1； ν̅——波数；c ——真空中的光速。
（1）因为K C≡C >K C=C >K C−C ，红外频率νC≡C >νC=C >νC−C 。
（2）与碳原子城建的其他原子，随着其原子质量的增大，折合质量也增大，则红外波数减小。
（3）与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。
（4）弯曲振动比伸缩振动容易，弯曲振动的K 均较小，故弯曲振动吸收在低波数区。
5. 光谱选律：原子和分子与电磁波作用发生能级跃迁是要服从一定的规律的，这些规律由量子化学解释。
第7章 红外吸收光谱法总结
(1) 1300 900 cm-1 X—Y伸缩振动， X—H变形振动区
(2) 900 600 cm-1 苯环面外弯曲振动 用于精细结构的区分，帮助鉴别烃类、苯环的取代程度和顺反构型等
§7.3 红外光谱仪
二、傅里叶变换红外吸收光谱仪 （干涉型）
四、固体样品（了解）
1、压片法 光散射现象较严重 KCl、KBr在加压下呈现所谓冷胀现象并变为可塑物，在中红外 光区完全透明，因此常用作固体样品的稀释剂。 稀释剂的比例：样品/稀释剂≈ 1/100 稀释剂的要求：纯度高、粒度小于2.5μm、不含水分。 油压机压力：5~10×107Pa (5~10t/cm2)；加压同时要抽去空气。
§7.5 红外光谱分析的应用
（2）不饱和度（Ω）
定义：分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。
化合物 Cn 4 Hn1On 2
n3 n1 1 n4 2
注意：n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价元素 的原子的数目 二价的O、S不参与计算 Ω =0 分子呈饱和状态； Ω =1 分子含一个双键或一个饱和环；
一、官能团区和指纹区
1、红外光谱信息区
依据基团的振动形式，
• 官能团区可再分为四个区： (1) 4000 2500 cm-1
氢键区， X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）
(2) 2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
(3) 2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区
例： C9H8O2
Ω = 9 +（0 – 8 ）/ 2+1 = 6
Ω =2 分子含一个三键 或 两个双键 或 两
红外波谱知识总结
红外光谱的分类：近红外区（泛频区）：12820~4000；中红外区（基本转动-振动）4000~400；远近红外区（骨架振动区）400~20.说明：从IR谱的整个范围来看，可分为4000~1350cm-1与1350~650 cm-1两个区。
4000~1350cm-1区域是由是伸缩振动产生的吸收带，光谱比较简单但具有很强的特征性，称为官能团区。
其中：4000~2500cm-1高波数一端有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O—H、N—H、C —H、S—H键的伸缩振动吸收带；2500~1900cm-1波数范围出现力常数大的三键、累积双键，如—C三C—、—C三N，—C二二C二C—、—C二C二O—、—N二C二O—等的伸缩振动吸收带；（三为三键，二为双键）1900cm-1以下的低波数端有碳碳双键、碳氧双键、碳氮双键、及硝基等伸缩振动和芳环的骨架振动；1350~650cm-1区域，有C—O、C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。
该区域中的各峰的吸收位置受整体分子的结构影响较大，分子结构稍有不同，吸收，吸收就有细微差异，称为指纹区。
指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
依照图记忆：第一，4000~2500cm-1C—H：（3000~3300）—C—H：2960~2850(强) <3000二C—H：3100~3010 (中) <3100 C—H都是<3300的；三C—H：3310~3300(强) ~3300苯环上的氢：3110~3010（中）和烯氢相似；N—H：（3300~3500）一级胺：（游离）3490~3400（中）处有两个吸收峰；缔合的减少100；（和炔氢相似）二级胺：（游离）3500~3300有一个吸收峰O—H：（3600）(3100-3700)酚羟基：（游离）3611~3603（峰尖）；（缔合）3500~3200（峰替较宽）；醇羟基：（游离）3650~3610（峰尖）；（缔合）3500~3000：二聚在3600~3500；多聚3400~3200（峰替较宽）；醚：无O—H峰醛羰基中C—H在2720第二，2500~1900cm-1C三C键：RC三CH，2140~2100（弱），三C—H：3310~3300(强)，在700~600有三C—H弯曲振动，有用；RC三CR’：2260~2190乙炔和对称二取代乙炔，因为对称没有。
红外波谱知识总结
红外光谱的分类：近红外区（泛频区）：12820~4000；中红外区（基本转动-振动）4000~400；远近红外区（骨架振动区）400~20.说明：从IR谱的整个范围来看，可分为4000~1350cm-1与1350~650 cm-1两个区。
4000~1350cm-1区域是由是伸缩振动产生的吸收带，光谱比较简单但具有很强的特征性，称为官能团区。
其中：4000~2500cm-1高波数一端有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O—H、N—H、C —H、S—H键的伸缩振动吸收带；2500~1900cm-1波数范围出现力常数大的三键、累积双键，如—C三C—、—C三N，—C二二C二C—、—C二C二O—、—N二C二O—等的伸缩振动吸收带；（三为三键，二为双键）1900cm-1以下的低波数端有碳碳双键、碳氧双键、碳氮双键、及硝基等伸缩振动和芳环的骨架振动；1350~650cm-1区域，有C—O、C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。
该区域中的各峰的吸收位置受整体分子的结构影响较大，分子结构稍有不同，吸收，吸收就有细微差异，称为指纹区。
指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
依照图记忆：第一，4000~2500cm-1C—H：（3000~3300）—C—H：2960~2850(强) <3000二C—H：3100~3010 (中) <3100 C—H都是<3300的；三C—H：3310~3300(强) ~3300苯环上的氢：3110~3010（中）和烯氢相似；N—H：（3300~3500）一级胺：（游离）3490~3400（中）处有两个吸收峰；缔合的减少100；（和炔氢相似）二级胺：（游离）3500~3300有一个吸收峰O—H：（3600）(3100-3700)酚羟基：（游离）3611~3603（峰尖）；（缔合）3500~3200（峰替较宽）；醇羟基：（游离）3650~3610（峰尖）；（缔合）3500~3000：二聚在3600~3500；多聚3400~3200（峰替较宽）；醚：无O—H峰醛羰基中C—H在2720第二，2500~1900cm-1C三C键：RC三CH，2140~2100（弱），三C—H：3310~3300(强)，在700~600有三C—H弯曲振动，有用；RC三CR’：2260~2190乙炔和对称二取代乙炔，因为对称没有。
红外光谱(最全-最详细明了)、、
υC=O(cm–1) 1663 1686 1693
(7)振动偶合效应：分子内有近似相同频率且位于相邻部位的振动基团彼此相互作用，产生两种以上基团参加的混合振动。
波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所含光波的数目。波长或波数可以按下式互换：
一般扫描范围在4000~400cm-1。
4.红外吸收光谱产生的条件
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。
*
(3) 检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象 涂黑金箔接受红外辐射； 傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器； TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)； 响应速度快；高速扫描；
如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构，两者的吸收皆能在红外谱图上找到，但烯醇式的υC=O较酮式υC=O弱，说明稀醇式较少。
CH3-CO-CH2-COO-C2H5 CH2-C(OH)=CH-COOC2H5 υC=O 1738(s)，1717(s) υC=O与υC=C在1650cm-1(w) υOH3000cm-1
两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）
*
日本岛津公司的 DT-40 FT-IR
*
干涉仪
光源
样品室
检测器
显示器
绘图仪
计算机
干涉图
光谱图
FTS
*
红外光谱学习必知知识
(1) 通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(13330~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)和远红外区(400~10cm-1)。
通常所说的红外光谱即指中红外光谱。
(2)按吸收峰的来源，可以将4000~400cm-1的红外光谱图大体上分为特征频率区（4000~1300cm-1）以及指纹区（1300~400cm-1）两个区域。
其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生，数目不是很多，但具有很强的特征性，因此在基团鉴定工作没有强的特征性，主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
(3)在定性分析过程中，除了获得清晰可靠的图谱外，最重要的是对谱图作出正确的解析。
所谓谱图的解析就是根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，进而推定分子的结构。
简单地说，就是根据红外光谱所提供的信息，正确地把化合物的结构“翻译”出来。
往往还需结合其他实验资料，如相对分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱及质谱等数据才能正确判断其结构。
红外光谱的分区400-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。
2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息(4)红外图谱的解析步骤1）准备工作在进行未知物光谱解析之前，必须对样品有透彻的了解，例如样品的来源、外观，根据样品存在的形态，选择适当的制样方法；注意视察样品的颜色、气味等，它们住往是判断未知物结构的佐证。
还应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。
红外光谱知识点总结
红外光谱知识点总结一、红外光谱的基本原理1. 红外辐射红外光波长范围为0.78～1000微米，是可见光和微波之间的一部分光谱。
物质在光谱范围内会吸收、散射和发射红外光。
这些过程可以用来获取物质的结构信息。
2. 分子振动分子在吸收红外辐射时，分子内部的振动模式会发生变化，这些振动模式会导致物质对不同波长的红外光有不同的吸收峰。
根据分子结构、键的类型和位置不同，红外吸收峰会出现在不同的波数位置。
3. 红外吸收谱红外吸收谱是将物质对不同波数的红外光的吸收强度绘制成图谱。
在红外吸收谱中，不同的振动模式会对应不同的吸收峰，通过谱图的解析可以得到物质的结构信息。
4. 红外光谱仪红外光谱仪是用于测定物质的红外吸收光谱的仪器，它主要包括光源、分光器、样品室、检测器和数据处理系统等部分。
常见的红外光谱仪有光散射型、光路差型和干涉型等。
二、红外光谱的仪器分析技术1. 光散射型红外光谱仪光散射型红外光谱仪是通过散射光进行分析的，它适用于固态样品和粉末样品的分析。
该仪器操作简单，对样品的要求不高，但是分辨率较低。
2. 光路差型红外光谱仪光路差型红外光谱仪利用干涉光进行分析，可以获得高分辨率的红外光谱。
它适用于高精度的定量分析和结构鉴定，但是对样品的平整度和光路的稳定性要求较高。
3. 干涉型红外光谱仪干涉型红外光谱仪采用光源产生的连续光通过光栅或凸透镜分散成各个不同波数的光线，对于样品吸收光线的强度进行检测，然后通过计算机进行数据处理。
其优点是分辨率高、峰型窄、精确度高，适用于各种样品的定性、定量和成分分析。
4. 远红外光谱和近红外光谱远红外光谱仪可以用于检测液体样品和气态样品，其波数范围在4000～400 cm-1之间。
而近红外光谱则适用于固态和半固态样品的分析，波数范围在12500～4000 cm-1之间。
三、红外光谱的谱图解析1. 物质的结构信息根据红外光谱谱图的解析可以获得物质的结构信息，如键的种类、键的位置、分子的构型等。
红外光谱总结
3515cm-1
2895 cm-1 0．01M 0．1M 0．25M 1．0M
2950cm-1
3640cm-1
3350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
2：1800-1780 cm-1
H C C R
R1 C C R 2
谱图
对比
烯烃顺反异构体
3.醇（—OH）
O—H，C—O
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(11α″ β
υ
（C-O）
OH
υ
伯-OH 游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 ⅱ 顺强，反弱
ⅲ 四取代（不与O，N等相连）无υ
ⅳ 端烯的强度强
（C=C）峰
ⅴ共轭使υ
下降20-30 cm-1 （C=C）
H C C R R1 C C R2
υ υ
C C
2140-2100cm-1 （弱） 2260-2190 cm-1 （弱）
C C
c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
（—OH） 3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
α 支化：-15 cm-1 α 不饱和：-30 cm-1
—OH基团特性
分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1 分子内氢键：
R1 H R1 H R1 R2 C C C C C C
R2 H
（=C-H）
800-650 cm-1 （690 cm-1）
红外光谱计算总结
红外光谱计算总结1.红外光谱产生的原因分子产生红外光谱的原因简单的说是因为分子的振动使得偶极发生了变化。
偶极子发生转动发射电磁波。
因为波长一般在红光波长长，所以称红外光谱。
红外谱是分子内振动能级跃迁的产物，电磁波导致分子振动，偶极距发生变化，偶极子转动发射电磁波· 拉曼谱是散射谱，当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼效应。
这种非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射和喇曼散射合起来所形成的光谱称为喇曼光谱。
由于拉曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家拉曼等所发现。
拉曼谱是原子核振动引起的电子极化发生变化导致的2.GAUSSIAN模拟红外光谱的基本步骤HF，MP2，DFT等方法都可以进行红外光谱的模拟计算。
产生有借鉴价值结果的最小基组是6-31G*。
所以一般情况下要得到很可靠的数值都采用更大的基组，如6-311+G**等。
首先，要对模型分子进行优化。
在此处切记，优化和FREQ使用的方法和基组一定要保持一致。
倘若不一样，在进行FREQ计算时，所输入的构型不会被认为是稳定点。
其次，倘若你无需计算RAMAN光谱，请你加上FREQ=NORAMAN关键词，这或许可以帮你节省不止一半的时间。
特别对于大分子来说，这点更显得重要了。
3. 输出文件的运用技巧用GVIEW打开输出文件，点RESULT里的Vibrations便可以看到红外的数值和振动模式。
因为GVIEW3.0 不能对频率进行自动校正，所以出现了一个很大的麻烦。
计算出来的频率看起来比实际值大很多。
怎么解决这个问题呢？点spectrum, 然后让其生成IR谱图，点右键保存为TXT文件。
然后用origin倒入然后编辑即可。
可以很轻松的帮你计算校正因子。
ORIGIN得到的图还很漂亮。
4. 关于校正因子GAUSSIAN 计算的是简偕振动频率，因此在低频率振动模式计算中（非简偕振动明显），经过校正后的频率值要比实验值高。
红外光谱(最全_最详细明了)、、
υS
不对称 伸缩振动
υ as
面内变 形振动
δ 面内
面外变 形振动 δ 面外
面内摇摆 ρ
剪式振动
δs
面外摇摆 ω 扭曲振动 τ
5．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)
（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。
（3）瞬间偶极矩大，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；
（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.
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
T%= I/I0×100%， I是透过强度，Io为入射强度。 横坐标：上方的_ 横坐标是波长λ，单位μm;下方的横坐
标是波数（用 表示，波数大，频率也大），单位是
cm-1。
波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所含光波的 数目。波长或波数可以按下式互换：
_
( cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)
(2)不需要分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。
04:50:25
傅里叶变换红外光谱仪工作原理图
04:50:25
4. 色散型红外光谱仪主要部件
(1) 光源
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 C； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年； 硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长2050mm；不需预热；两端需用水冷却；
红外光谱总结
红外光谱总结红外光谱技术是一种非常重要的分析方法，广泛应用于各个领域。
它通过测量物质与红外辐射相互作用的情况，来获得物质的结构信息。
红外光谱技术的出现和发展，为我们的科研和实际应用工作提供了很多便利，下面将简要总结红外光谱的原理、应用以及存在的一些问题。
一、红外光谱的原理红外光谱技术基于物质分子之间通过振动和转动的相互作用来吸收红外辐射能量的原理。
在红外光谱仪中，光源会发出一段连续频率的红外辐射，经过样品后，被探测器接收并转化成电信号。
样品不同结构的分子对不同频率的红外辐射有不同程度的吸收，通过对样品的吸收光谱进行记录和分析，就可以推测出样品的组成和结构信息。
二、红外光谱的应用红外光谱技术在各个领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用：1.化学领域：红外光谱可以用于定性和定量分析物质的化学成分，如鉴定有机化合物的分子结构和功能基团，分析无机盐的结构等。
2.医药领域：红外光谱可用于药物质量检验、药物成分鉴定、药物配方优化等方面。
3.生物学领域：通过红外光谱可以研究生物大分子的结构与功能关系，如蛋白质的二级和三级结构、DNA/RNA的结构等。
4.环境领域：红外光谱可以用于水质和空气质量监测，如分析水中有机物、重金属等的浓度。
5.材料科学：红外光谱可用于材料组成和结构分析，如纤维材料的鉴定、聚合物的结构表征等。
三、红外光谱存在的问题虽然红外光谱技术已经相当成熟，但仍然存在一些问题需要解决：1.样品制备：不同样品的制备过程可能会对光谱结果产生影响，特别是对于复杂的样品，如生物样品，制备工艺需要严格控制以保证准确性。
2.峰重叠：在红外光谱中，不同波数区间的吸收峰往往会相互重叠，这会导致峰的解析度降低，使得对样品的结构分析变得困难。
3.数据处理：对于大量的红外光谱数据进行处理和分析是一项复杂的工作，需要提供高效和准确的数据处理方法。
四、红外光谱的未来发展随着科学技术的进步，红外光谱技术也将不断发展完善。
未来发展的方向包括：1.提高灵敏度：通过改进红外光谱仪和探测器的性能，提高仪器的灵敏度，能够对更小浓度和更小样品量的样品进行分析。
傅里叶红外光谱吸收峰总结
傅里叶红外光谱吸收峰总结一、红外光谱基本原理红外光谱是一种基于分子振动和转动能级跃迁的谱学技术。
当红外光照射样品时，样品中的分子会吸收特定波长的红外光，导致光谱的吸收峰。
这些吸收峰的位置和强度可以用于确定分子的结构和化学键信息。
二、红外光谱仪器及实验方法红外光谱仪器主要由光源、单色器、样品池、检测器和记录器组成。
实验过程中，需要制备合适的样品，并进行背景消除、平滑处理等操作。
常用的样品制备方法包括涂膜、液膜、粉末法和晶体法等。
三、红外光谱数据分析红外光谱数据分析主要包括峰识别、峰归属和峰强度解释。
通过比对已知的红外光谱数据库和文献资料，可以初步确定未知样品的化学键类型和分子结构。
同时，还可以利用峰强度解释进一步分析样品的相对含量和化学环境。
四、红外光谱图谱解析红外光谱图谱解析是利用已知的红外光谱数据库和谱图解析软件，对未知样品的红外光谱进行解析的过程。
解析过程中需要注意峰的形状、位置和相对强度等信息，同时结合样品的物理化学性质和结构信息进行综合分析。
五、红外光谱应用实例红外光谱技术广泛应用于化学、材料科学、生物学和医学等领域。
例如，在化学领域中，红外光谱可以用于研究化合物的结构和化学键信息；在材料科学领域中，红外光谱可以用于研究材料的微观结构和性能；在生物学领域中，红外光谱可以用于研究生物分子的结构和相互作用等；在医学领域中，红外光谱可以用于研究生物组织的结构和生理状态等。
六、红外光谱数据库及网络资源目前常用的红外光谱数据库包括Spectral Database for Organic Compounds (SDBS)、Spectral Database for Inorganic Compounds (SDBS-IC)和NIST Standard Reference Database等。
这些数据库包含了大量的已知化合物的红外光谱数据，可以用于比对和解析未知样品的红外光谱。
此外，还有一些在线的红外光谱计算软件和工具，如Spectrum Manager和Spectrum Generator等，可以用于生成和解析红外光谱数据。
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75<ε<200 强吸收峰 s
0<ε<5 非常弱吸收峰 vw
25<ε<75 中强吸收峰 m
由于红外光谱易受多种环境条件的干扰,很难精确测量其吸收的绝对强度。
2、 红外吸收峰强度的影响因素
(1)振动能级的跃迁几率:振动的基频(v0→1) 的跃迁几率大于振动的倍频(v0→2、v0→3、
红外光谱总结 v0→4),因此基频(v0→1) 的吸收峰强度比倍频(v0→2、v0→3、v0→4)强。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2、1 红外光谱的基本原理
2、1、1 红外吸收光谱
1、 当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频
率与红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振
(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动与转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
2、 红外光波通常分为三个区域:中红外区、近红外区与远红外区。
波谱区
近红外光
中红外光
远红外光
波长/m
0、75~2、5
2、5~50
50~1000
波数/cm-1
13333~4000
4000~200
200~10
跃迁类型
分子振动
分子转动
近红外区:O-H、N-H 与 C-H 键的倍频吸收或组频吸收,吸收强度一般比较弱;
——真空中的光速。
(1)因为
,红外频率
。
(2)与碳原子城建的其她原子,随着其原子质量的增大,折合质量也增大,则红外波数减小。 (3)与氢原子相连的化学键的折合质量都小,红外吸收在高波数区。 (4)弯曲振动比伸缩振动容易,弯曲振动的 K 均较小,故弯曲振动吸收在低波数区。 5、 光谱选律:原子与分子与电磁波作用发生能级跃迁就是要服从一定的规律的,这些规 律由量子化学解释。量子化学解得与体系振动量子数(v)相对应的体系能量(E)为:
2、2 影响红外光谱吸收频率的因素
上图为基频峰的分布情况,可见同一化学键的同一振动的频率就是不确定的,会受到多种 因素影响,总结如下。
1、质量效应
由上述胡克定律公式 可得:化学键的力常数K越大,原子的折合质量越小,振动频率越大,吸收峰将出现在高波 数区;反之,出现在低波数区。(两振动原子只要有一个原子的质量减小,μ值减小) 2、 电子效应 (1)诱导效应:诱导效应使基团电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发 生变化。对于取代羰基化合物,推电子基,C=O电荷中心向O移动,C=O极性增强,双键性降低, 低频移动;吸电子基,C=O电荷中心向几何中心靠近,C=O极性降低,双键性增强,高频移动。
中红外区:绝大多数有机与无机化合物的基频吸收所在,主要就是振动能级的跃迁;
远红外区:分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3、 波数( )单位就是 cm-1。波长与波数的关系就是:
4、 胡克定律:
其中: ——折合质量,
,单位为 kg;
——化学键力常数,与化学键的键能呈正比,单位为 N·m-1;
——波数;
3、 空间效应 (1)空间位阻:当共轭体系的共平面性被破坏时,吸收频率增高强度降低。 (2)环张力:环张力大较大时,环外双键加强,吸收频率增大;环内双键减弱,吸收频率减小。 4、 氢键 影响原化学键的键力常数,吸收峰向低波数移动;峰型变宽;吸收强度加强。 5、 振动耦合 分别产生振动频率高于与低于单个谐振子位置的两个频率。 6、 外在因素 (1)一般,同种物质:气态的特征频率较高,液态与固态较低。气态有精细结构,固态有晶格 振动的峰掺杂。 (2)溶剂化:极性溶剂对非极性物质的谱图影响不大,对极性物质会使基团的伸缩振动频 率降低。
(2)振动能级跃迁时,偶极矩的变化: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。同样,基频振动(v0→1),偶极矩的变化越大,吸收峰也越强。
(3)与振动形式有关:吸收峰强度:反对称伸缩振动＞对称伸缩振动>＞变形振动 (4)电子效应 诱导效应:通过影响化学键偶极矩的大小影响吸收强度 共轭效应:使π电子离域程度增大,极化程度增加,使不含饱与键的的伸缩振动强度增加。 (5)氢键的影响:氢键作用会提高化学键的极化程度,伸缩振动吸收峰加宽、增强。、 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级; (6)振动耦合:使吸收增大。指分子内有近似相同振动频率且位于相邻部位的振动基团产 生两种以上的基团参加的混合振动。 (7)费米共振:使倍频或组频的吸收强度显著增加。指一个化学键的基频与它自己或与之 相连的另一化学键的某种振动的倍频或合频的偶合。
泛频峰:倍频峰与合频峰的统称,一般比较弱。
2、1、2 分子振动类型
1、 伸缩振动
的跃
C
C
对称伸缩振动(νs) (2853 cm-1)
2、 弯曲振动
不对称伸缩振动 (vas) (2926 cm-1)
+
+Leabharlann + +C
C
C
C
剪式振动(δs)
面内摇摆振动 (ρ) 面外摇摆振动 (ω)
扭式振动 (τ)
面内
面外
弯曲振动只改变键角,不改变键长
红外光谱总结
(2)中介效应:含有孤对电子的基团可以与π电子云共轭,称为中介效应。中介效应使不饱 与基团的振动频率降低,而自身连接的化学键振动频率升高。电负性弱的原子易给出孤对电 子,中介效应大,反之则中介效应小。
(3)共轭效应:π电子共轭离域,降低了双键的键力常数,从而使化学键的伸缩振动频率降 低,但吸收强度增高。
红外光谱总结
第 2 章 红外光谱
通常红外光谱(infrared spectroscopy, IR)就是指波长 2~25 μm 的吸收光谱(即中红外区), 这段波长范围反映出分子中原子间的振动与变角运动。分子在振动的同时还会发生转动运动, 虽然分子的转动所涉及的能量变化较小,处在远红外区域,但转动运动影响振动的偶极矩变化, 因而在红外光谱区实际所测的谱图就是分子的振动与转动运动的加与表现,因此红外光谱又 称为分子振转光谱。
对同一键型:反对称伸缩振动的频率大于对称伸缩振动的频率;
伸缩振动频率远大于弯曲振动的频率;
面内弯曲振动的频率大于面外弯曲振动的频率。
vas ＞ vs ＞＞δ 面内＞ δ 面外 3、 多原子分子的骨架振动
2、1、3 红外光谱的吸收强度
1、 红外吸收峰强度的分类
ε >200 非常强吸收峰 vs
5<ε<25 弱吸收峰 w
简谐振动光谱选律为:
(v = 0, 1, 2, 3…) ,即跃迁必须在相邻震动能级之间进行。
红外光谱总结
基频峰(本征吸收带):本征跃迁
所产生的峰;
倍频峰:由于分子不就是理想的简谐振动而产生不满足光谱选律,
,
迁产生的吸收峰,通常其频率在基频峰的 2 倍、三倍的位置;
合频峰:基频峰相互作用,形成频率等于两个基频峰之与或之差的峰;