红外光谱第四讲
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红外光谱基本原理课件
红外光谱仪的性能指标
波长范围
表示仪器能够测量的红外 光波长范围，常用的波长 范围有近红外、中红外和 远红外。
分辨率
表示仪器能够分辨的最小 波长差，分辨率越高，仪 器性能越好。
信噪比
表示仪器输出信号与噪声 的比值，信噪比越高，仪 器性能越好。
扫描速度
表示仪器完成一次光谱扫 描所需的时间，扫描速度 越快，仪器性能越好。
谱带形状
不同化学键或基团的红外 光谱谱带形状也不同，谱 带形状与分子内部的对称 性和振动模式有关。
02
红外光谱仪器
红外光谱仪的基本构造
光源
发射一定波长的红外 光，常用光源有碘钨 灯和溴钨灯。
干涉仪
将光源发出的红外光 变成干涉光，常用的 干涉仪有迈克尔逊干 涉仪和马赫-曾德尔干 涉仪。
检测器
检测干涉光的强度， 常用的检测器有热电 堆检测器和量子化能 检测器。
在生物学中的应用
生物大分子结构研究
红外光谱可以用于研究蛋白质、核酸等生物大分子的结构和构象 变化。
生物活性物质分析
红外光谱可以用于分析生过红外光谱研究药物与靶点分子间的相互作用，有助于药物设计 和筛选过程的优化。
在环境科学中的应用
有机污染物分析
红外光谱可以用于检测和鉴定水 体、土壤等环境样品中的有机污
染物，如农药、石油烃等。
气体分析
红外光谱可以用于分析大气中的气 体成分，如二氧化碳、甲烷等，有 助于监测和评估大气环境质量。
地质样品分析
红外光谱可以用于分析岩石、矿物 等地质样品，通过分析其成分和结 构，有助于地质学研究和矿产资源 勘探。
04
数据处理系统
对检测器输出的信号 进行处理，计算出光 谱图。
红外光谱(最全最详细明了)课件
THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合 压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中， 涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪 。
避免样品中的水分和二 氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热 稳定。
调整仪器至最佳状态，如光 路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结 果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析 等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确 保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中 ，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品 ；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质 量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识， 以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员 需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细 明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶 极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振 动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清 理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和 湿度的稳定，避免仪器受到
红外光谱(IR)讲义
6
红外光谱(IR)讲义 Chem.—08— （1） 全体班委整理， 请勿外传！
2.4.3 常见基团的特征频率
7
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20
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第二章
红外光谱
２．１ 红外光及红外光谱 ２．１．２ 红外光谱仪
１、色散型红外光谱仪
色散型红外光谱仪结构示意图 1
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色散型红外光谱仪工作原理（零点平衡法）
14
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《红外光谱法》课件
红外光谱的应用前 景
红外光谱技术在化学、工业 和环境领域有广泛应用，将 继续发展和创新。
红外光谱技术的发 展方向
红外光谱技术将逐步提高仪 器性能、扩大应用范围，并 与其他技术紧密结合进行研 究和创新。
基础理论知识
1 振动模式
物质分子在红外辐射作用下发生的振动现象，是红外光谱分析的基础。
2 红外辐射
红外辐射是一种波长较长的电磁辐射，它与物质相互作用产生能量的吸收和发射。
3 能量吸收
红外光谱通过测量物质在不同波长的红外辐射下吸收的能量量来分析物质的组成和结构。
红外光谱仪的组成
光源
红外光谱仪中使用红外光源产生红外辐射，常 用的包括热电偶和红外光管。
样品室
样品室是放置待测物质的空间，通过样品室中 的红外辐射与物质相互作用来进行光谱分析。
分光仪
分光仪用于将红外辐射分解成不同波长的光线， 常用的接收分光仪分离出的红外光谱信号，并 转化成电信号进行检测和分析。
红外光谱的应用
1
化学分析
红外光谱在化学领域广泛应用，可用于分析物质的组成、结构和化学变化。
红外光谱法的发展趋势
红外光谱技术的研究方向
开发更高分辨率的仪器、提升信号处理和数 据分析算法、拓展红外光谱的应用范围。
未来发展趋势
红外光谱技术将在医药、生物和环境领域得 到广泛应用，与其他技术相结合推动科学研 究和工业创新。
总结
红外光谱法的意义
红外光谱法是一种重要的分 析技术，可用于物质组成和 结构分析，推动科学研究和 工业发展。
《红外光谱法》PPT课件
欢迎来到《红外光谱法》的PPT课件！本课程将深入探讨红外光谱的基本概 念、理论知识、仪器组成、应用领域以及未来发展趋势，让您全面了解这一 重要领域。
红外光谱图文课件PPT
红外光谱可以监测化学反应过程中分 子结构的动态变化，有助于理解反应 机理。
04
红外光谱实验技术
Байду номын сангаас
样品制备技术
01
02
03
固体样品制备
将样品研磨成粉末，然后 与KBr混合压制成透明片 或与Ge晶片接触测量。
液体样品制备
将液体样品涂在CaF2或 NaCl晶片上，或使用液膜 法测量。
气体样品制备
将气体样品通过吸收池， 利用适当的吸收剂吸收后 进行测量。
红外光谱的表示方法
谱图
红外光谱图是以波长为横坐标，以透 射比或吸光度为纵坐标绘制的图谱。
峰的位置与强度
特征峰与峰带
特征峰是指特定官能团对应的吸收峰， 峰带则是由多个特征峰组成的区域， 可以反映分子中存在的官能团及其结 构特征。
峰的位置表示特定波长的红外光被吸 收，峰的强度则反映该波长下分子振 动的程度。
红外光谱图文课件
目录
• 红外光谱基本概念 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本概念
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动会产 生能量变化，当这些变化与红外 光相匹配时，光被吸收，形成红 外光谱。
分子振动类型
分子振动主要有伸缩振动和弯曲 振动两种类型，伸缩振动是指原 子沿键轴方向的往复运动，弯曲 振动则是指分子构型的变化。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
03
安全防范措施
了解并遵守实验室安全规定，避免直接接触有毒有害物质；在操作过程
中注意防止气体泄漏和火灾事故的发生；实验结束后，应按照实验室规
定正确处理废弃物。
04
红外光谱实验技术
Байду номын сангаас
样品制备技术
01
02
03
固体样品制备
将样品研磨成粉末，然后 与KBr混合压制成透明片 或与Ge晶片接触测量。
液体样品制备
将液体样品涂在CaF2或 NaCl晶片上，或使用液膜 法测量。
气体样品制备
将气体样品通过吸收池， 利用适当的吸收剂吸收后 进行测量。
红外光谱的表示方法
谱图
红外光谱图是以波长为横坐标，以透 射比或吸光度为纵坐标绘制的图谱。
峰的位置与强度
特征峰与峰带
特征峰是指特定官能团对应的吸收峰， 峰带则是由多个特征峰组成的区域， 可以反映分子中存在的官能团及其结 构特征。
峰的位置表示特定波长的红外光被吸 收，峰的强度则反映该波长下分子振 动的程度。
红外光谱图文课件
目录
• 红外光谱基本概念 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本概念
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动会产 生能量变化，当这些变化与红外 光相匹配时，光被吸收，形成红 外光谱。
分子振动类型
分子振动主要有伸缩振动和弯曲 振动两种类型，伸缩振动是指原 子沿键轴方向的往复运动，弯曲 振动则是指分子构型的变化。
02
仪器维护
定期对仪器进行校准和维护，确保测量准确性。
03
安全防范措施
了解并遵守实验室安全规定，避免直接接触有毒有害物质；在操作过程
中注意防止气体泄漏和火灾事故的发生；实验结束后，应按照实验室规
定正确处理废弃物。
红外光谱谱图解析ppt课件
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n≥ 722 cm-1 （中强 ）
d) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500 1400 1300cm-1
②单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
12:59:55
20
苯衍生物的C=C
苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的 泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。
2000
1600
12:59:55
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
③C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
—CH3 —CH2— —C—H
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 2890 cm-1 弱吸收
3000 cm-1 以下
③不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ） 苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1
12:59:56
32
12:59:56
33
2、 烯烃，炔烃
CH
CH 伸
CC 缩
CC 振
a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
动
CH 变
形
振 动
H CH H C H C CH2
12:59:55
9
（一）了解样品来源及测试方法
d) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500 1400 1300cm-1
②单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
12:59:55
20
苯衍生物的C=C
苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的 泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。
2000
1600
12:59:55
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
③C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
—CH3 —CH2— —C—H
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 2890 cm-1 弱吸收
3000 cm-1 以下
③不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ） 苯环上的C—H 3030 cm-1 =C—H 3010 2260 cm-1 C—H 3300 cm-1
12:59:56
32
12:59:56
33
2、 烯烃，炔烃
CH
CH 伸
CC 缩
CC 振
a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
动
CH 变
形
振 动
H CH H C H C CH2
12:59:55
9
（一）了解样品来源及测试方法
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》PPT课件
）
(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标：吸光度（A）或透光率（T） 多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 （遵守Lambert-Beer定律
）
A = lg (1 / T)
IR中，“谷”越深（T越小），吸光 度越大，吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件： (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量； (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动， 这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x，y，z表示，即3个自由度。
含N个原子的分子，分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子：3N-6 （平动3、转动3） 线性分子：3N-5 （平动3、转动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）。
（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极距变化时， 无红外吸收。
（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。
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收 峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）
(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标：吸光度（A）或透光率（T） 多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 （遵守Lambert-Beer定律
）
A = lg (1 / T)
IR中，“谷”越深（T越小），吸光 度越大，吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件： (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量； (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动， 这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x，y，z表示，即3个自由度。
含N个原子的分子，分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子：3N-6 （平动3、转动3） 线性分子：3N-5 （平动3、转动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）。
（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极距变化时， 无红外吸收。
（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。
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收 峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）
红外光谱-全ppt课件
C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1
如: 乙醇 CH3CH2OH (CH3CH2OH)2 (CH3CH2OH)n
O=H=3640cm-1 O=H=3515cm-1 O=H=3350cm-1
精选课件
22
振动耦合：
当两个振动频率相同 或相近的基团相邻并由 同一原子相连时，两个 振动相互作用（微扰） 产生共振，谱带一分为 二（高频和低频）。
1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的 红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被确 认。
到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红 外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量 物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
（3）红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多，可以对 不同结构的化合物给出特征性的谱图，从“指纹区”就 可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫 “分子指纹光谱”。
精选课件
4
(4）分析时间短。一般红外光谱做一个样可在10~30分钟 内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱仪在一秒钟以内 就可完成扫描。为快速分析的动力学研究提供了十分有 用的工具。
因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
精选课件
17
内部因素
质量效应：
X-H 键的伸缩振动波数（cm-1） 化学键 波数（cm-1） 化学键 波数（cm-1）
C-H C=C-H Ar-H C≡C-H
3000 3100-3000 3100-3000
3300
F-H
Cl-H Br-H
红外吸收光谱分析法PPT课件
14 c
红外光谱的吸收强度
❖ 红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化，而 偶极矩与分子结构的对称性有关。振动的对称性越高，振 动中分子偶极矩变化越小，谱带强度也就越弱。
❖ 极性较强的基团（如C=0，C-X等）振动，吸收强度较大； 极性较弱的基团（如C=C、C-C、N=N等）振动，吸收较 弱。
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。
9c
振动的基本类型
振动类型
伸缩振动 变形振动
对称性伸缩振动 V S 反对称性伸缩振动 V aS
面内变形振动
剪式振动δ S 平面摇摆ρ
面外变形振动
非平面摇摆ω 扭曲振动τ
伸缩振动的k比变形振动k大；因此伸缩振动出现在红外吸收
变长—k 降低—特征频率减小（移向低波数）。
25 c
3）氢键效应（X-H）
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下 降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。
如羧酸 RCOOH(C=O=1760cm-1 ，O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(C=O=1700cm-1 ，O-H=3250-2500cm-1)
HH 690 cm-1
单取代：770-730， 710-690 邻位取代：770-735 间位取代：810-750，725-680 对位取代：860-800
21 c
苯衍生物的红外光谱图
下图为不同的苯环取代类型在2000~ 1667cm-1和900~600cm-1区域 的光谱。
22 c
影响基团频率位移的因素
H-Br H-I H-O H-S H-N H-C
分子 HF HCl
红外光谱的吸收强度
❖ 红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化，而 偶极矩与分子结构的对称性有关。振动的对称性越高，振 动中分子偶极矩变化越小，谱带强度也就越弱。
❖ 极性较强的基团（如C=0，C-X等）振动，吸收强度较大； 极性较弱的基团（如C=C、C-C、N=N等）振动，吸收较 弱。
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。
9c
振动的基本类型
振动类型
伸缩振动 变形振动
对称性伸缩振动 V S 反对称性伸缩振动 V aS
面内变形振动
剪式振动δ S 平面摇摆ρ
面外变形振动
非平面摇摆ω 扭曲振动τ
伸缩振动的k比变形振动k大；因此伸缩振动出现在红外吸收
变长—k 降低—特征频率减小（移向低波数）。
25 c
3）氢键效应（X-H）
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下 降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。
如羧酸 RCOOH(C=O=1760cm-1 ，O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(C=O=1700cm-1 ，O-H=3250-2500cm-1)
HH 690 cm-1
单取代：770-730， 710-690 邻位取代：770-735 间位取代：810-750，725-680 对位取代：860-800
21 c
苯衍生物的红外光谱图
下图为不同的苯环取代类型在2000~ 1667cm-1和900~600cm-1区域 的光谱。
22 c
影响基团频率位移的因素
H-Br H-I H-O H-S H-N H-C
分子 HF HCl
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1. 红外二向色性比的定义
偏振光与晶轴平行或与高分子样品的拉伸方向平行时称为平行光， 反之，称为垂直光。
二向色性比: R=A///A┴
R大于1的谱带称为平行谱带 R小于1的谱带称为垂直谱带
Hale Waihona Puke 2. 高分子的二向色性比最简单的单轴取向形式的理想状态是分子 链全在拉伸方向取向，此时振动的跃迁矩方 向相对于分子链是旋转对称分布的。此时的 二向色性与跃迁矩方向和分子链的夹角a有关
R = 2ctg2 =54°44˝ 时,R就为1, 该谱
带没有二向色性, 谱带的强度 将与取向程度无关。
二、 偏振红外光谱的测定 IR
1. 样品的制备
较大晶体－》解理面剖开
z 0o
偏振片
90o
小晶粒样品－》晶体培养
表面抛光
y
高聚物－》随研究目的而
变化
x
生物膜－》红外ATR技术 溶于溶剂中制成膜
由于生物薄膜其生物活性大多在界面，故感兴趣的往往是界 面结构信息和取向信息，因此膜的偏振红外光谱研究均采用红外 ATR技术，ATR的棱镜晶片为生物膜的支持体。 1，生物样品首先用氛仿或水制成10-3的溶液或悬浮液。滴于清 洁的ATR晶片上，在黑暗的空气环境中50 ℃下缓慢干燥即可获得 纯取向生物膜。如需研究生物物质与膜的相互作用及其在膜表面 的结构信息，可把生物样品与膜基体物质以一定比例溶于氯仿混 合，在300 ℃下真空挥发得到干燥的膜； 2，如需研究其水合物的结构与取向可再以少量水分散，加热至 30℃，30分钟后得水合物，再在350 ℃下超音处理10分钟，悬浮 液离心30分钟后，把悬浮液滴在晶片上，在室温下空气干燥可形 成平行于晶体表面的膜。 3，如需制备多层双分子取向膜，可把生物制品(如磷脂)溶于氯 仿或水(约50µl)，滴一滴溶液在晶片上，用一聚四氟乙烯小棒乎 放在晶片表面，液滴在棒与晶片之间呈毛细分散状。慢慢沿棱镜 平面移动棒多次，直至溶剂挥发．可形成多分子双层结构。
偏振红外光谱所需的偏振红外光是由普通的红外光 源产生的自然光通过偏振器偏振而得到的。偏振器有两 种，一是电介质偏振器，一是线栅偏振器。偏振器必须 具备两个条件，一是产生的偏振光的偏振度要高，即偏 振效率要高，二是偏振光的强度要大，即自然光通过偏 振器后衰减要尽量小。
2. 偏振器
❖ 电介质偏振器
❖ 透过式偏振器 ❖ 反射式偏振器 ❖ 线栅偏振器
这里I//和I┴是自然光 通过偏振器后产生 的平行偏振光强度 与垂直偏振光的强度
a)自然光
。
b)自然光的分解
红外光谱中吸收光的强弱不仅与偶极矩的变化大小有关． 而且与偶极矩变化的方向(振动的方向)有关。如果跃迁矩 的矢量方向与入射光的电矢量方问平行，吸收就最强， 该谱带则称为平行谱带。反之，如振动跃迁矩的矢量方 向与入射光的电矢量方向垂直，就不产吸收，该谱称为 垂直谱带。通常由于红外光源产生的光是自然光，在各 个方向上都有振动，所以对于样品中的任何方向的红外 活性振动都会产生吸收谱带。当入射光为偏振光时，就 会遵循上述吸收规律。平行谱带在平行偏振光的红外光 谱图中吸收增强，垂直谱带强度下降。反之，垂直谱带 在垂直偏振光红外光谱中谱带增强，平行谱带强度下降 ，甚至消失。
偏振器的放置
偏振器的放置位置在色散型的红外光谱仪中，可放在样 品与单色器之间，也可放置在光源与样品之间，为了避免样 品的双折射的干扰，采取前一个放置位置较好。在傅里叶变 换红外光谱仪中，干涉仪和反射镜会干扰偏振，光束分裂器 的效率常常强烈地受偏振的影响，在不同方向的光强是不相 等的。因此偏振器宜放在干涉仪与样品之间，并旋转偏振器 的方向以获得最大透过强度。在进行偏振红外光谱测定时， 通常不是旋转偏振器而是旋转样品90 °。，以不改变背景 光谱。但在FTIR仪上，由于均与背景光谱进行比例后得到样 品光谱，两个旋转方式均可使用。
傅里叶变换红外光谱仪中的光束分裂器和仪器中的光学反射 镜均会引起光的偏振，这称为仪器的机械偏振，这种偏振的 结果将会引起红外二向色性比测量的误差。cherney发现如 使偏振光的电矢量方向与仪器的方向呈45°角，就可克服仪 器偏振的影响，也就是在实际测量时，使样品的晶轴或高聚 物样品的取向方向与正常的样品位置(狭缝位置)以45 °的倾 斜角放置，然后放置偏振器，使偏振光的电矢量方向与样品 的取向方向一致，也就是与狭缝呈45 ° 角，所测得的偏振红 外光谱就不受仪器偏振的干扰，反映样品的各种振动的真实 情况。
检测器
Schematic arrangement for the polarized infrared measurements
样品的制备
偏振红外光谱法对晶体样品和取向高聚物的样品制备有其 特殊性。 一，晶体样品 1，对于较大的晶体样品，可用刀片顺着晶体的解理面剖开， 取得合适厚度的单晶片进行测定。 2，对于小颗粒样品，则需采用晶体培养的方法使晶粒尽可能 长大，然后对不同晶粒采用不同的方法进行表面抛光处理，以 得到合适厚度及表面光滑的颗粒。 二，取向高聚物样品
2. 红外光谱的原理和特征
S
P
光源
偏振器
红外二相色性基本原理示意图
S:红外光源 P:偏振器 M:振动矩跃迁方向
平行谱带：跃迁矩的矢量方向与入射光的电矢量方向平行，吸收最强 垂直谱带：跃迁矩的矢量方向与入射光的电矢量方向垂直，就不产生吸收
3. 红外二向色性比
偏振红外光谱中谱带强度随偏振光的方向的改变而发生明 显起落的现象，称为谱带的红外二向色性。
❖ 偏振红外光谱法就是从谱带在不同偏振光 照射时的吸光度的变化规律，研究吸收谱 带的性质，归属，研究单晶的结构，分子 链构象，取向度等等物质的凝聚态结构信 息．
偏振红外光谱法是用偏振红外光对样品进行 红外光谱测定的方法。
1. 偏振红外光谱的原理
（1）偏振光
偏振率 I//-I┴
θ= ——— I//+I ┴
取向高聚物样品随研究的目的而变化。通过选择所需的条 件，如一定的温度、拉伸比、拉伸速度等。 1，对纤维及薄膜样品进行拉伸而制得其取向的样品。 2，热塑性树脂可用挤出、热压等方法制得取向样品薄膜。
改变制样条件与方法．可以研究不同取向条件及不同加工 条件对高聚物取向度及结构的影响。
三，取向生物膜的制备
偏振光与晶轴平行或与高分子样品的拉伸方向平行时称为平行光， 反之，称为垂直光。
二向色性比: R=A///A┴
R大于1的谱带称为平行谱带 R小于1的谱带称为垂直谱带
Hale Waihona Puke 2. 高分子的二向色性比最简单的单轴取向形式的理想状态是分子 链全在拉伸方向取向，此时振动的跃迁矩方 向相对于分子链是旋转对称分布的。此时的 二向色性与跃迁矩方向和分子链的夹角a有关
R = 2ctg2 =54°44˝ 时,R就为1, 该谱
带没有二向色性, 谱带的强度 将与取向程度无关。
二、 偏振红外光谱的测定 IR
1. 样品的制备
较大晶体－》解理面剖开
z 0o
偏振片
90o
小晶粒样品－》晶体培养
表面抛光
y
高聚物－》随研究目的而
变化
x
生物膜－》红外ATR技术 溶于溶剂中制成膜
由于生物薄膜其生物活性大多在界面，故感兴趣的往往是界 面结构信息和取向信息，因此膜的偏振红外光谱研究均采用红外 ATR技术，ATR的棱镜晶片为生物膜的支持体。 1，生物样品首先用氛仿或水制成10-3的溶液或悬浮液。滴于清 洁的ATR晶片上，在黑暗的空气环境中50 ℃下缓慢干燥即可获得 纯取向生物膜。如需研究生物物质与膜的相互作用及其在膜表面 的结构信息，可把生物样品与膜基体物质以一定比例溶于氯仿混 合，在300 ℃下真空挥发得到干燥的膜； 2，如需研究其水合物的结构与取向可再以少量水分散，加热至 30℃，30分钟后得水合物，再在350 ℃下超音处理10分钟，悬浮 液离心30分钟后，把悬浮液滴在晶片上，在室温下空气干燥可形 成平行于晶体表面的膜。 3，如需制备多层双分子取向膜，可把生物制品(如磷脂)溶于氯 仿或水(约50µl)，滴一滴溶液在晶片上，用一聚四氟乙烯小棒乎 放在晶片表面，液滴在棒与晶片之间呈毛细分散状。慢慢沿棱镜 平面移动棒多次，直至溶剂挥发．可形成多分子双层结构。
偏振红外光谱所需的偏振红外光是由普通的红外光 源产生的自然光通过偏振器偏振而得到的。偏振器有两 种，一是电介质偏振器，一是线栅偏振器。偏振器必须 具备两个条件，一是产生的偏振光的偏振度要高，即偏 振效率要高，二是偏振光的强度要大，即自然光通过偏 振器后衰减要尽量小。
2. 偏振器
❖ 电介质偏振器
❖ 透过式偏振器 ❖ 反射式偏振器 ❖ 线栅偏振器
这里I//和I┴是自然光 通过偏振器后产生 的平行偏振光强度 与垂直偏振光的强度
a)自然光
。
b)自然光的分解
红外光谱中吸收光的强弱不仅与偶极矩的变化大小有关． 而且与偶极矩变化的方向(振动的方向)有关。如果跃迁矩 的矢量方向与入射光的电矢量方问平行，吸收就最强， 该谱带则称为平行谱带。反之，如振动跃迁矩的矢量方 向与入射光的电矢量方向垂直，就不产吸收，该谱称为 垂直谱带。通常由于红外光源产生的光是自然光，在各 个方向上都有振动，所以对于样品中的任何方向的红外 活性振动都会产生吸收谱带。当入射光为偏振光时，就 会遵循上述吸收规律。平行谱带在平行偏振光的红外光 谱图中吸收增强，垂直谱带强度下降。反之，垂直谱带 在垂直偏振光红外光谱中谱带增强，平行谱带强度下降 ，甚至消失。
偏振器的放置
偏振器的放置位置在色散型的红外光谱仪中，可放在样 品与单色器之间，也可放置在光源与样品之间，为了避免样 品的双折射的干扰，采取前一个放置位置较好。在傅里叶变 换红外光谱仪中，干涉仪和反射镜会干扰偏振，光束分裂器 的效率常常强烈地受偏振的影响，在不同方向的光强是不相 等的。因此偏振器宜放在干涉仪与样品之间，并旋转偏振器 的方向以获得最大透过强度。在进行偏振红外光谱测定时， 通常不是旋转偏振器而是旋转样品90 °。，以不改变背景 光谱。但在FTIR仪上，由于均与背景光谱进行比例后得到样 品光谱，两个旋转方式均可使用。
傅里叶变换红外光谱仪中的光束分裂器和仪器中的光学反射 镜均会引起光的偏振，这称为仪器的机械偏振，这种偏振的 结果将会引起红外二向色性比测量的误差。cherney发现如 使偏振光的电矢量方向与仪器的方向呈45°角，就可克服仪 器偏振的影响，也就是在实际测量时，使样品的晶轴或高聚 物样品的取向方向与正常的样品位置(狭缝位置)以45 °的倾 斜角放置，然后放置偏振器，使偏振光的电矢量方向与样品 的取向方向一致，也就是与狭缝呈45 ° 角，所测得的偏振红 外光谱就不受仪器偏振的干扰，反映样品的各种振动的真实 情况。
检测器
Schematic arrangement for the polarized infrared measurements
样品的制备
偏振红外光谱法对晶体样品和取向高聚物的样品制备有其 特殊性。 一，晶体样品 1，对于较大的晶体样品，可用刀片顺着晶体的解理面剖开， 取得合适厚度的单晶片进行测定。 2，对于小颗粒样品，则需采用晶体培养的方法使晶粒尽可能 长大，然后对不同晶粒采用不同的方法进行表面抛光处理，以 得到合适厚度及表面光滑的颗粒。 二，取向高聚物样品
2. 红外光谱的原理和特征
S
P
光源
偏振器
红外二相色性基本原理示意图
S:红外光源 P:偏振器 M:振动矩跃迁方向
平行谱带：跃迁矩的矢量方向与入射光的电矢量方向平行，吸收最强 垂直谱带：跃迁矩的矢量方向与入射光的电矢量方向垂直，就不产生吸收
3. 红外二向色性比
偏振红外光谱中谱带强度随偏振光的方向的改变而发生明 显起落的现象，称为谱带的红外二向色性。
❖ 偏振红外光谱法就是从谱带在不同偏振光 照射时的吸光度的变化规律，研究吸收谱 带的性质，归属，研究单晶的结构，分子 链构象，取向度等等物质的凝聚态结构信 息．
偏振红外光谱法是用偏振红外光对样品进行 红外光谱测定的方法。
1. 偏振红外光谱的原理
（1）偏振光
偏振率 I//-I┴
θ= ——— I//+I ┴
取向高聚物样品随研究的目的而变化。通过选择所需的条 件，如一定的温度、拉伸比、拉伸速度等。 1，对纤维及薄膜样品进行拉伸而制得其取向的样品。 2，热塑性树脂可用挤出、热压等方法制得取向样品薄膜。
改变制样条件与方法．可以研究不同取向条件及不同加工 条件对高聚物取向度及结构的影响。
三，取向生物膜的制备