决定红外光谱普带频率和谱带强度的相关因素
红外吸收光谱
（1）红外辐射光量子具有的能量等于分子振动能级的 能量差；
（2）分子振动时，偶极距的大小和方向必须有一定的 变化。
（一）振动能级
hc
E分子 E振动 E转动 h(v振动 v转动 ) 振动 转动
ΔE振动 0.05~ 1ev,
λ振动 25 ~ 1.25m
特征峰：在特征区中凡能鉴定官能团是否存在的吸收峰
官能团区 4000~1300cm-1
x-H伸缩振动区 4000~2500cm-1 三键和积累双键区 2500~2000cm-1 双键伸缩振动区 2000~1300cm -1
指纹区 红外光谱图中的波数区在1333cm－1称为指纹区，其间出
现的谱带主要是C－C，C－N，C－O等单键伸缩振动及各种 弯曲振动。
CH2的反对称伸缩和对称伸缩振动分别出现在2926cm－1和 2853cm－1处。脂肪族以及无扭曲的脂环族化合物的这两个吸收带的 位置变化在10cm－1以内。一部分扭曲的脂环族化合物其CH2吸收频率 增大。
中红外区（4000～400cm－1）分成两部分： 官能团区（3700～1333 cm－1）； 指纹区（1333～650 cm－1） 官能团的特征吸收大多出现在官能团区。 而有关的分子精细结构特征，如取代类型、几何异构、 同分异构在指纹区可以观察到。
2. 红外吸收峰强度的影响因素 振动能级的跃迁几率
称性越差，伸缩振动时偶极矩的变化越大，吸收峰也越强。
吸收峰强度： 反对称伸缩振动 > 对称伸缩振动 > 变形振 动
vC=O> vC=C
红外吸收光谱仪
一、色散型红外吸收光谱仪的基本组成 1．组成结构框图
硅碳棒 光源
吸收池参 比 样品单源自器切光器（斩波器） 检 测 器
红外光谱的影响因素和基团分析.
(2) . N－H
胺类： 游离：3500～3300cm-1, 缔合—吸收位置降低约100cm-1
中 等
伯胺：~ 3500，3400cm-1，（吸收强度比羟基弱）
强
度 吸
仲胺：~ 3400cm-1（吸收峰比羟基要尖锐）
收 叔胺：无吸收
1690 cm-1 3500 cm-1 1620-1590
1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
HO O
C H3C
O-H 伸缩
OCH3 2835 cm-1
HO 3705-3125 cm-1
（正 氯丁 苯醇 中羟 ）基
的 伸 缩 振 动 吸 收 位 置
(a) 1.4% (b) 3.4% (c) 7.1% (d) 14.3%
第二章 红外光谱
甲基的振动形式
伸缩振动
甲基： 对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
对称δ s(CH3)1380㎝-1
不对称δ as(CH3)1460㎝-1
2.2 红外光谱的吸收强度及其影响因素
摩尔吸光系数 >200 75~200 25~75 5~25 0~5
酰胺： 伯酰胺：3350，3150cm-1 附近出现双峰
中 等
仲酰胺：3200cm-1 附近出现一条谱带
强
度 吸
叔酰胺：无吸收
收
铵盐:铵盐中N-H伸缩振动向低波数移动，位于更低波数 3200~2200cm-1，出现强、宽散吸收带。
C H2 C H2
1781cm -1 16 78 cm - 1
红外光谱影响因素分析
5 数据处理对谱图质量的影响
平滑：利用光谱平滑数据处理技术可以降低光谱的噪 声，通过平滑可以看清楚被噪声掩盖的真正的谱峰。 光谱平滑技术是对光谱中数据点Y值进行数据平均计 算[2，4]。光谱平滑后光谱的噪声降低的同时光谱的 分辨率也降低了。
基线校正：基线校正就是将光谱的基线人为的拉回到 0基线上。在校正之前通常转换成吸光度光谱，如果 是透光率光谱校正后应和100%线重合。在溴化钾压 片制样中，由于研磨不细锭片不透明，红外光产生散 射，使光谱的高频端基线抬高[8，10]。为使谱图美 观需要基线校正，谱图经过基线校正后会使峰面积增 大，定量分析一般不能基线校正。从图5可看出红外 谱图校正前与校正后面积明显增大。
图1 十二烷基硫酸钠样品适量与过量红外谱图的比较
对于聚合物的薄膜或者片状材料需要做衰减全反射（ATR），样品如果非常 光滑，光反射从而产生干涉条文，使谱图不光滑或影响谱带强度，定量分析 要特别注意。对于不同的聚合物样品有液体铸膜法、热压膜法、糊法、热裂 解法[6-7]。在红外光谱分析中选择适当的制样方法、掌握较高的制样技术是 红外光谱研究取得正确信息的关键。
。
2 扫描次数对谱图的影响
傅里叶变换红外光谱法通过测量干涉图并对其进行傅里叶积分 变换的方法测得的，检测器同时测量、记录所有的吸收信号， 比传统的色散光谱仪有较高的信噪比。但在实际的红外试验中 由于环境和操作等原因会有很多噪音信号，这些噪音信号会加 在样品的光谱信号中，信噪比与扫描次数的平方成正比[4，5]。 增加扫描次数降低分辨率可以提高光谱信噪比，同时降低水汽 吸收峰的影响。图2是十二烷基硫酸钠改变扫描次数时红外谱 图比较（由于天气潮湿所以有水峰）。从图不难看出随着扫描 次数的提高信噪比逐渐增大，红外谱图越来越光滑。
红外光谱图的纵坐标为解读
1、红外光谱图的纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ单位（ m ）（微米）或波数1/λ单位：cm-12、红外光谱图提供结构分析的四大信息为：峰数，峰位，峰形，峰强。
3、红外光谱的主要应用：有机化合物的结构解析。
4、红外光谱的定性主要根据图谱中的：基团的特征吸收频率；5、红外光谱的定量是根据图谱中的：特征峰的强度6、红外吸收光谱产生的要满足两个条件是：(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。
7、对称分子没有偶极矩，辐射不能引起共振，在IR中：无红外活性。
如：N2、O2、Cl2 等。
8、非对称分子有偶极矩，辐射不能引起共振，在IR中：有红外活性。
9、在IR中对称分子无红外活性。
原因是：没有偶极矩，辐射不能引起共振，10、在IR中非对称分子有红外活性。
原因是：有偶极矩，辐射不能引起共振，11、有机化合物的IR取决于分子的结构特征。
各管能团发生振动能级跃迁需要能量的大小（键力常数K）取决于：键两端原子的折合质量和键的力常数，12、有机化合物的IR取决于分子的结构特征。
各管能团发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数K，两端原子的折合质量越大（键力常数K 不变），振动能级跃迁向红移。
13、有机化合物的IR取决于分子的结构特征。
各管能团发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，两端原子的键的力常数越大（折合质量不变），振动能级跃迁向高波数（紫）移。
13、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。
14、化学键键强越小（即键的力常数K越小）原子折合质量越大，化学键的振动频率越小，吸收峰将出现在低波数区。
15、分子中基团的基本振动形式有两类为：伸缩振动和变形振动16、IR中的峰位的描述是化学键的力常数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）17、IR中的峰位的描述是化学键的力常数K越小，原子折合质量越大，键的振动频率越小，吸收峰将出现在：低波数区（高波长区）18、IR中的峰数描述是与分子自由度有关，无瞬间偶基距变化时，在IR 图中无红外吸收。
红外光谱图的纵坐标为解读
红外光谱图的纵坐标为解读1、红外光谱图的纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ单位（ m ）（微⽶）或波数1/λ单位：cm-12、红外光谱图提供结构分析的四⼤信息为：峰数，峰位，峰形，峰强。
3、红外光谱的主要应⽤：有机化合物的结构解析。
4、红外光谱的定性主要根据图谱中的：基团的特征吸收频率；5、红外光谱的定量是根据图谱中的：特征峰的强度6、红外吸收光谱产⽣的要满⾜两个条件是：(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。
7、对称分⼦没有偶极矩，辐射不能引起共振，在IR中：⽆红外活性。
如：N2、O2、Cl2 等。
8、⾮对称分⼦有偶极矩，辐射不能引起共振，在IR中：有红外活性。
9、在IR中对称分⼦⽆红外活性。
原因是：没有偶极矩，辐射不能引起共振，10、在IR中⾮对称分⼦有红外活性。
原因是：有偶极矩，辐射不能引起共振，11、有机化合物的IR取决于分⼦的结构特征。
各管能团发⽣振动能级跃迁需要能量的⼤⼩（键⼒常数K）取决于：键两端原⼦的折合质量和键的⼒常数，12、有机化合物的IR取决于分⼦的结构特征。
各管能团发⽣振动能级跃迁需要能量的⼤⼩取决于键两端原⼦的折合质量和键的⼒常数K，两端原⼦的折合质量越⼤（键⼒常数K 不变），振动能级跃迁向红移。
13、有机化合物的IR取决于分⼦的结构特征。
各管能团发⽣振动能级跃迁需要能量的⼤⼩取决于键两端原⼦的折合质量和键的⼒常数，两端原⼦的键的⼒常数越⼤（折合质量不变），振动能级跃迁向⾼波数（紫）移。
13、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。
14、化学键键强越⼩（即键的⼒常数K越⼩）原⼦折合质量越⼤，化学键的振动频率越⼩，吸收峰将出现在低波数区。
15、分⼦中基团的基本振动形式有两类为：伸缩振动和变形振动16、IR中的峰位的描述是化学键的⼒常数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）17、IR中的峰位的描述是化学键的⼒常数K越⼩，原⼦折合质量越⼤，键的振动频率越⼩，吸收峰将出现在：低波数区（⾼波长区）18、IR中的峰数描述是与分⼦⾃由度有关，⽆瞬间偶基距变化时，在IR 图中⽆红外吸收。
仪器分析课程考试填空题题库
仪器分析课程考试填空题题库1.原子吸收光谱是线状光谱2.热导池检测器是一种浓度型检测器3.在气固色谱中各组份在吸附剂上分离的原理是各组份的吸附能力不一样4.用原子吸收光度法分析时，灯电流太高会导致谱线变窄下降。
5.用气相色谱法定量分析样品组分时，分离度至少为：1.06.液相色谱中通用型检测器是示差折光检测器7.在原子吸收光谱法中，要求标准溶液和试液的组成尽可能相似，且在整个分析过程中操作条件应保不变的分析方法是标准曲线法8.下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是柱温9.柱效率用理论塔板数n或理论塔板高度h表示，柱效率越高，则n越大，h越小10.下列化合物中，同时有 n→π*，π→π*，σ→σ*跃迁的化合物是丙酮11.红外吸收光谱的产生是由于分子振动-转动能级的跃迁12.可以消除原子吸收法中的物理干扰的方法是采用标准加入法13.热导池检测器的工作原理是基于各组分的热导系数不同14.荧光分析法的灵敏度通常比吸收光度法的灵敏度高15.紫外-可见吸收光谱主要决定于分子的电子能级跃迁16.在原子吸收分光光度法中，从玻兹曼分布定律可以看出温度越高，激发态原子数越多17.用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度的指示电极18.原子吸收光谱法是基于气态原子对光的吸收, 其吸光度与待测元素的含量成正比，即符合朗伯-比尔定律19.原子发射光谱分析法可进行定性、半定量和定量分析。
20.质谱分析有很广泛的应用，除能测定物质的相对分子量外，还用于结构与定量分析21.可做红外分光光度计光源的为硅碳棒22.振动转动能级跃迁的能量相当于红外光23.在符合朗伯－比尔定律的范围内，有色物的浓度、最大吸收波长、吸光度，三者的关系是减小、不变、减小24.连续监测去离子水的质量，下列哪种技术最为方便？电导电极25.在中药现代化研究中，分析效率最高的仪器是LC-MS26.在气相色谱法中，用于定性的参数是保留时间27.在石墨炉原子吸收光谱法中应该选用的保护气为：氩气28.用色谱法进行定量分析时，要求混合物中每一个组分度出峰的是：归一化法29.用离子选择性电极进行测量时，需用磁力搅拌器搅拌溶液，这是为了提高电极的响应速度30.气相色谱中可以用于定性分析的检测器是质谱31.原子发射光谱定量分析中，哪种光源准确度最好?电感耦合等离子体32.在2H++2e==H2反应中，过电位最大的电极材料为滴汞电极33.化学位移是由于核外电子云的屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象。
红外光谱分析习题解答
5、解：
H
C
H
H
C
H
（a）CH 伸缩 曲
H
C
H
H
C
H
（b）CH 伸缩
H
C
H
H
C
H
（c）CH2 扭
H
C
H
H
C
H
（d）C＝C 伸缩
H
C
H
H
C
H
（e）CH 剪式
H
C
H
H
C
H
（f）CH 摇摆
判断法则为：若振动前后引起偶极矩的变化的，是具有红外活性的，否则为非红外活性的。因此具有红外活性是：（b）（c） （e），非红外活性 （a）（d）（f）。
CH2
H
H
H
H
H2
CC
C H
C
H2C n
C CH2
C
H2C n
CH
CH2
n
结合题中所给的红外光谱图，可以识别 A，B，C 的键结构分别为：
H
H
CH2
H
H
H2
CC
C CH2
C
H2C n
C H
C
H2C n
CH
CH2
n
18、解：3620 cm-1 处的吸收是游离 OH 的伸缩振动，而 3450 cm-1 处的吸收是由于形成了氢键，吸收波长向长波方向移动形成 的。在 CCl4 稀溶液中只能形成分子内氢键，不易形成分子间氢键。从下面结构可以看出，只有顺式环戊二醇可以形成分子内氢 键，所以在 CCl4 稀溶液中，顺式环戊二醇会在 3450 cm-1 处出峰，而反式环戊二醇则不出现。
数下降，使 C=O 的吸收频率向低波数移动。 对同一基团来说，若诱导效应 I 和中介效应 M 同时存在，则振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效应的净结果。
红外光谱分析习题解答
红外光谱分析习题解答解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。
从基态向第一激跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。
另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。
因此，如果化学键两接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大=C的原因。
一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。
解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπkc 21 （1） AN M M M M )(2121+ （2）） 式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）） 式中：M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（6.021023mol -1） （2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】Cl 键的键力常数12212121.0079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅+⨯⨯⎪⎭⎫+⎪⎭⎫ ⎝⎛cm N M M M M σ解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ＝9 N cm -1，M H =1.0079，M F =18.998代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。
解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己位于较高处。
原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键，导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。
影响红外光谱吸收频率的因素
影响红外光谱吸收频率的因素红外光谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、物理、材料科学等领域。
红外光谱的吸收频率取决于分子的振动和转动模式，因此与分子的结构和化学键以及环境条件等因素相关。
以下是影响红外光谱吸收频率的主要因素：1. 分子的共振和吸收频率：分子在红外光谱中主要表现为振动和转动的模式。
不同的化学键和分子结构会导致不同的振动频率。
例如，C-H 键的伸缩振动通常出现在3000-3100 cm-1的频率范围内，C=O键的伸缩振动通常出现在1700-1800 cm-1的频率范围内。
2.电性：分子的极性和电性会影响其红外光谱的吸收行为。
极性分子通常会在较低频率范围内出现强烈的吸收峰，而非极性分子则在较高频率范围内显示吸收。
3.分子中的共振结构：分子中的键和官能团之间的相互作用会影响红外光谱的吸收频率。
共轭体系中的分子可以通过共振结构引起红外光谱的变化。
4.氢键：氢键是分子间或分子内的一种特殊相互作用力，它可以引起红外光谱的频率变化。
氢键通常会导致拉伸振动和弯曲振动频率的红移。
5.溶剂效应：溶剂可以通过与分子进行氢键或其他相互作用来改变分子的振动和转动特性，从而影响红外光谱。
溶剂效应通常会导致红外光谱吸收峰的位置和强度的变化。
6.温度和压力：温度和压力可以改变分子的振动和转动能级，从而影响红外光谱的吸收频率。
随着温度的升高或压力的增加，振动能级会发生变化，导致红外光谱的吸收频率发生偏移。
7.结晶和分子排列：分子的结晶状态和排列方式也会影响红外光谱的吸收频率。
晶格效应和分子间相互作用会导致红外光谱的吸收峰位置和强度的变化。
总之，红外光谱的吸收频率受到分子的振动和转动模式、分子极性、共振结构、氢键、溶剂效应、温度和压力、以及分子的结晶状态和排列方式等因素的影响。
这些因素都可以通过红外光谱技术来分析和研究，为科学研究和工业应用提供重要的信息。
浅谈影响红外吸收光谱强度的因素
浅谈影响红外吸收光谱强度的因素赵晓坤(内蒙古商贸职业学院,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:在解析红外光谱时,要同时注意红外吸收峰的位置,强度和峰形。
然而,在确定化合物分子结构时,必须将吸收峰位置辅以吸收峰强度和峰形来综合分析,可是这后两个要素往往得不到应有的重视。
关键词:红外光谱;吸收峰强度;因素 在解析红外光谱时,要同时注意红外吸收峰的位置,强度和峰形。
吸收峰的位置无疑是红外吸收最重要的特点。
因此,各红外专著都充分地强调了这一点。
然而,在确定化合物分子结构时,必须将吸收峰位置辅以吸收峰强度和峰形来综合分析,可是这后两个要素往往得不到应有的重视。
每种有机化合物均显示若干红外吸收峰,因而易于对各吸收峰强度进行相互比较。
从大量的红外谱图可归纳出各种官能团红外吸收的强度变化范围。
所以只有当吸收峰的位置及强度都处于一定范围时,才能准确地推断出某官能团的存在。
50年代初期,商品红外光谱仪问世,红外光谱法得以开展,揭开了有机结构鉴定的新篇章。
到50年代末期已积累了丰富的红外光谱数据,到70年代中期,红外光谱法一直是有机化合物结构坚定的最重要的方法。
红外光谱法的广泛应用是由于它有以下优点:任何气态,液态,固态的样品均可进行红外光谱测定。
它是核磁,质谱,紫外等方法所不及的。
每种化合物均有红外吸收,由有机化合物的红外光谱可得到丰富的信息。
常规红外光谱仪价格低廉,易于购置。
样品用量少。
针对特殊样品的测试要求,发展了多种测量技术。
红外光谱特征性高。
分析时间短。
红外光是电磁波的一种形式,波长在0.1～500 m之间。
一般可把整个红外区分为三段:0.7～2.5 m称为近紫外区,2.5～25 m称为中红外区,25～500 m称为远红外区。
近红外光谱的信息是分子内部振动的倍频与合频,使得近红外光谱分析技术存在一系列技术难点:近红外光谱吸收强度较弱;测定不经过预处理的样品光谱易受样品状态和测量条件等影响,光谱的不确定性较大,测定背景复杂,光谱中谱峰重叠严重。
红外特征基团频率及其影响因素
(三) p-共轭
当含有易极化的孤对电子的原子 与双键或三键相连时, 则可能出现p-共轭 p-共轭使原来的双键或三键特性减弱, 伸缩振动向低 频位移.
酰胺中, N吸电子基团, C=O伸缩频率高频移动, N孤对电子与C=O, p-共轭, 低频移动
总结果:
(四) 偶合(耦合)效应 振动子：A B， M
扫描次数数十次足够了
3) 分辨率
分辨率越高, 光谱峰分开的越清晰, 分辨率越高, 需要扫描时间越长 分辨率越高, 光谱信噪比越差 通常对固体或液体, 4 cm-1 气体, 分辨率要高一些.
二 背景谱和样品谱
载片
背景谱 样品谱
样 品 现代付立叶变换红外光谱仪: 单光束 背景谱和样品谱分别收集.
为得到好的光谱, 要求 1) 背景谱与样品谱, 扫描参数: 分辨率, 扫描波数 范围, 扫描次数等尽可能一致 2) 背景谱与样品谱, 光路设置尽可能一致. 3) 两者测量时不一致的地方越少越好 4) 两者测量时间间隔越短越好.
当分子中含有共用原子的两个振动子, 两振动子的振 动频率相近或相同时, 就会发生强烈偶合作用. M1---M2----M3 M1---M2---M1
偶合作用, 产生分裂的振动频率, 其中一个高于原来 的频率, 一个低于原来的频率.
CH2, 对称伸缩
2850 cm-1
反对称伸缩 2920 cm-1 O O
(二) 指纹频率
指纹频率不是起源于某个基团的振动, 而是整个分子 或分子的一部分振动产生的. 指纹频率对分子结构的 微小变化具有较大的灵敏性, 对于特定分子是特征的.
吸收带指认困难.
?
二 影响特征基团频率的因素 (一) 诱导效应
吸电子基团, 电子云密度向着吸电子基团的方向移动
红外光谱基本原理
5
红外光谱与紫外可见光谱的区别
1.光谱产生的机制不同
分子振动和转动能级的跃迁；价电子和分子轨道上的电子在电子能级 上的跃迁。
2. 研究对象不同
在振动中伴随有偶极矩变化的化合物；不饱合有机化合物特别是具有 共轭体系的有机化合物。
3.可分析的试样形式不同，使用范围不同
气、液、固均可，既可定性又可定量，非破坏性分析；既可定性又可 定量，有时是试样破坏性的。
N-O N-N C-F C=N
N-H
C-H，N-H，O-H 3500 3000 2500 2000 1500 1000 指纹区
25
500
特征区
三、影响基团频率的因素
基团频率（谱峰位置）主要由化学键的力常数决定。
但分子结构和外部环境因素也对其频率有一定的影响，相
同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。 影响其吸收峰位置的主要因素分为内部因素和外部因素。
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：
－CH2－CO－CH2－ －CH2－CO－O－ －CH2－CO－NH－ 1715 cm-1 1735 cm-1 1680 cm-1 酮 酯 酰胺
21
相关峰：由同一基团的不同振动形式所产生的 一组应同时存在的峰。 如羧基的相关峰包括：羰基伸缩、羟基伸缩、
碳碳氢伸缩、羟基面内弯曲和羟基面外弯曲五个振
H NH cm-1 O 游 离 1 6 9 0 R R -1 cm 1 6 5 0 氢 键 O HN H
HO O C H C 3 缩 OH伸 OCH 3 2 8 3 5 cm-1
伸 缩 伸 缩 变 形 N-H C = O N-H
-1 cm 6 2 0 1 3 5 0 0 1 5 9 0
6 5 0 1 6 2 0 cm-1 1 3 4 0 0
红外光谱位移的影响因素
影响红外光谱（IR）基团频率位移的因素（1）外部因素--测定条件不同。
外部因素包括样品的状态、粒度、溶剂、重结晶条件及制样方法的不同等等都会引起红外光谱的改变。
当与标准谱图对照时，注意必须在测定条件一致的情况下才能比较。
（2）内部因素--分子结构差异(取代基效应)。
内部因素主要包括：诱导效应、共轭效应，场效应、氢键效应、空间效应及振动的偶合等。
主要根据不同结构或者基团对键强度的影响来判断频率变化，键增强则波数增加，反之则减少。
诱导效应是由于取代基的电负性不同引起吸引或排斥电子的静电作用，引起分子中电子云分布的变化和键强度的改变，因而改变了化学键的力常数。
吸电子诱导往往引起特征频率往高波数位移，给电子诱导则使特征频率低移。
常见取代基的电负性次序：F > OAr > Cl > OCH3 > OR > Br > Ar > SAr > SR > H > CH3 > R共轭效应使基团特征频率往低波数位移。
C=O与C=C共轭时形成了C=C-C=O共轭体系，通过丌键传递引起电子云密度平均化的特性就是共轭效应。
即使键长平均化，双键特性减弱导致υC=O和υC=C都往低波数位移。
场效应会引起基团特征频率往高波数位移。
诱导和共轭效应都是通过化学键起作用的。
场效应是分子内相互作用的两部分通过空间传递的电子作用，只有相互靠得很近的偶极子之间才能产生偶极场效应。
氢键效应使伸缩振动频率往低波数位移，使变形振动频率往高波数位移。
分子中或分子间的基团之间直接的物理作用引起的取代基效应，主要表现为环张力和空间位阻。
环张力——在小环中分子内部固有的张力是由环的键角决定的，不论是饱和或不饱和环状化合物都有环张力的影响。
环丙烷由于环张力的影响使饱和υCH2增大至超过3000cm-1达到3060cm-1。
空间位阻的大小与邻近相互作用基团的大小、形状密切相关。
当两个化学键或基团的振动频率相近或相等且在分子中直接相连或相接近时，一个基团振动时会引起其他原子的位移，振动不再是孤立的而是相互偶合的，相互作用使原来的谱带裂分成双峰，出现对称与不对称两种偶合振动方式。
浅谈影响红外吸收光谱强度的因素Ξ
1.诱导效应，取代基电负性不同，诱导效应引起分子中电子分布的变化，吸收移向高频区,如ν＞C=O-R′, -H，-Cl，-F, 电负性→强，1715，1730，1800，1920，吸收峰→高频2.共轭效应，是电子云密度平均化，吸收峰→低频3.空间效应，空间位阻影响共轭，吸收峰→高频4.氢键效应，有分子内氢键和分子间氢键，形成氢键后使H原子周围的力场发生变化，改变了X-H的键力常数，吸收峰移向低频。
分子间氢键可以通过改变溶液浓度的方法来测定。
通常，吸收峰强度受跃迁几率，振动偶极矩变化，分子的对称性，以及溶剂的影响。
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2007 年第12 期内蒙古石油化工179 Ξ 浅谈影响红外吸收光谱强度的因素赵晓坤内蒙古商贸职业学院内蒙古呼和浩特010010 摘要: 在解析红外光谱时要同时注意红外吸收峰的位置强度和峰形。
然而在确定化合物分子结构时必须将吸收峰位置辅以吸收峰强度和峰形来综合分析可是这后两个要素往往得不到应有的重视。
关键词: 红外光谱吸收峰强度因素在解析红外光谱时要同时注意红外吸收峰的25 500∧称为远红外区。
近红外光谱的信息是分～m位置强度和峰形。
吸收峰的位置无疑是红外吸收最子内部振动的倍频与合频使得近红外光谱分析技重要的特点。
因此各红外专著都充分地强调了这一术存在一系列技术难点: 近红外光谱吸收强度较点。
然而在确定化合物分子结构时必须将吸收峰弱测定不经过预处理的样品光谱易受样品状态和位置辅以吸收峰强度和峰形来综合分析可是这后测量条件等影响光谱的不确定性较大测定背景两个要素往往得不到应有的重视。
复杂光谱中谱峰重叠严重。
这些问题的核心是作每种有机化合物均显示若干红外吸收峰因而为信息源的近红外光谱有效信息率低对复杂样品易于对各吸收峰强度进行相互比较。
影响红外光谱吸收频率的因素
①物态效应
影响红外光谱吸收频率的 因素
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正己酸的红外光谱
a 蒸气(134℃) b 液体(室温)
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影响红外光谱吸收频率的 因素
②溶剂效应 双甲酮在不同溶剂中的羰基频率变化
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2.电子效应
影响红外光谱吸收频率的 因素
诱导效应
它们都是由于
电子 效应
中介效应
化学键的电子 分布不均匀引
起的。 共轭效应
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影响红外光谱吸收频率的 因素
（1）诱导效应（I效应）
由于取代基具有不同的电负性, 通过静 电诱导作用, 引起分子中电子分布的变化, 从而使基团的特征频率发生了位移。
随着取代原子电负性的增大或取代数目 的增加, 诱导效应越强, 吸收峰向高波数移 动的程度越显著。
分子内氢键不受浓度影响, 分子间氢键受浓度 影响较大。
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5.振动的偶合
影响红外光谱吸收频率的 因素
含有同原子的两个键, 如果其单键的振动频 率相同或相近, 它们之间即会发生较强的相互作 用, 由于两谐振子的相位或偶合情况不同, 出现分 别低于和高于单个谐振子位置的两个频率, 此频 率含有两个谐振子的成分。
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影响红外光谱吸收频率的 因素
2.2 影响红外光谱吸收频率的因素
吸收峰的位置与分子结构有关。从特征吸收 峰的波数与强度可以推测化合物的分子结构。
对于同一种官能团，吸收峰的位置不是固定 的，有一个波数范围。
吸收峰的位置受多种因素的影响，如质量效 应、电子效应、空间效应、氢键、振动的偶合及 外在因素等。
例如, 异丙基的两个甲基同时和一个碳原子 相连, 由于相互偶合作用引起甲基对称振动分裂 为二, 出现在1385cm－1和1365cm－1, 对确认异 丙基的存在是非常有用的。
影响红外光谱的因素
1、外部因素：测定时的试样状态、溶剂效应等因素。
溶剂效应：溶剂种类不同对谱图也会有影响。
溶剂分子能引起溶剂溶质的缔合，改变吸收带的位置及强度。
通常，在极性溶剂中,溶质分子的极性基团的伸缩振动频率向低波数方向移动.例如：气态时νC = O最高，非极性溶剂的稀溶液次之,而液态或固态的频率最低.在红外光谱法中,
应尽量选用非极性溶剂。
2、内部因素:（1）诱导效应（I效应)吸电子基团使电子云由氧原子转向双键，使羰基双键性增强，从而使吸收峰向高波数方向移动。
(2）共轭效应（M效应）（3)偶极场效应(F效应)共轭效应和诱导效应是通过化学键起作用的.偶极场效应是邻近基团通过空间起作用的。
(4）氢键羰基和羟基之间容易形成氢键,使羰基的频率降低。
（5)振动的偶合.二个频率相同或相近的基团联结在一起时，会发生相互作用而使谱峰分成二个。
如酸酐的二个羰基，振动偶合而裂分成二个谱峰.二元酸的二个羰基之间只有1～2个碳原子时，会出现二个C=O 基吸收峰，是相互偶合的结果。
费米共振：当倍频峰位于某强的基频峰附近时,弱的倍频峰常被大大强化。
基频峰常发生分裂。
这种泛频峰和基频峰之间的偶合，称为费米共振.—CHO的C-H伸缩振动（2835-2965cm—1）和C—H弯曲振动（1390cm—1）的倍频峰偶合，裂分成二个峰：2840 cm—1、2760 cm-1，是醛基的特征峰。
(6)空间效应,包括环状化合物的张力效应和位阻效应张力效应。
与环直接联结的双键的伸缩振动频率，环越小张力越大，其频率越高.环内
双键，张力越大，伸缩振动频率越低。
空间位阻效应：若分子结构中存在空间阻碍，使共轭受到限制，振动频率增高。
影响红外光谱的因素分析
红外光谱谱图质量影响因素汇总1、扫描次数对红外谱图的影响：傅里叶变换红外光谱仪测量物质的光谱时,检测器在接受样品光谱信号的同时也接受了噪声信号,输出的光谱既包括样品的信号也包括噪声信号.信噪比与扫描次数的平方成正比.增加扫描次数可以减少噪声、增加谱图的光滑性.2、扫描速度对红外谱图的影响：扫描速度减慢,检测器接收能量增加; 反之,扫描速度加快,检测器接收能量减小.当测量信号小时( 包括使用某些附件时) 应降低动镜移动速度,而在需要快速测量时,提高速度.扫描速度降低,对操作环境要求更高,因此应选择适当的值.采用某一动镜移动速度下的背景,测定不同扫描速度下样品的吸收谱图,随扫描速度的加快,谱图基线向上位移.用透射谱图表示时,趋势相反.所以在实验中测量背景的扫描速度与测量样品的扫描速度要一致.3、分辨率对红外谱图的影响：红外光谱的分辨率等于最大光程差的倒数,是由干涉仪动镜移动的距离决定的,确切地说是由光程差计算出来的.分辨率提高可改善峰形,但达到一定数值后,再提高分辨率峰形变化不大,反而噪声增加.分辨率降低可提高光谱的信噪比,降低水汽吸收峰的影响,使谱图的光滑性增加.样品对红外光的吸收与样品的吸光系数有关,如果样品对红光外有很强的吸收,就需要用较高的分辨率以获得较丰富的光谱信息; 如果样品对红光外有较弱的吸收,就必须降低光谱的分辨率、提高扫描次数以便得到较好的信噪比.4、数据处理对红外谱图质量的影：(1)平滑处理：红外光谱实验中谱图常常不光滑,影响谱图质量.不光滑的原因除了样品吸潮以外还有环境的潮湿和噪声.平滑是减少来自各方面因素所产生的噪声信号,但实际是降低了分辨率,会影响峰位和峰强,在定量分析时需特别注意.(2)基线校正：在溴化钾压片制样中由于颗粒研磨得不够细或者不够均匀,压出的锭片不够透明而出现红外光散射,所以不管是用透射法测得的红外光谱,还是用反射法测得的光谱,其光谱基线不可能在零基线上,使光谱的基线出现漂移和倾斜现象.需要基线校正时,首先判断引起基线变化的原因,能否进行校正.基线校正后会影响峰面积,定量分析要慎重.(3)样品量的控制对谱图的影响：在红外光谱实验中,固体粉末样品不能直接压片,必须用稀释剂稀释、研磨后才能压片.稀释剂溴化钾与样品的比例非常重要,样品太少不行,样品太多则信息太丰富而特征峰不突出,造成分析困难或吸收峰成平顶.对于白色样品或吸光系数小的样品,稀释剂溴化钾与样品的比例是100：1; 对于有色样品或吸光系数大的样品稀释剂溴化钾与样品的比例是150：1.5、影响吸收谱带的因素还有分子外和分子内的因素：如溶剂不同,振动频率不同,溶剂的极性不同,介电常数不同,引起溶质分子振动频率不同,因为溶剂的极性会引起溶剂和溶质的缔合,从而改变吸收带的频率和强度.氢键的形成使振动频率向低波数移动、谱带加宽和强度增强(分子间氢键可以用稀释的办法消除,分子内氢键不随溶液的浓度而改变).6、影响吸收谱带的其他因素还有：共轭效应、张力效应、诱导效应和振动耦合效应.共轭效应:由于大P 键的形成,使振动频率降低.张力效应:当环状化合物的环中有张力时,环内伸缩振动降低,环外增强.诱导效应:由于取代基具有不同的电负性,通过静电诱导作用,引起分子中电子分布的变化及键力常数的变化,从而改变了基团的特征频率.振动耦合效应:当2个相邻的基团振动频率相等或接近时,2个基团发生共振,结果使一个频率升高,一个频率降低.。
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CH3的对称弯曲振动频率为1380cm-1，但当两个甲基连在同一个C原子上，形成异丙基时发生振动偶合，即1380cm-1的吸收峰消失，出现1385 cm-1和1375 cm-1两个吸收峰。
（5）其它因素
① 氢键的形成提高化学键的极化程度, 使有关的吸收峰变宽变强。当质子给予体基团和未成键电子对轨道轴在同一条直线时, 氢键的强度达到最大。键的强度与X 和Y 之间的距离成反比。氢键改变了两个基团的力常数; 因此, 伸缩振动和弯曲振动的频率都要发生改变。X —H 的伸缩振动谱带移向较长波长(较低频率) , 并常常伴随有强度和谱带宽度的增高。
2 .氢键的影响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。游
离羧酸的 C=O 键频率出现在 1760 cm-1 左右，在固体或液体中，由于羧酸形成
二聚体， C=O 键频率出现在 1700 cm-1 。 分子内氢键不受浓度影响，分子间
氢键受浓度影响较大。
3. 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感变化，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，如，羧酸酐。
4.Fermi共振 当一振动的倍频与另ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ振动的基频接近时，由于发生相互作用而产
素大致可分为内部因素和外部因素。
内部因素：
1. 电子效应 包括诱导效应、共轭效应和中介效应，它们都是由于化学键的电子
分布不均匀引起的。
（1）诱导效应（ I 效应） 由于取代基具有不同的电负性，通过静电诱导作用，
引起分子中电子分布的变化。从而改变了键力常数，使基团的特征频率发生了位
移。 例如，一般电负性大的基团或原子吸电子能力强，与烷基酮羰基上的碳原
（3）分子的对称性
基团的偶极矩与结构的对称性有关, 对称性愈强, 振动时偶极矩变化愈小, 吸收带愈弱。红外吸收强度决定于跃迁的几率, 理论计算有迁几率= 式中, 为红外电磁波的电场向量, 为跃迁
（4）偶合相互作用
当两个键振子共享一个原子时, 除非各个振荡频率有很大的差异, 否则它们很少表现为各自独立的振子, 这是因为两个振子之间有机偶合的相互作用。有的特征基团频率的谱带往往涉及有机偶合振动。
生很强的吸收峰或发生裂分，这种现象称为 Fermi 共振。
二．决定红外光谱谱带强度的相关因素
1.谱带的强度主要由两个因素决定。
一是振动中偶极矩变化的程度。瞬间偶极矩变化越大, 谱带强度越大, 而偶极矩变化和分子(或基团) 本身的偶极矩有关, 极性较强的基团, 振动中偶极矩变化较大, 对应的吸收谱带较强。
振动方程
当m固定时,基团振动频率随化学键力常数增强而增大。
乙基异丙基酮和甲基丁基酮的IR（指纹区差异）
子数相连时，由于诱导效应就会发生电子云由氧原子转向双键的中间，增加了
C=O 键的力常数，使 C=O 的振动频率升高，吸收峰向高波数移动。随着取代原
子电负性的增大或取代数目的增加，诱导效应越强，吸收峰向高波数移动的程度
越显著。
诱导效应
吸电子诱导效应使羰基双键性增加，振动频率增大。
（2）中介效应（ M 效应）当含有孤对电子的原子（ O、 S、 N 等）与具有多重键的原子相连时，也可起类似的共轭作用，称为中介效应。由于含有孤对电子的原子的共轭作用，使 C=O 上的电子云更移向氧原子， C=O 双键的电子云密度平均化，造成 C=O 键的力常数下降，使吸收频率向低波数位移。 对同一基团，若诱导效应和中介效应同时存在，则振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效应的结果。当诱导效应大于中介效应时，振动频率向高波数移动，反之，振动频率向低波数移动。
一．决定红外光谱谱带频率的相关因素
基团频率主要是由基团中原子的质量和原子间的化学键力常数决定。然而，分子
内部结构和外部环境的改变对它都有影响，因而同样的基团在不同的分子和不同
的外界环境中，基团频率可能会有一个较大的范围。因此了解影响基团频率的因
素，对解析红外光谱和推断分子%( 结构都十分有用。 影响基团频率位移的因
氢键效应
氢键(分子内氢键；分子间氢键)：氢键的形成使原有的化学键O－H或N－H的键长增大，力常数K 变小，使伸缩振动频率向低波数方向移动。
② 与极性基团共轭使吸收峰增强。电效应中,诱导效应对基团吸收强度的影响与其对基团极性的影响有关。如果, 诱导效应使基团极性降低, 则吸收强度降低, 反之, 则强度增加。
以二氧化碳分子为例
偶极矩变化的大小与以下五个因素有关:
（1）原子的电负性
化学键两端的原子之间电负性差别越大, 其伸缩振动引起的红外吸收越强。
（2）振动方式
相同基团的各种振动, 由于振动方式不同, 分子的电荷分布也不同, 偶极矩变化也不同。通常, 反对称伸缩振动的吸收比对称伸缩振动的吸收强度大;伸缩振动的吸收强度比变形振动的吸收强度大。
③ 费米共振。倍频吸收峰一般是很弱的, 但是发生费米共振时, 基频和倍频的强度重新分配。
苯甲酰氯的红外光谱
苯甲酰氯C-Cl的伸缩振动在874cm-1，其倍频峰在1730cm-1左右，正好落在C=O的伸缩振动吸收峰位置附近，发生费米共振从而倍频峰吸收强度增加 。
二是能级跃迁概率。 跃迁概率大, 吸收峰也就强。 一般来说, 基频 (V 0 -V 1) 跃迁概率大, 所以吸收较强; 倍频 ( V 0- V 2) 虽然偶极矩变化大, 但跃迁概率很低, 使峰强从而很弱。