红外光谱识别与解析

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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(最全-最详细明了)

1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对，提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或暗带。

红外光谱在结构解析中的作用

红外光谱在结构解析中的作用红外光谱是一种物理现象，在有机和无机物质的谱学研究中发挥重要作用。

它的数据可以被用来用于结构解析，以确定物质的组成和性质，甚至建立一种新物质的结构。

它也可以用来识别有机分子修饰，如取代、功能团或母体等。

本文将介绍红外光谱在结构解析中的应用，探讨它的原理以及分析方法，并分析它与其他分子结构分析技术的优缺点。

红外光谱法是一种涉及到物质红外辐射的一种分子谱学技术，可以识别分子的结构。

它通过研究物质红外辐射的强度和位置来确定分子组成。

被分析的分子几乎总是不断升温和降温，使它们的谱线可以被检测和分析，从而得出它们的结构和组分的结果。

红外光谱的结构分析包括三个步骤：（1）获得一个完整的红外光谱；（2）通过观察红外谱线位置来确定分子中不同原子或分子式单元的存在；（3）通过观察红外谱线强度来解析它们的结构。

通过这三个步骤，可以在不改变原来的化学性质的情况下，揭示一种物质的结构，确定它的组成，并进行识别和鉴定。

红外光谱技术与其他结构分析技术相比有几个优点。

首先，它不需要破坏被分析样品，可以对许多不同类型的样品进行安全分析，比如细胞、病毒和细胞组织。

其次，它可以从微量样品中检测分子结构。

最后，它可以以最快的速度和最低的门槛，轻松快速地实现结构解析。

然而，红外光谱也有一些不足，比如可能检测不到某些个性化的分子，它的数据可能不太准确，需要考虑光谱中的噪声，以及较低的分辨率等。

因此，红外光谱仍然是当今最有效和重要的分析技术之一，它在物质分析和结构解析领域发挥着重要作用。

由于它的应用范围很广，因此它的研究水平不断提高，可以帮助我们更好地理解物质的组成和结构，从而构建一个全新的材料世界。

综上所述，红外光谱在结构解析中的作用不容忽视。

它的优点是它可以安全、有效地进行结构解析，而缺点是可能检测不到少数特殊的分子和低分辨率等。

随着研究的深入，红外光谱在分子结构、催化剂设计和新材料发现等领域的应用将越来越广泛。

红外光谱_2

大
振动能小
能级差 (eV) 1－20
0.05-1
吸收的辐射能光谱
可见光和紫外电子光谱
11 中红外区
振动光
三、红外吸收产生的原理
辐射分子振动能级跃迁红外光谱官能团分子结构分子的振动所需的能量远大于分子的转动所需的能量，因此对应的红外吸收频率也有差异：
远红外区：波长长，能量低，对应分子的转动吸收
一个整体,其运动状态可分为平动、 f总＝f振+f平+f转＝3N
转动、振动三类。分子总自由度应
该等于平动、转动和振动自由度的 f振＝3N －f平－f转
总和，即:
26
三、红外吸收产生的原理
每一种振动形式都会产生一个基频峰，即一个多原子分子所产生的基频峰的数目应该等于分子所具有的振动形式的数目。无论是线形分子还是非线形分子其平动的自由度都等于3。
2
dx 则 m d t2 = - kx（1）
c c
1k
v = 2π m
（3）
x = A cos (2π v t + Ф) （2） 1k
用波数表示 = 2πc m
（波数）与K成正比；与原子质量成反比
对双原子分子来说，约合质量
m1 m2 μ=
代替m： =
m1+m2
1 2πc
k μ
发生振动能级跃迁需要的能量的大小取决于键两端原
样品吸收红外辐射的主要原因是：分子中的化学键
因此, IR可用于鉴别化合物中的化学键类型，可对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质，也适用于非晶质物质。应用：有机化合物的结构解析定性：基团的特征吸收频率定理：特征峰的强度
6
二、红外光区的划分

化学分析中的红外光谱技术

化学分析中的红外光谱技术红外光谱技术是一种重要的分析方法，广泛应用于化学领域。

它主要通过测定物质在红外光区域的吸收特性，从而获取有关物质结构和组成的信息。

以下是关于红外光谱技术的一些关键知识点：1.红外光谱的原理：红外光谱是利用物质对红外光的吸收作用，分析物质分子内部结构的一种技术。

红外光的波长范围在4000-400cm-1之间，不同类型的化学键和官能团在红外光区域有特定的吸收频率。

2.红外光谱仪：红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要仪器设备。

它主要由光源、样品室、分光镜、检测器等部分组成。

样品通过红外光源照射，经过样品室后，由分光镜分离出不同波长的光，最后由检测器检测吸收的光强。

3.红外光谱图：红外光谱图是表示物质红外光谱吸收情况的图表。

横轴表示波数（cm-1），纵轴表示吸收强度。

红外光谱图可以用来分析物质的分子结构、化学键类型和官能团等信息。

4.红外光谱的应用：红外光谱技术在化学分析领域具有广泛的应用，可以用于定性分析、定量分析、结构分析、混合物分析等。

例如，通过红外光谱可以确定有机化合物的分子结构，分析高分子材料的组成等。

5.红外光谱的解析：红外光谱的解析主要包括峰的识别、峰的归属和峰的积分等步骤。

通过对红外光谱图中的吸收峰进行识别和归属，可以确定物质中的化学键类型和官能团，从而推断出物质的结构信息。

6.红外光谱的优点：红外光谱技术具有快速、简便、灵敏、准确等优点，是一种非常重要的分析方法。

它不仅适用于固体、液体样品，还可以用于气体和薄膜样品的研究。

7.红外光谱的局限性：虽然红外光谱技术具有很多优点，但也存在一定的局限性。

例如，红外光谱信号易受样品环境、化学计量比等因素的影响，因此在分析过程中需要注意样品的制备和测试条件的控制。

以上是关于化学分析中红外光谱技术的一些关键知识点，希望对您有所帮助。

习题及方法：1.习题：红外光谱图中，吸收峰的位置与哪个因素有关？解题思路：此题考查对红外光谱图的基本理解。

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。

红外光谱(IR)的原理及其谱图的分析

υC=O 1715 cm-1
υC=O 1780 cm-1 υC=O 1650 cm-1
吸电子效应：高波数移动精；选课推件电子效应：低波数移动
2.峰强峰的强度取决于分子振动时偶极矩的变化。偶极矩的变化越小，谱带强度越弱。
• 极性大的基团，吸收强度大。 C=O 比 C=C 强， CN 比 C C 强使基团极性降低的诱导效应，吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应，吸收强度增加。
2、电子效应
a. 诱导效应
b. 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.
O 例： R C X
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
精选课件
O
RCX
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
• 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。
精选课件
H2O有3种振动形式，相应的呈现3个吸收谱带。
精选课件
结论：
产生红外光谱的必要条件是：
1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相等，才能发生振动能级跃迁，产生吸收吸收光谱。
2. 只有引起分子偶极矩发生变化的振动才能产生红外吸收光谱。
精选课件
1.6 IR光谱得到的结构信息
1 峰位：吸收峰的位置（吸收频率） 2 峰强：吸收峰的强度
化学键
C―C
C＝C
C≡C
键长（nm）

红外光谱分析方法

ν C O 1235 cm 1
该化合物为结构 2
练习
(书后P276题15) (书后P276题15)
ν φ H 3030
ν
as CH 3
ν C =(芳) 1588 , 和1471 1494 C
2925
as δ CH 3
s δ CH 3 1380 1442 ν C N 1303, 1268
γ φ H 748cm1 (单)
ν NH 3430 , (双) 3300
δ NH 2 1622
续前
解: U = 2 + 2 × 7 + 1 9 = 4 推测可能含苯环 2 3030 cm 1 可能为ν φ H
1588 , 和1471cm 1 1494 (三峰) 可能为ν C =(芳环) C 748cm 1 (单峰) 可能为γ φ H (双取代)
否定结构 4
续前
综上所述,峰归属如下 :
ν φ H 3060 ,3040 和3020 cm 1
1584 和 1493 cm 1 ν C =(芳环) 1600 , C
γ φ H (单取代) 756 和 702 cm 1 (双峰) ν CH 2 2938 ,2918 和 2860 cm 1 δ CH 2 1452 cm 1
图示
图示
二,IR光谱解析实例 IR光谱解析实例
练习 : 某化合物C9H10O,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 某化合物C ,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 3040,2980,2920,1690( ),1600,1580,1500, 3040,2980,2920,1690(s),1600,1580,1500, 1370,1230,750,690cm1370,1230,750,690cm-1,试推断分子结构解: U = 2 + 2 × 9 10 = 5 可能含有苯环 2 1 1690 cm 强吸收为ν C =O 3080 ,3040 cm 1有吸收可能为ν φ H

红外光谱(最全_最详细明了)、、

1. 内部结构
日本岛津公司的 DT-40 FT-IR
04:50:25
2. 傅里叶变换红外光谱仪结构框图
干涉仪
样品室
检测器
光源
计算机
显示器绘图仪
干涉图 FTS
光谱图
04:50:25
3. 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)；适合仪器联用；
(2) 单色器
光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；
04:50:25
(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)；
CH2-C(OH)=CH-COOC2H5 υC=O与υC=C在1650cm-1(w) υOH3000cm-1
1.4 有机化合物基团的特征吸收
化合物红外光谱是各种基团红外吸收的叠加。
各种基团在红外光谱的特定区域会出现对应的吸收带，其位置大致固定。
受化学结构和外部条件的影响，吸收带会发生位移，但综合吸收峰位置、谱带强度、谱带形状及相关峰的存在，可以从谱带信息中反映出各种基团的存在与否。
分子振动光谱
Vibration spectroscopy
Infrared spectroscopy and Raman spectroscopy ( IR and Raman )
分子振动光谱 ---红外光谱与拉曼光谱---
一、红外光谱

红外光谱分析

红外光谱分析红外光谱分析是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、材料等领域。

通过测量物质在红外光谱范围内的吸收和发射特性，可以得到物质分子的结构信息，实现物质的鉴定、定量分析和质量控制等目的。

本文将从红外光谱的基本原理、仪器设备、样品制备和数据解析等方面介绍红外光谱分析的相关知识。

一、基本原理红外光谱分析基于物质对红外辐射的吸收特性。

红外辐射是电磁波谱中的一部分，波长范围在0.78μm至1000μm之间，对应的频率范围在3000GHz至0.3THz之间。

物质分子由原子组成，原子核围绕电子运动，当受到外界的电磁波激发时，分子内部的键振动和转动将发生改变，导致物质吸收特定波长的红外辐射。

不同物质的分子结构和化学键在红外光谱图上表现出特征性的吸收峰，通过观察这些吸收峰的位置和强度可以确定物质的成分和结构。

二、仪器设备进行红外光谱分析需要使用红外光谱仪。

常见的红外光谱仪包括傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和光散射式红外光谱仪（IR）。

FTIR光谱仪通过傅立叶变换技术将红外辐射转换为光谱图，具有高灵敏度和快速测量的优点，适用于定性和定量分析。

光散射式红外光谱仪则通过散射光信号进行检测，适用于固态样品和表面分析。

三、样品制备在进行红外光谱分析前，需要对样品进行适当的制备处理。

液态样品可以直接涂覆在透明吸收的样品基底上进行测试，固态样品通常需要将样品捣碎并与适当的载体混合后进行测试。

在取样和制备过程中需要避免空气和水分的干扰，避免发生氧化和水解反应，影响测试结果的准确性。

四、数据解析红外光谱分析得到的数据通常以吸收光谱图的形式呈现。

吸收光谱图的横轴表示波数或波长，纵轴表示吸收强度，吸收峰的位置和形状反映了物质的分子结构。

数据解析是红外光谱分析的关键步骤，需要借助专业的光谱库和软件进行分析和比对，以确定样品的成分和结构信息。

在实际应用中，红外光谱分析可用于鉴定有机化合物、无机物质、生物大分子等多种样品，广泛应用于医药、食品、环境、材料科学等领域。

第三章红外光谱

不特征
胺
类别
键和官能团
C=O R-CHO C=O
拉
1750-1680 2720
伸
(cm-1)
说
明
醛、酮
羧酸
1770-1750（缔合时在1710）气相在3550，液固缔合时在 3000-2500（宽峰） 1800 1860-1800 1735 1690-1650 3520，3380（游离）缔合降低100 2260-2210 1800-1750
1670（弱-无）
ห้องสมุดไป่ตู้
无
共轭烯烃
与烯烃同
向低波数位移，变宽
与烯烃同
吸收峰振
动
化合物
C=C，CC，C=C-C=C C-H拉伸（或伸缩）苯环 3310-3300 一取代对称 2140-2100弱无
C-H弯析
炔烃
较强
非对称二取代2260-2190弱
700-600 强
芳烃
取代芳烃
3110-3010中
一、红外光谱的八个峰区
4000-1500cm-1区域又叫官能团区. 该区域出现的吸收峰，较为稀疏，容易辨认. 1500-400cm-1区域又叫指纹区. 这一区域主要是： C－C、C－N、C－O 等单键和各种弯曲振动的
吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
二、重要官能团的红外特征吸收
C-H拉伸（或伸缩）
1600中 1500强
1580弱 1450弱-无
670弱倍频 2000-1650 一取代770-730， 710-690强二取代
同芳烃
同芳烃
邻- 770-735强间- 810-750强 710-690中对- 833-810强
泛频 2000-1660

红外光谱知识

红外光谱在有机化合物的结构鉴定中，红外光谱法是一种重要得手段。

用它可以确定两个化合物是否相同，若两个化合物的红外光谱完全相同，则一般他们为同一化合物（旋光对映体除外）。

也可以确定一个新化合物中某些特殊键或官能团是否存在。

一、红外光谱图的表示方法红外光谱以波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置。

以透射百分率（Transmittance %,符号T%)为纵坐标，表示吸收强度，吸收带为向下的谷。

二红外光谱的产生，与有机化合物分子结构的关系1.分子振动的分类：⑴伸缩振动（ν）：原子沿着建轴伸长和缩短，振动时键长有变化，键角不变。

⑵弯曲振动（δ）：组成化学键的原子离开键轴而上下左右的弯曲。

弯曲振动时，键长不变，但键角有变化。

①：面内弯曲：②：面外弯曲2.红外光谱的产生当分子吸收红外光子，从低的振动能级向高的振动能级跃迁时，而产生红外吸收光谱。

=( V + 1/2) hν振动能：EvibV=0,1,2,3...称为振动量子数。

ν＝振动频率h=普朗克常数（6.36×10-34焦耳.秒）△E = hν在分子中发生振动能级跃迁所需要的能量大于转动能级跃迁所需要的能量，所以发生振动能级跃迁的同时，必然伴随转动能级的跃迁。

因此，红外光谱也成为振转光谱。

只有偶极矩大小或方向有一定改变的振动才能吸收红外光，发生振动能级跃迁，产生红外光谱。

不引起偶极变化的振动，无红外光谱吸收带。

3.原理对于分子的振动，为了便于理解可以用经典力学来说明。

用不同质量的小球代表原子，用不同硬度的弹簧代表各种化学键。

根据胡克（Hooke)定律，两个原子的伸展振动视为一种简谐振动，其频率可依下公式近似估计：ν＝1/2π(k/μ)-1/2k:力常数, μ:折合质量＝m1m2/( m1+m2) , m1 和m2 分别为二个振动质点的质量。

π和c为常数，吸收频率随键的强度的增加而增加，随键连原子的质量增加而减少。

化学键的力常数越大，原子折合质量越小，则振动频率越高，吸收峰将出现在高波数区（即短波区）。

红外光谱仪的操作技巧解析

红外光谱仪的操作技巧解析红外光谱仪是一种常用的科学仪器，能够用于分析物质的结构和成分。

它通过测量物质与红外光的相互作用来获取样品的红外光谱图。

然而，要获得准确可靠的数据，需要正确操作红外光谱仪并使用适当的技巧。

本文将细致解析红外光谱仪的操作技巧。

一、样品制备在操作红外光谱仪之前，首先要准备样品。

样品的制备对红外光谱仪的测量结果至关重要。

一般来说，须将样品制成适合红外光谱仪使用的形式，如液体样品可用压片或吸光度皿进行测量，固体样品可研磨成粉末，气体样品则需封装在气密容器中。

二、仪器校准在进一步操作红外光谱仪之前，常需要进行仪器的校准。

校准主要包括对仪器内部的各个组件进行调整和校准，确保其正常运行。

如对干涉仪进行调整，使光线形成干涉光谱；调整和检查波数标定、清晰度、分辨率等参数，确保测量结果准确可靠。

三、测量条件设置在进行红外光谱测量之前，必须设置合适的测量条件。

首先是选择适当的光源，光源的选择会影响到红外光谱的信噪比和测量灵敏度。

然后是选取合适的检测器，检测器的选择会影响到光谱的检测范围和灵敏度。

此外还需设置光路中的滤光片，以排除干扰光线的干扰。

最后是选择合适的测量模式，如透射模式、反射模式或者吸收模式。

四、红外光谱解析红外光谱仪测量得到的谱图需要进行解析和处理。

首先，需要对红外光谱图进行峰的识别和鉴定。

根据谱图中出现的峰的特征，可以判断出样品中存在的官能团或化学键。

此外，还可以通过比较不同样品的谱图来研究化学变化和相互作用。

另外，红外光谱解析还需注意一些技巧。

首先是信号与噪声的处理。

红外光谱中常常伴随着一些杂散光和噪声，需通过信号处理方法将其排除。

其次是谱峰的积分和面积计算，积分和面积可以反映出不同峰的强度和相对含量。

最后是利用专业软件进行数据处理和拟合，以获取更准确的结果。

五、故障排除在使用红外光谱仪时，可能会遇到各种故障。

在出现故障时，需要根据错误提示和现象进行排查。

常见的故障包括光源强度不稳定、干涉仪不对称、检测器吸光度不稳定等。

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。

如何分析红外光谱

如何分析已经拿到手的红外谱图可以按如下步骤来：( 1)首先依据谱图推出化合物碳架类型：根据分子式计算不饱和度，公式：不饱和度=F+1+(T-0)/2其中：F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子)，T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子)，0：化合价为1 价的原子个数(主要是H 原子)，例如：比如苯：C6H6，不饱和度=6+1+ (0-6) /2 = 4, 3个双键加一个环，正好为4 个不饱和度；( 2)分析3300~2800 cm-1 区域C-H 伸缩振动吸收；以3000 cm-1 为界：高于3000 cm-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3000 cm-1 一般为饱和C-H 伸缩振动吸收；( 3)若在稍高于3000 cm-1 有吸收,则应在2250~1450 cm-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1000~650 cm-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,再依据其他官能团，如C=0, 0-H, C-N 等特征吸收来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〜仃00 cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

至此,分析基本搞定,剩下的就是背一些常见常用的健值了！1. 烷烃：C-H 伸缩振动（3000-2850 cm-1）C-H 弯曲振动（1465-1340 cm-1）一般饱和烃C-H 伸缩均在3000 cm-1 以下,接近3000 cm-1 的频率吸收。

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

FTIR红外光谱原理及图谱解析

I ' ( )
光束强度
B() 在波数光源经过仪器调制后〔分束器效率、检测
器和放大器的响应〕的强度
波数 1/
光程差
2v t
v 动镜移动速率(cm/sec)
t 时间(sec)
得到的AC组分I’〔〕：就是所谓的干预图。
FT-IR: 根本原理 ...
动镜
HeNe激光用来控制动镜的位置。
单色光束
波长为632.8 nm
FT-IR: 根本原理 ...
分辨率两个不同频率的单色光，得到的干预图以及相应的谱图。
FT-IR: 根本原理 ...
分辨率
FT-IR: 根本原理 ...
切趾
旁瓣
FT-IR: 根本原理 ...
切趾旁瓣峰引起峰强度的变化，旁瓣峰削弱了主峰的强度
切趾来减小旁瓣峰的强度牺牲分辨率
这意味：切趾函数的选择取决于所需的分辨率
谱图解析——正己烷
谱图的解析一般从高波数开场，因为高波数谱峰频率与基团一一对应，而且最容易解释。在3000cm-1以上没有吸收峰，说明没有不饱和的C－H伸缩振动。在3000cm-1以下的四个峰是饱和C-H 伸缩振动峰。
谱图解析——正己烷
在2962cm-1处的峰是CH3基团的反对称伸缩振动。这种反对称伸缩振动范围 2962±10cm-1，事实上，存在两个简并的反对称伸缩振动〔显示其中一个〕。
干预仪〔单色光说明〕
干预仪
动镜移动距离为n/2 ，即光程差为n时
FT-IR: 根本原理 ...
干预仪〔单色光说明〕
干预仪
动镜移动距离为n/4 ，即光程差为n/2 时
FT-IR: 根本原理 ...
干预图〔以单色光说明〕

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。