傅里叶变换红外光谱仪ppt
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（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
的电子云密度平均化，即双键键强减小， 振动频率红移 (Baidu Nhomakorabea小）。也以C＝O为例：
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空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使 共轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2
O
O
O
CH3
1663cm-1
CH3 CH3
1686cm-1
CH3 CH(CH3)2
-
分子振动的自由度
• 简正振动的数目称为振动自由度，每个 振动自由度相当于红外光谱图上一个基 频吸收带。
• 非直线型分子振动形式应有（3n-6）种。 直线型分子，直线性分子的振动形式为 （3n-5）种。
• 但是实际上，绝大多数化合物在红外光 谱图上出现的峰数远小于理论上计算的 振动数。
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吸收峰减少的原因
3.氧化铝棒 用硅酸锆加氧化铝粉调成糊状后，加到氧化铝 烧结管中，用铹丝做电极，功率一般30W，波 长2-50μm，寿命长，用电省。
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检测装置
1.真空热电偶；不同导体构成回路时 的温差电现象，由涂黑金箔接受红外 辐射，响应时间长(0.05s)，波长 （2.5-15μm）； 2.傅立叶变换红外光谱仪采用热释电 (TGS)/氘代硫三甘肽(DTGS)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(1μs)； 高速扫描；波长(2-1000μm) MCT：需在液氮低温下工作，但灵敏 度比TGS高30倍,响应时间(1μs),波长 (0.8-40μm) 。
傅里叶变换红外光谱仪
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1.2.红外吸收的产生
1
2
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5
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伸缩振动 变形振动
-
红外吸收的产生
-
分子振动的频率
υ 1 Κ 2π μ
σ 1307 K M
分子振动过程中，同一类型的振动频率十分接近，它们 总是出现在某一范围内，但是相互又有区别，即所谓特征 频率或基团频率。
在特征频率区，不同化合物的同一种官能团吸收振动总 是出现在一个窄的波数范围内，但不是一个固定波数，具 体出现在哪里与基团所处的环境有关。
-
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图
迈克尔逊红外干涉仪原理图
光源
1.能斯特灯 由粉末状氧化锆、氧化钇、氧化钍等稀土氧化 物加压成型，并在高温下烧结成的空心或实心 细棒,功率为50-200W，波长2-25μm寿命1000h。
2.硅碳棒 由硅砂加压成型，并在高温下烧结成的两端粗 中间细的实心棒，功率200-400W，波长230μm，寿命大于1000h。
叁键和
CC、CN、NN和
累积双键区 2500~2000cm-1 C＝C＝C、N＝C＝O
等的伸缩振动
双键区
2000~1500cm-1 C=O、C=C、C=N、
NO2、苯环等的伸缩振动
单键区 1500~400cm-1 C－C、C－O、C－N、
C－X等的伸缩振动及含 氢基团的弯曲振动。
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红外吸收峰的类型
• 一.内部因素
• 电子效应
①诱导效应 ②共轭效应
• 空间效应
①空间位阻 ②环张力
• 氢键
• 二.外部因素
• ①物态效应 • ②溶剂效应
-
❖电子效应
（1）诱导效应 通过静电诱导作用使分子中 电子云分布发生变化引起K的改变，从而影 响振动频率。 如 C＝O
吸电子诱导效应使羰基双键性增加，振动频 率增大。
-
1.3.红外光谱的解析
分区依据：由于有机物数目庞大，而组成有
机物的基团有限；基团的振动频率取决于K 和
m，同种基团的频率相近。
划分方法
氢键区 ❖基团特征频率区 叁键区和累积双键区
双键区
❖指纹区
单键区
-
区域名称 频率范围
基团及振动形式
氢键区 4000～2500cm-1 O－H、C－H、N－H
等的伸缩振动
• 基频峰 分子吸收一定频率的红外光，若振动能级
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发 （n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。 由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因 而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一 类吸收峰。 • 泛频峰 包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都 很弱常观测不到。
-
影响基团频率位移的因素
-
癸酸的红外光谱图
游离羧酸的C=O约为1760cm-1，而缔合状态（如固、 液体时），因氢键作用C=O移到1700 cm-1附近。
-
• 外部因素
物态效应，物质处于气态时，分子间作用力小，吸收 频率就高，处于液态时，分子间作用力增大，吸收频 率就低。如丙酮的νC=O气态时为1738cm-1,在液态时为 1715cm-1. 溶剂效应，极性基团的伸缩振动频率随溶剂的极性增 大而降低，但其吸收峰强度往往增强，通常是因为极 性基团和极性溶剂之间形成氢键的缘故，形成氢键的 能力越强吸收带的频率就越低。如丙酮在环己烷中νC=O 为1727cm-1 ，在四氯化碳中为1720cm-1 ，在氯仿中为 1705cm-1 。
-
产生红外吸收的条件
• 红外光谱产生的条件 • E红外光=ΔE分子振动或υ红外光=υ分子振动 • 红外光与分子之间有偶合作用：分子振
动时其偶极矩(μ)必须发生变化，即Δμ≠0。 • 能级跃迁规律：振动量子数(ΔV）变化为
±1时，跃迁几率最大。从基态(V=0)到 第一振动激发态(V=1)的跃迁最重要，产 生的吸收频率称为基频。
• 分子的一些振动没有偶极矩变化，是红 外非活性的；
• 不同振动方式的频率相同，发生简并； • 一些振动的频率十分接近，仪器无法分
辨； • 一些振动的频率超出了仪器可检测的范
围。
-
影响吸收峰强度的因素
• 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。
• 极性较强的基团（如C=O，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。
1693cm-1
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（2）环的张力：环的大小影响环上有关基 团的频率。
随着环张力增加，环外基团振动频率蓝移 （增大），环内基团振动频率红移（减小）。
-
❖ 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，振动频率红移。 氢键的形成对吸收峰的影响： ➢ 吸收峰展宽 氢键形成程度不同，对力常数的影响不同，使得吸收 频率有一定范围。氢键形成程度与测定条件有关。 ➢ 吸收强度增大 形成氢键后，相应基团的振动偶极矩变化增大，因此 吸收强度增大。
• 另一个主要的影响因素是分子跃迁几率， 处于激发态的分子占分子总数的百分数 越高，产生的红外吸收峰强度越大。
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产品名称 型号名称 制造商
2.仪器简介
傅里叶变换红外光谱仪 IRAffinity-1 岛津公司
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傅里叶变换红外吸收仪
Fourier变换红外光谱仪主要由光源、 Michelson 干涉仪、检测器、计算机和记 录仪组成。
（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
的电子云密度平均化，即双键键强减小， 振动频率红移 (Baidu Nhomakorabea小）。也以C＝O为例：
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空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使 共轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2
O
O
O
CH3
1663cm-1
CH3 CH3
1686cm-1
CH3 CH(CH3)2
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分子振动的自由度
• 简正振动的数目称为振动自由度，每个 振动自由度相当于红外光谱图上一个基 频吸收带。
• 非直线型分子振动形式应有（3n-6）种。 直线型分子，直线性分子的振动形式为 （3n-5）种。
• 但是实际上，绝大多数化合物在红外光 谱图上出现的峰数远小于理论上计算的 振动数。
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吸收峰减少的原因
3.氧化铝棒 用硅酸锆加氧化铝粉调成糊状后，加到氧化铝 烧结管中，用铹丝做电极，功率一般30W，波 长2-50μm，寿命长，用电省。
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检测装置
1.真空热电偶；不同导体构成回路时 的温差电现象，由涂黑金箔接受红外 辐射，响应时间长(0.05s)，波长 （2.5-15μm）； 2.傅立叶变换红外光谱仪采用热释电 (TGS)/氘代硫三甘肽(DTGS)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(1μs)； 高速扫描；波长(2-1000μm) MCT：需在液氮低温下工作，但灵敏 度比TGS高30倍,响应时间(1μs),波长 (0.8-40μm) 。
傅里叶变换红外光谱仪
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1.2.红外吸收的产生
1
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3
4
5
6
伸缩振动 变形振动
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红外吸收的产生
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分子振动的频率
υ 1 Κ 2π μ
σ 1307 K M
分子振动过程中，同一类型的振动频率十分接近，它们 总是出现在某一范围内，但是相互又有区别，即所谓特征 频率或基团频率。
在特征频率区，不同化合物的同一种官能团吸收振动总 是出现在一个窄的波数范围内，但不是一个固定波数，具 体出现在哪里与基团所处的环境有关。
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傅里叶变换红外光谱仪的工作原理图
迈克尔逊红外干涉仪原理图
光源
1.能斯特灯 由粉末状氧化锆、氧化钇、氧化钍等稀土氧化 物加压成型，并在高温下烧结成的空心或实心 细棒,功率为50-200W，波长2-25μm寿命1000h。
2.硅碳棒 由硅砂加压成型，并在高温下烧结成的两端粗 中间细的实心棒，功率200-400W，波长230μm，寿命大于1000h。
叁键和
CC、CN、NN和
累积双键区 2500~2000cm-1 C＝C＝C、N＝C＝O
等的伸缩振动
双键区
2000~1500cm-1 C=O、C=C、C=N、
NO2、苯环等的伸缩振动
单键区 1500~400cm-1 C－C、C－O、C－N、
C－X等的伸缩振动及含 氢基团的弯曲振动。
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红外吸收峰的类型
• 一.内部因素
• 电子效应
①诱导效应 ②共轭效应
• 空间效应
①空间位阻 ②环张力
• 氢键
• 二.外部因素
• ①物态效应 • ②溶剂效应
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❖电子效应
（1）诱导效应 通过静电诱导作用使分子中 电子云分布发生变化引起K的改变，从而影 响振动频率。 如 C＝O
吸电子诱导效应使羰基双键性增加，振动频 率增大。
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1.3.红外光谱的解析
分区依据：由于有机物数目庞大，而组成有
机物的基团有限；基团的振动频率取决于K 和
m，同种基团的频率相近。
划分方法
氢键区 ❖基团特征频率区 叁键区和累积双键区
双键区
❖指纹区
单键区
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区域名称 频率范围
基团及振动形式
氢键区 4000～2500cm-1 O－H、C－H、N－H
等的伸缩振动
• 基频峰 分子吸收一定频率的红外光，若振动能级
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发 （n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。 由于n=1，基频峰的强度一般都较大，因 而基频峰是红外吸收光谱上最主要的一 类吸收峰。 • 泛频峰 包括：倍频峰、合频峰、差频峰，一般都 很弱常观测不到。
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影响基团频率位移的因素
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癸酸的红外光谱图
游离羧酸的C=O约为1760cm-1，而缔合状态（如固、 液体时），因氢键作用C=O移到1700 cm-1附近。
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• 外部因素
物态效应，物质处于气态时，分子间作用力小，吸收 频率就高，处于液态时，分子间作用力增大，吸收频 率就低。如丙酮的νC=O气态时为1738cm-1,在液态时为 1715cm-1. 溶剂效应，极性基团的伸缩振动频率随溶剂的极性增 大而降低，但其吸收峰强度往往增强，通常是因为极 性基团和极性溶剂之间形成氢键的缘故，形成氢键的 能力越强吸收带的频率就越低。如丙酮在环己烷中νC=O 为1727cm-1 ，在四氯化碳中为1720cm-1 ，在氯仿中为 1705cm-1 。
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产生红外吸收的条件
• 红外光谱产生的条件 • E红外光=ΔE分子振动或υ红外光=υ分子振动 • 红外光与分子之间有偶合作用：分子振
动时其偶极矩(μ)必须发生变化，即Δμ≠0。 • 能级跃迁规律：振动量子数(ΔV）变化为
±1时，跃迁几率最大。从基态(V=0)到 第一振动激发态(V=1)的跃迁最重要，产 生的吸收频率称为基频。
• 分子的一些振动没有偶极矩变化，是红 外非活性的；
• 不同振动方式的频率相同，发生简并； • 一些振动的频率十分接近，仪器无法分
辨； • 一些振动的频率超出了仪器可检测的范
围。
-
影响吸收峰强度的因素
• 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。
• 极性较强的基团（如C=O，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。
1693cm-1
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（2）环的张力：环的大小影响环上有关基 团的频率。
随着环张力增加，环外基团振动频率蓝移 （增大），环内基团振动频率红移（减小）。
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❖ 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，振动频率红移。 氢键的形成对吸收峰的影响： ➢ 吸收峰展宽 氢键形成程度不同，对力常数的影响不同，使得吸收 频率有一定范围。氢键形成程度与测定条件有关。 ➢ 吸收强度增大 形成氢键后，相应基团的振动偶极矩变化增大，因此 吸收强度增大。
• 另一个主要的影响因素是分子跃迁几率， 处于激发态的分子占分子总数的百分数 越高，产生的红外吸收峰强度越大。
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产品名称 型号名称 制造商
2.仪器简介
傅里叶变换红外光谱仪 IRAffinity-1 岛津公司
-
傅里叶变换红外吸收仪
Fourier变换红外光谱仪主要由光源、 Michelson 干涉仪、检测器、计算机和记 录仪组成。