产生红外吸收光谱必备的条件
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
红外吸收光谱产生的条件
红外吸收光谱产生的条件
红外吸收光谱的产生需要满足分子具有振动模式和偶极矩，红外辐射的能量与分子振动能量匹配，分子与红外辐射发生相互作用等条件。
1.分子具有振动模式：红外吸收光谱是通过分子的振动模式来产生的，因此分子必须具有振动模式。
分子的振动模式包括伸缩振动、弯曲振动、扭转振动等，不同的振动模式对应不同的红外吸收峰。
2.分子具有偶极矩：红外吸收光谱是通过分子的偶极矩来产生的，因此分子必须具有偶极矩。
偶极矩是由分子中正负电荷分布不均引起的，具有偶极矩的分子可以吸收红外辐射。
3.红外辐射的能量与分子振动能量匹配：红外辐射的能量与分子振动能量之间必须存在匹配关系，才能产生红外吸收光谱。
红外辐射的能量通常在4000-400 cm-1范围内，对应着分子的不同振动模式。
4.分子与红外辐射的相互作用：分子必须与红外辐射发生相互作用，才能产生红外吸收光谱。
分子与红外辐射的相互作用通常是通过分子中的振动模式来实现的，分子吸收红外辐射后，分子的振动模式发生变化，产生红外吸收峰。
第六章红外吸收光谱法
于是可得产生红外吸收光谱的第一条件为：
EL =△Ev 即 L=△•
分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（=0） 跃迁至第一振动激发态（=1）时，所产生的吸 收峰称为基频峰。因为△=1时，L=，所以 基频峰的位置（L）等于分子的振动频率。
在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能 级由基态（=0）跃迁至第二激发态（=2）、 第三激发态（=3），所产生的吸收峰称为倍 频峰。
键多、空间结构复杂），但可将其分解为多个 简正振动来研究，可分为两类： 1、伸缩振动（stretching vibration）， 2、弯曲振动（bending bibration），
3、基本振动的理论数
设分子的原子数为n， 1） 对非线型分子,理论振动数=3n-6
如H2O分子，其振动数为3×3-6=3
（3000-2800） -CH2(2930，2850)
C-H
3000 左右
不饱和=C-H 末端=CH（3085） （3010~3040）
不饱和C-H 较弱（2890）、较强（3300） (2890~3300)
ArC-H 比饱和 C-H 峰弱，但峰
(3030)
形却更尖锐
叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）
较大；极性较弱的基团（如C=C、C-C、N=N等）振动，
吸收较弱。红外光谱的吸收强度一般定性地用很强
（vs）、强（s）、中（m）、弱（w）和很弱（vw）等 表示。按摩尔吸光系数的大小划分吸收峰峰（vs）
20< <100
强峰（s）
10< <20
中强峰（m）
1< <10
叁
CC，CN，C=C=C，C=C=O 等
键 RCCH
红外吸收光谱法——IR光谱的基本原理
IR光谱法的基本原理：一、红外光谱产生的条件
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，即物质振动时偶极矩发生改变
= q ·d
IR光谱法的基本原理
（1）红外活性
分子振动引起偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质，称为红
外活性。其分子称为红外活性分子。相关的振动称为红外活性振动。
2）应用范围广,除单原子分子及单核分子外,几乎所有的有机物均有红外吸收；
3）分子结构更为精细的表征：通过波谱的波数位置、 波峰数目及强度确定
分子基团和分子结构；
4）气体、液体、固体样品都可测定；
5）具有用量少；分析速度快；不破坏样品
因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分
析，而且是鉴定化合物和测定分子结构的用效方法之一
3、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）。
例１
水分子
（2）峰数 ：理论值为 3n-6(3n-5)
实际峰数不等于此值
苯的简正振动的数目：3×12-6=30，应有30个吸收谱带。
但实际上出现的基频谱带要少于这个数目。其原因是：
激发态（ =2）、第三激发态（ =3），所产生的吸收峰称为倍频峰
由=0跃迁至=2时， △=2，产生的吸收峰称为二倍频峰
由=0跃迁至=3时， △=3，产生的吸收峰称为三倍频峰。其它类推。
在倍频峰中，二倍频峰还比较强。三倍频峰以上，因跃迁几率很小，一般
都很弱，常常不能测到。
除此之外，还有合频峰（1+2，21+2，），差频峰（ 1-2，
仪器分析习题解答
产生红外吸收光谱的条件是什么是否所有的分子振动都能引起红外吸收光谱为什么①分子中某官能团的振动频率与外界辐射频率相等②分子中有偶极矩的变化不是，物质吸收辐射能量的实质是外界辐射迁移它的能量到分子中去，而这种能量的转移是通过分子偶极矩变化来实现的，并非所有的振动都会产生红外吸收光谱，只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带。
影响基团频率的因素有哪些外部因素：试样状态（气液固）、测试条件、溶剂极性内部因素：（1）电效应①诱导效应，电负性越大，基团的振动频率想高频移动②共轭效应，共轭效应使电子云密度平均化，振动频率降低③偶极场效应（2）氢键，使基团的频率降低（3）振动偶合（4）费米共振（5）立体障碍（6）环的张力以单聚焦质谱仪为例，说明组成仪器各个主要部分的作用及原理1、真空系统，质谱仪的离子源、质量分析器、检测器必须处于高真空状态。
2、进样系统将样品气化为蒸汽送入质谱仪离子源中。
样品在进样系统中被适当加热后转化为气体。
3、离子源，被分析的气体后蒸汽进入离子源后通过电子轰击（电子轰击离子源）、化学电离（化学电离源）等转化为碎片离子然后进入4、质量分析器，自离子源产生的离子束在加速电极电场作用下被加速获得一定的动能，再进入垂直于离子运动方向的均匀磁场中，由于受到磁场力的作用而改变运动方向做圆周运动，使不同质合比的离子顺序达到检测器差生检测信号而得到质谱图。
5、离子检测器，通常以电子倍增管检测离子流。
比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。
解：（1）电子轰击源，电子轰击的能量远高于普通化学键的键能，因此过剩的能量引起分子多个键的断裂，产生许多碎片离子，因而能够提供分子结构的一些重要的官能团信息，但对于相对分子质量较大、或极性大，难气化，热稳定性差的有机化合物，在加热和电子轰击下，分子易破碎，难以给出完整分子离子信息。
（2）在场致电离源的质谱图上，分子离子峰很清楚，但碎片峰则较弱，因而对于相对分子质量的测定有利，但缺乏分子结构信息。
第三章红外吸收光谱法
第三章 红外吸收光谱法第二节 基本原理一、红外光谱产生的条件分子中的原子以平衡点为中心，作周期性的相对运动，这种运动方式称为振动。
不同的振动方式具有不同的能量，故分为若干振动能级。
同一振动能级又包含若干转动能级。
红外吸收光谱是由于物质吸收红外光的能量，引起分子中振动转动能级的跃迁而产生的。
物质的分子吸收红外光必须满足如下两个条件：（1）红外光辐射的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，也就是说红外光辐射的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光辐射的能量才能被吸收，而产生吸收谱带。
（2）在振动过程中，分子必须有偶极矩的改变。
极性分子就整体而言是呈电中性的。
但由于构成分子的各原子电负性不同，分子呈不同的极性。
以偶极矩μ来衡量，μ＝q .d ，如图3－2。
偶极矩μ是分子中正、负电荷的大小q 与正、负电荷中心的距离d 的乘积。
分子具有确定的偶极矩变化频率。
因为分子中的原子在平衡位置不断地振动，在振动过程中，正、负电荷的大小q 不变，而正负电荷中心的距离d 呈周期性变化，引起偶极矩呈周期性的变化。
当红外光频率与分子的偶极矩变化频率一致时，由于振动偶合而增加振动能，使振幅增大。
如果振动时没有偶极矩的变化，不吸收红外辐射，就不能产生红外吸收光谱，如N 2，O 2，Cl 2等对称分子。
二、分子的振动形式与红外吸收光谱红外光谱图中吸收谱带的位置与强弱，是由分子中基团的振动方式决定的。
一般极性强的分子或基团，吸收谱带的强度都比较大，而极性比较弱的分子或基团吸收谱带的强度比较弱。
1、双原子分子的振动把双原子分子看作是质量为m 1与m 2的两个小球，把连接它们的化学键看作是质量可以忽略的弹簧，原子在平衡位置附近作伸缩振动，那么，双原子分子的伸缩振动，可以近似地看成是沿键轴方向的简谐振动，如图3－3。
双原子分子可以看成是谐振子，根据经典力学（胡克定律）得如下公式：σ＝――― ――式中：σ为简谐振动的波数；c 为光速；N A 为阿伏加德罗常数；K 是连结原子的化学键的力常数（单位为N/Cm ）。
知识点4-红外光谱产生条件与谱带强度
思考：CCl4是红外常用溶剂，它是否没有红外活性？
C-Cl键的伸缩振动吸收 一般在800-600cm-1？
不对称分子--偶极矩--红外活性； 对称分子 没有偶极矩 非极性分子 没有红外活性 非极性分子：BF3，BeF2，CCl4 极性分子：NH3，H2O，CHCl3
C3轴 NH3
键的极性不能完全抵消---极性分子
孤对电子
总得来说：分子的对称性越高， 振动偶极矩变化越小；红外吸收 越弱；如乙烯、四氯乙烯的C=C；
IR选律：只有偶极距发生变化的振动才会产生红外吸收
H2O; HCl; CH4以及大量有机化合物有红外“活性”分子 N2; O2是红外“非活性”分子 CO2 等非极性分子中既有红外活性振动，又有红外非活性振动 偶极距发生变化的振动--产生交变的电磁场（频率=分子振动频率） --与频率匹配的红外辐射相互作用----偶合作用
§1 红外吸收光谱的基本原理
知识点： 双原子分子的振动 多原子分子的振动 红外光谱产生条件与谱带强度
三、红外吸收光谱产生的条件和谱带强度
（一）红外光谱产生的条件 1. 红外辐射的频率等于分子某个基团的振动频率 红外= 振 2. 辐射与物质间有相互偶合作用(有偶极矩变化的振动 ≠0） 偶极矩----正负电荷中心之间的距离*电荷中心所带电量（μ=r×q） 非极性双原子分子 (=0) H2；O2；N2 极性双原子分子 (≠0) HCl；HF
经典力学：共振 量子力学：振动能级跃迁
（二）红外吸收峰强度的影响因素
吸收峰强度比紫外可见弱得多 v 红外 紫外 v ε﹥100 非常强 104~105 v 20~100 较强 103~104 v 10~20 中强 102~103 v 1~10 弱 ﹤102 v ﹤1 非常弱
简述红外吸收光谱产生的条件
简述红外吸收光谱产生的条件
红外吸收光谱是一种用于分析物质的非破坏性技术，它基于物质分子吸收红外辐射的特性。
产生红外吸收光谱需要满足以下条件：
1.源辐射：产生红外辐射的源，如红外灯或者激光等。
这些源产生的辐射通常在红外波段具有
强度和稳定性。
2.样品：样品应该是纯净、干燥、透明的，以保证所测得的吸收谱是样品本身的特征。
3.模拟：样品与红外辐射相互作用后，辐射会被吸收、散射或透射。
通过测量透射或吸收的辐
射强度，可以得到样品的红外吸收光谱。
4.检测：需要使用红外光谱仪进行测量。
红外光谱仪通常由光源、光栅或者干涉仪、检测器等
组成。
需要注意的是，红外吸收光谱产生的条件也受限于样品的性质和所研究的波长范围。
某些物质在红外波段吸收较弱或者不吸收，因此可能无法产生明显的红外吸收光谱。
此外，样品的形态、浓度、厚度等因素也会对红外吸收光谱的表现产生影响。
红外吸收光谱法
凭借红外光谱的这些差异特征,即“红外宏观指纹性”， 并对原红外光谱进行导数计算和相关系数计算等计算机 辅助技术可以用来识别奶粉的厂家间的区别和质量优劣。
这种对奶粉原红外光谱的指纹特征提取和二阶导数分辨 率增强法等计算机辅助技术鉴定法定义为“红外宏观指 纹法”。
红外吸收光谱法
红外光谱图的另一种划分法是依据基团的频率将其分为四个 部分： A、X－H 伸缩振动区，4000－2500 cm-1 B、叁键和累积双键区，2500－1900 cm-1 C、双键伸缩振动区， 1900－1200 cm-1 D、X-Y伸缩振动及X-H变形振动区（单键区），<1650cm-1，包
能斯特灯：由混合的稀土金属（锆、钍、铈）氧化 物制成，工作温度在1750℃。使用寿命长，稳定性好， 在短波范围使用比硅碳棒有利，但其价格较贵，操作不 如硅碳棒方便。
红外吸收光谱法
(2)吸收池（样品池） 分析气体时用气体池；分析液体使用液体池；分析固
体用固体支架。各类吸收池都有岩盐窗片。最常用的是 KBr，因为KBr在4000－400cm-1光区不产生吸收，因此可绘 制全波段光谱图。使用中要注意防潮。
1160 1150～1030
800~1000
722 700左右
基团 次甲基-CH2 次甲基-CH2
羰基C=O 羰基C=O 主要为N-H 主要为C-N
C-O C-O 糖环
-（CH2）n酰氨的N-H等
振动方式 反对称伸缩
对称伸缩 伸缩 伸缩
面内弯曲 伸缩 伸缩 伸缩
环振动
平面摇摆 面外弯曲
归属 主要是油脂 主要是油脂
红外吸收光谱法
红外吸收光谱法概述、条件、原理与应用
振动自由度与红外吸收峰
大多情况实际吸收峰与理论计算不一致，也即并非 每一种振动方式在红外光谱图上都能产生一个吸收带， 一般要少得多。
H2O 振动自由度为 3×3-6=3 红外吸收就有3个峰： 3750cm–1，
3650cm-1，1595cm-1
图：水的红外光谱图
实际上红外谱图上的峰比理论值少得多，这 是由以下原因造成的：
线型
平动
非线型
转动
平动自由度：3个 转动自由度：2个
平动自由度：3个 转动自由度：3个
分子的振动自由度
线型分子振动自由度的数目： 振动自由度=3N－平动自由度－转动自由度 =3N－5；
非线型分子振动自由度的数目： 振动自由度=3N－6
任何一个复杂分子的振动，都可视作由3N－6或 3N－5个简正振动叠加而成。
解：
1 13Hale Waihona Puke 7k 2170cm1 1216
1216
力常数k=19N/CM
2 1307
19 1416
2080cm1
1416
分子振动的形式
（1）分子的振动类型
绝大多数的分子是多原子分子，其振动方式显然很复 杂。但可以把它的振动分解为许多简单的基本振动，并依据 振动形式的不同归为二类：
伸缩振动：
原子沿着化学键的方向作来回周期运动。只涉及化学键键
3、应用广泛：红外光谱不仅用于物质化学组成分析， 还可用于分子结构的基础研究，如研究测定分子键 长、键角。
4、本方法试样用量少，分析速度快，不破坏样品， 且气、液、固样品均可测定。
光谱表示形式
紫外
A
A吸光度
λ（nm）
红外
T透过率
红外光谱法与紫外吸收光谱的区别：
红外吸收光谱的基本原理
红外吸收光谱的基本原理一、分子的振动与红外吸收任何物质的分子都是由原子通过化学键联结起来而组成的。
分子中的原子与化学键都处于不断的运动中。
它们的运动，除了原子外层价电子跃迁以外，还有分子中原子的振动和分子本身的转动。
这些运动形式都可能吸收外界能量而引起能级的跃迁，每一个振动能级常包含有很多转动分能级，因此在分子发生振动能级跃迁时，不可避免的发生转动能级的跃迁，因此无法测得纯振动光谱，故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱，简称振转光谱。
1、双原子分子的振动分子的振动运动可近似地看成一些用弹簧连接着的小球的运动。
以双原子分子为例，若把两原子间的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，长度为r （键长），两个原子分子量为m 1、m 2。
如果把两个原子看成两个小球，则它们之间的伸缩振动可以近似的看成沿轴线方向的简谐振动，如图3—2。
因此可以把双原子分子称为谐振子。
这个体系的振动频率υ（以波数表示），由经典力学（虎克定律）可导出：C ——光速（3×108 m/s ）υ= K ——化学键的力常数（N/m ） μ——折合质量（kg ） μ= 如果力常数以N/m 为单位，折合质量μ以原子质量为单位，则上式可简化为υ=130.2 双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量，化学键越强，相对原子质量越小，振动频率越高。
H-Cl 2892.4 cm -1 C=C 1683 cm -1C-H 2911.4 cm -1 C-C 1190 cm -1同类原子组成的化学键（折合质量相同），力常数大的，基本振动频率就大。
由于氢的原子质量最小，故含氢原子单键的基本振动频率都出现在中红外的高频率区。
2、多原子分子的振动1¦Ð¦Ì2c K m 1m 2m 1m2+K μ(1)、基本振动的类型多原子分子基本振动类型可分为两类：伸缩振动和弯曲振动。
亚甲基CH 2的各种振动形式。
对称伸缩振动 不对称伸缩振动亚甲基的伸缩振动 剪式振动 面内摇摆 面外摇摆 扭曲变形面内弯曲振动 面外弯曲振动亚甲基的基本振动形式及红外吸收A 、伸缩振动 用υ表示，伸缩振动是指原子沿着键轴方向伸缩，使键长发生周期性的变化的振动。
红外光谱的原理及应用
红外光谱的原理及应用红外光谱的原理及应用(一)红外吸收光谱的定义及产生分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，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,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱（二）基本原理1产生红外吸收的条件(1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。
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。
(2)只有当照射分子的红外辐射的频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。
2分子的振动类型伸缩振动：键长变动，包括对称与非对称伸缩振动弯曲振动：键角变动，包括剪式振动、平面摇摆、非平面摇摆、扭曲振动3几个术语基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；倍频峰：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；组频：如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。
特征峰：凡是能用于鉴定官能团存在的吸收峰，相应频率成为特征频率。
相关峰：相互可以依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰4影响基团吸收频率的因素（1 外部条件对吸收峰位置的影响：物态效应、溶剂效应（2分子结构对基团吸收谱带的影响：诱导效应：通常吸电子基团使邻近基团吸收波数升高，给电子基团使波数降低。
共轭效应：基团与吸电子基团共轭，使基团键力常数增加，因此基团吸收频率升高，基团与给电子基团共轭，使基团键力常数减小，因此基团吸收频率降低。
偶极矩净变化不为0就能产生红外吸收光谱
偶极矩是描述分子极性的重要物理量之一，通过偶极矩的测量和分析，可以了解分子的结构和性质。
而红外吸收光谱是一种常用的分析方法，通过测量分子在红外光区的吸收情况，可以获取有关分子振动和旋转的信息。
在红外吸收光谱分析中，偶极矩的变化对于谱线的形成起着重要作用。
在这里，我们将探讨偶极矩对红外吸收光谱的影响，主要从以下几个方面展开讨论。
1. 偶极矩的物理意义偶极矩是描述分子极性的物理量，它可以用来表示分子内部正负电荷分布的不平衡情况。
当分子中正负电荷中心不重合时，就会产生偶极矩。
偶极矩的大小和方向可以影响分子与外部电场的相互作用，从而影响分子在外部电场中的取向。
这种取向的变化会引起分子内部的振动和旋转，从而产生红外吸收光谱。
2. 偶极矩与红外吸收当分子处于电场中时，偶极矩会向电场的方向取向。
在红外吸收光谱中，分子吸收红外光子的能量，会导致分子内部振动和旋转状态的变化。
这些变化所带来的谱线就是红外吸收光谱中的特征谱线。
而偶极矩的变化会影响分子在外部电场中的取向，进而影响分子的振动和旋转状态，从而影响产生的红外吸收光谱。
3. 偶极矩净变化不为0的必要性在分子的红外吸收光谱中，如果偶极矩的净变化为0，那么该分子将不会展现出红外吸收特征。
这是因为偶极矩的变化是红外吸收的必要条件，只有具有偶极矩变化的分子才能产生红外吸收光谱。
偶极矩净变化不为0是产生红外吸收光谱的前提条件。
4. 偶极矩与分子结构的关系分子的结构决定了分子的偶极矩大小和方向。
具有不同结构的分子会具有不同的偶极矩，进而会展现出不同的红外吸收光谱特征。
通过对分子结构和偶极矩的研究，可以更深入地理解分子的红外吸收行为。
总结而言，偶极矩净变化不为0是产生红外吸收光谱的必要条件。
偶极矩的变化会影响分子在外部电场中的取向，进而影响分子的振动和旋转状态，从而影响产生的红外吸收光谱。
通过对偶极矩和红外吸收光谱的研究，可以更好地理解分子的结构和性质，为实验和应用提供了重要参考。
波谱分析考试题库——红外
一、名词解释：1.红外吸收。
一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能等于振动基态的能级与第一振动激发态的能级之间的能量差时，则分子可吸收能量，由振动基态跃迁到第一振动激发态。
2、非红外活性振动：分子在振动过程中不发生瞬间偶极矩的改变。
3. 苯酚和环己醇的红外光谱的不同：苯酚 在1600-1400 cm-1有苯环的骨架伸缩振动，770-730，715-685 cm-1有苯环单取代C-H 面外弯曲振动；环己醇在2800-3000有饱和氢的伸缩振动4. 红外光谱产生必须具备的两个条件：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E 光＝△E ν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。
5. 影响物质红外光谱中峰位的因素：A 、内部因素：a 、诱导效应。
b 、共轭效应。
c 、中介效应。
（abc 也称为电子效应）d 、氢键效应。
e 、偶合效应。
f 、空间效应。
B 、外部因素。
6.红外吸收峰的数目理论上取决于分子振动自由度，而实际分数少于振动自由度的原因：a 、振动过程中分子偶极矩未发生变化，无吸收。
b 、相同频率的振动可兼并。
c 、宽而强的峰覆盖弱而窄的峰。
二、选择题（只有一个正确答案）1.线性分子的自由度为：AA ：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+6 2.非线性分子的自由度为：BA ：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+6 3.下图为某化合物的IR 图，其不应含有： DA ：苯环B ：甲基C ：-NH2D ：-OH4、某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：A A ： 有机酸 B ：醛 C ：醇 D ：醚5、下列羰基的伸缩振动波数最大的是：C6. 中三键的IR 区域在：BA ~3300cm-1B 2260~2240cm-1C 2100~2000cm-1D 1475~1300cm-1CROR ACROHB CROFCROCl CDC N R7. 在红外光谱中，羰基的伸缩振动吸收峰出现的波数（cm-1）范围是（ A ）A、1900-1650B、2400-2100C、1600-1500D、1000-6508. 红外光可引起物质的能级跃迁。
红外光谱法
红外光谱 (0.75~1000m)
中红外(振动区) (2.5~25 m)
4000~400/cm-1
分子振动转动 （常用区）
远红外(转动区) (25-1000 m)
400~10/cm-1
分子转动
分区及波长范围
跃迁类型
3. 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低；
2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有
m1m2 (g) m....... 或 ( 波数 ) ....... 2c
如折合质量 以原子质量为单位；k以mdyn/Å为单位。则有：
ν 1 2πc k A' /N A r 1 2πc 1307 k (cm 1 ) A' r
其中: 1307 (
红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。 7）溶剂效应
极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧
酸中的羰基C=O： 气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂： C=O=1735cm-1 乙醇溶剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定 量分析。
红外光谱的表示方法： 红外光谱以T~或T~ 来表示，下图为苯酚的红外光谱。
T(%)
注意换算公式： / cm
~
1
10 /( / m)
4
2. 红外光区划分
近红外(泛频） (0.75~2.5 m)
13158~4000/cm-1
倍频
理论振动数（峰数）
设分子的原子数为n，
对非线型分子,理 论振动数=3n-6 如H2O分子，其振 动数为3×3-6=3 对线型分子，理论
红外光谱产生必须具备的两个条件
红外光谱产生必须具备的两个条件嘿，朋友们！今天咱们来聊聊红外光谱产生必须具备的那两个条件，这就像是一场神秘的魔法组合，少了任何一个都不行呢。
首先呢，这第一个条件就像是一场独特的“分子舞蹈”。
要有能引起偶极矩变化的振动。
你可以把分子想象成一群小小的精灵，它们不是安安静静地待着，而是一直在那扭动、摆动，就像在跳一场超级滑稽的舞蹈。
这个偶极矩的变化啊，就好比精灵们身上带着的魔法电量在忽高忽低地变化。
要是分子的振动不能引起这个魔法电量的变化，那就像是一群没有节奏感的舞者，在那瞎比划，红外光谱可就不会出现啦。
这分子的振动种类那可多了去了，伸缩振动就像是精灵们在拉手扯来扯去，弯曲振动就像是精灵们在弯腰鞠躬，超级有趣呢。
然后呢，第二个条件就像是红外光线这个“超级快递员”的参与。
红外光要照射到分子上才行。
你就把红外光当成是一个带着特殊任务的快递员，风风火火地要把能量送到分子精灵们的手上。
要是没有这个快递员，分子们再怎么欢快地跳舞也没用啊。
而且这个红外光快递员可不是随便就能把能量送出去的，它的能量得和分子的振动能量相匹配，就像是一把钥匙开一把锁。
如果能量不匹配，那就像是快递员拿错了钥匙，怎么也打不开分子这个小盒子，红外光谱也就没法产生喽。
你看这两个条件，就像两个超级合拍的小伙伴。
一个在分子内部欢快地制造动静，另一个从外面带着合适的能量来和分子互动。
缺少了任何一个，就像做菜少了盐或者火一样，整个红外光谱产生的这道菜就做不出来啦。
要是分子没有能引起偶极矩变化的振动，那红外光这个快递员来了也是白来，只能在旁边干着急，就像一个送外卖的找不到地址，还被要求必须送达，那得多抓狂啊。
而要是没有红外光照射，分子内部就算再怎么热闹地跳舞，也没人欣赏，也不会产生红外光谱这个“精彩的表演”。
这红外光谱产生的两个条件就是这么神奇又有趣，就像一场精心编排的喜剧，每个环节都必不可少，它们凑在一起才能给我们带来这奇妙的红外光谱世界呢。
哈哈，现在是不是觉得这红外光谱也没那么神秘啦？。
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1 产生红外吸收光谱必备的条件？答：1 辐射后具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量2分子振动有瞬间偶极距变化。
2 过度过冷现象对溶液的影响？避免过度过冷现象的方法？溶液中析出固相的纯溶剂之后，剩余的溶液浓度增加，而在计算机中使用的却是原始浓度，从而引入误差，所以要避免过度的过冷现象。
避免过度过冷现象的方法：①加入少量的晶种作为晶核。
②增加搅拌速度。
4简答：红外区可分为哪几个区？答：①近红外区，②中红外区或基频红外区，③远红外区。
5 简述红外光谱,紫外光谱,核磁共振谱以及质谱各自的原理.答:1.当分子振动引起分子偶极矩变化时,就能形成稳定的交变电场,其频率与分子振动频率相同,可以和相同频率的红外辐射发生相互作用,使分子吸收红外辐射的能量跃迁到高能态,从而产生红外吸收光谱.2.紫外光谱是分子中电子吸收的变化而产生的,当样品分子或原子吸收电子后外层电子由基态跃迁到激发态.不同结构的样品分子其跃迁方式不同,而且吸收光的波长范围不同,吸光的频率也不同,可根据波长范围吸光度鉴别不同物质结构方面的差异.3.当原子核吸收的辐射能量与核能级相等时,就发生能级跃迁,从而产生核磁共振信号.4.质谱分析法是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法.6简述几种主要因素影响差热分析仪所测结果答案：1.样品量：样品量少，样品分辨率高，但灵敏度下降，一般根据样品热效应大小调节样品量，一般为3~5mg。
2.升温速度，一般升温速度范围在每分钟5~20度。
3.气氛：一般使用惰性气体，如N2、Ar、He等，气流速度恒定，控制在10ml/min,否则会引起基线波动。
7.简述判断分子离子峰的方法.第一，看质谱中质量最大的峰，多数情况下质谱中高质量端的峰就是分子离子峰；第二，最高质量的峰与临近碎片离子峰之间的质量差是否合理；第三，根据氮规则判断第四，如果分子离子峰太弱，或经过判断后认为分子离子峰没有出现，可通过改进实验技术测定相对分子质量。
8简要说明质谱分析的原理、特点？答案：质谱分析方法是通过样品离子的质量个强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。
特点：1应用范围广：可以进行同位素分析，又可做有机结构分析，可以是气、固、液样品2灵敏度高，样品用量少，灵敏度高达50pg50*10-12,用微克量级的样品，即可得到分析结果。
3分析速度快，可实现多组分同时检测。
4但仪器结构复杂，价格昂贵。
9拉曼光谱与红外光谱的不同之处有哪些？答：拉曼光谱红外光谱光谱范围４０～４００，光谱范围４００～４０００水不能作为溶剂，水能作为溶剂样品可盛放于玻璃容器，不能玻璃容器盛放样品样品表面可直接测定；测定时须研磨成ＫＢr压片10氢谱谱峰发生分裂，产生自旋—自旋裂分现象的原因？答：这是由于在分子内部相邻碳原子上氢核自旋会相互干扰，通过成键电子之间的传递，形成相邻质子之间的自旋—自旋耦合，而导致自旋—自旋裂分。
11熔体破裂现象---不稳定流动答案：高聚物熔体在挤出时，如果剪切速率超过某个极限值时，从口模处理的挤出物不再是平滑的，而会出现表面粗糙、起伏不平、有螺纹状波纹甚至挤出物破碎。
这种现象称为熔体破裂现象---不稳定流动12什么是互相排斥定则？试以对称性和极性来具体说明之。
凡具有对称中心的分子，它们的红外吸收光谱与拉曼散射光谱没有频率相同的谱带，这就是所谓的互相排斥定则。
一般来说，分子对称性愈高，红外光谱与拉曼光谱的区别就愈大，非极性官能团的拉曼散射谱带较为强烈，极性官能团的红外谱带较为强烈。
13什么是生色基？什么是助色基？答案：具有双键结构的基团对紫外线或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
另有一些基团虽然本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，会影响生色基的吸收波长，增大吸收系数，这些基团统称为助色基。
14石墨炉原子化法的工作原理是什么？解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成的,在惰性气体保护下以大电流通过石墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化.15试对比普通光学显微镜,简要说明磁透镜的工作原理答：普通光学显微镜主要通过凸透镜对光的会聚作用、以及凸透镜成像原理，对由待观测物反射来的光进行会聚、放大！而磁透镜则是利用带电粒子束主要是电子束，在磁场中运动时，由于磁场的作用而产生会聚、放大作用。
并通过改变电磁线圈的励磁电压，调节电子束焦点位置，进而改变电子束在荧光屏上的成像大小！16试分析动态力学分析技术的应用有哪些？答：①研究聚合物的主转变和次级转变②研究聚合物的结晶和取向③研究均聚物、共聚物及共混物的结构④研究聚合物的交联和固化⑤研究聚合物的耐寒性、耐热性、抗老化性和抗冲击性⑥研究聚合物的吸音或阻尼特性17试简要阐述质谱分析方法的测试原理。
答：被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比m/e分开并按质荷比大小排列成谱图形式，根据质谱图可确定样品成分、结构和相对分子质量。
18 四大波谱是哪些？简述各自主要的测试范围答：核磁共振NMR,物质粒子的质量谱-质谱MS,振动光谱-红外/拉曼IR/Raman,电子跃迁-紫外UV。
紫外：四个吸收带，产生、波长范围、吸光系数红外：特征峰，吸收峰影响因素、不同化合物图谱联系与区别核磁：N+1率，化学位移影响因素，各类化合物化学位移质谱：特征离子、重排、各化合物质谱特点如:有无分子离子峰等19透射电镜的衬度有几个？分别是什么？答：有三个，分别是散射衬度，衍射衬度和相位衬度。
20为什么在核磁共振谱中通常采用四甲基硅烷作为参考物?P50答:1.12个氢完全相同,只有一个尖峰2.屏蔽强烈,位移最大,与有机物的质子峰不重叠3.易溶于有机溶剂,沸点低,易回收21为什么只有分子极化度发生变化的振动才能与入射光的电场E相互作用，产生诱导偶极矩？答案：1.红外吸收要服从一定的选择定则，即分子振动时只有伴随分子偶极矩发生变化的振动才能产生红外光谱。
2.只有伴随分子极化度α发生变化的分子振动模式才能具有拉曼活性。
22 为什么只有能引起分子偶极距变化的振动，才能产生红外吸收光谱？答：当分子振动引起分子偶极距变化时，就能形成稳定的交变电场，其频率与分子振动频率相同，可以和相同频率的红外辐射发生相互作用，使分子吸收红外辐射的能量跃迁到高能态，从而产生红外吸收光谱。
23旋转式流变仪具有不同的测量头系统，最常见的有哪三种形式？1同轴同筒 2平行平板 3锥形板式测量头系统24旋转式流变仪有哪三种不同的测量头系统?答:它们主要是同轴圆筒式,平行平板式和锥板式25影响化学位移的因素有哪些？答：诱导效应、共轭效应、立体效应、磁各向异性效应和溶剂效应。
26影响频率位移的因素有哪些？1.外部因素：a 物理状态影响； b溶剂的影响；c 粒度的影响。
2.内部的影响主要是诱导效应，共轭效应，氢键效应和耦合效应。
27与红外光谱相比，拉曼散射光谱有那些优点？答：1拉曼光谱是一个散射过程，因而任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照射到，就可直接用来测量。
由于激光束的直径校小，且可进一步聚焦，因而极微量样品都可以测量。
2水溶液样品可直接进行测量，这对生物大分子样品就非常有利，玻璃可作为理想的窗口材料。
3对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则的限制较小，因而可得到更为丰富的谱带。
28原子序数对散射强度的影响？答：原子序数大的散射能力较强，在电镜图象上显示为较亮．原子序数小的散射能力较弱，在图象上显示为较暗．29在解读谱图时可从哪几个方面加以判别？答：1. 从谱带的分类，电子跃迁方式来判别，注意吸收带的波长范围吸收系数以及是否有精细结构等。
2.从溶剂极性大小引起谱带移动的方向判别。
3. 从溶剂的酸碱性的变化引起谱带移动的方向来判别。
30在热重法分析测定中，对试样量有什么要求？为什么？答：热重法测定，试样量要求要少，一般为3~5mg。
一方面是因为仪器天平灵敏度很高可达0.1ug，另一方面如果试样量多，传质阻力越大，试样内部温度梯度大，甚至产生热效应会使试样温度偏离线性程序升温，使TG曲线发生变化。
粒度也是越细越好，尽可能将试样铺平，如粒度大，则会使反应移向高温。
31在有机化合物的质谱图中,对于判断结构和确定相对分子质量最有效的离子是BA碎片离子 B分子离子 C同位素离子 D负离子32怎样利用X射线物相分析区别高聚物的晶态和非晶体态？答：在高聚物聚集态衍射谱图中若出现尖锐峰，则表明存在结晶，出现弥散隆峰则表明样品中有非晶态；若出现既不尖锐以不弥散的峰，则表明结晶存在，但是很不完善，称之为仲晶或次晶。
33质谱分析方法的特点：答：1应用范围广；2灵敏度高，样品用量少；3 分析速度快，可实现多组同时检测；4但仪器结构复杂，价格昂贵。
34 质谱分析方法的特点？1应用范围广2灵敏度高，样品用量少3分析速度快，可实现多组分同时检测35紫外光谱产生的原理是什么?有机物在紫外光和可见光区域内电子跃迁方式有哪几种,跃迁所需能量比较如何?答:紫外光谱是分子中电子吸收的变化而产生的.分为:σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*.37、影响红外频率位移的因素有哪些？答；a、外部因素有：1。
物理状态的影响，2。
溶剂的影响，3。
粒度的影响B、内部因素有：由于分子结构上的原因引起的变化，主要是诱导效应，共轭效应，氢键效应，耦合效应等影响。
4. 差热扫描量热仪有哪几种, 各有何特点? 答：(1) 功率补偿型：在样品和参比品始终保持相同温度的条件下，测定为满足此条件样品和参比品两端所需的能量差，并直接作为信号DQ（热量差）输出。
(2) 热流型：在给予样品和参比品相同的功率下，测定样品和参比品两端的温差DT，然后根据热流方程，将DT（温差）换算成DQ（热量差）作为信号的输出5. 透射电镜的成像原理是什么? 答：透镜的成像作用可以分为两个过程：第一个过程是平行电子束遭到物的散射作用而分裂成为各级衍射谱，即由物变换到衍射谱的过程；第二个过程是各级衍射谱经过干涉重新在像平面上会聚成诸像点，即由衍射谱变换到像的过程。
6. 什么叫透射电镜的景深、焦长？答：景深是指透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围，这个范围用一段距离来表示。
焦长是指透镜像平面所允许的轴向偏差。
7.X射线的产生及工作原理? 答：X射线是高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。
X射线的工作原理为：X射线管中电子枪产生电子并将电子束聚焦，钨丝绕成螺旋式，通以电流钨丝烧热放出自由电子；而电子靶则发射X射线，阳极靶通常由传热性好、熔点较高的金属材料制成，如：铜、钴、镍、铁、铝等。
1在对聚合物进行各种光谱分析时，红外光谱主要来源于分子振动－转动能级间的跃迁；紫外-可见光谱主要来源于分子的电子能级间的跃迁；核磁共振谱主要来源于置于磁场中的原子核能级间的跃迁，它们实际上都是吸收光谱。