第十二章 红外吸收光谱法教学提纲
红外吸收光谱法
28
2. 指纹区（1300-600cm-1） 指纹区（
由C-C、C-N、C-F、C-S、SiO等单键的伸缩 、 、 、 、 等单键的伸缩 振动和变形振动产生的吸收带。 振动和变形振动产生的吸收带。 光谱复杂，难以辨认。 光谱复杂，难以辨认。 分子结构稍有不同，吸收峰就有细微的差异。 分子结构稍有不同，吸收峰就有细微的差异。 指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。 指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
总自由度(3N) 总自由度 = 平动自由度 平动自由度(3) + 转动自由度 线性分子 非线性分子 转动自由度(线性分子 非线性分子3) 线性分子2,非线性分子 +振动自由度 振动自由度
双原子分子： 双原子分子：f=1 多原子分子: 非线性分子) 多原子分子: f=3N-6 (非线性分子 非线性分子 f=3N-5 (线性分子 线性分子) 线性分子
2
教学要求： 教学要求： 1．掌握红外吸收光谱产生的条件，影响红外 ．掌握红外吸收光谱产生的条件， 吸收峰位置、强度的各种因素。 吸收峰位置、强度的各种因素。 2．掌握常见基团的特征吸收频率及与有机化 ． 合物分子结构的关系 3．能利用红外光谱对简单的有机化合物分子 ． 结构进行初步的解析和推断 4．了解一般红外光谱的定量分析方法。 ．了解一般红外光谱的定量分析方法。
红外吸收光谱法
根据物质分子选择性吸收红外光辐射而 根据物质分子选择性吸收红外光辐射而 物质分子选择性吸收红外光 产生的红外吸收光谱进行定性、 产生的红外吸收光谱进行定性、定量分 析和确定分子结构等分析的方法， 析和确定分子结构等分析的方法，称为 红外吸收光谱法。 红外吸收光谱法。
1
教学内容： 教学内容： 1.红外吸收光谱法概述 红外吸收光谱法概述 2.红外光谱法的基本原理 红外光谱法的基本原理 3.基团频率和特征吸收峰 基团频率和特征吸收峰 4.仪器和红外光谱实验技术 仪器和红外光谱实验技术 5.样品的制备 样品的制备 6.红外光谱的解析和应用 红外光谱的解析和应用 7.红外光谱定量分析 红外光谱定量分析
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法
基本要点：
1.红外光谱分析基本原理；
2.红外光谱与有机化合物结构；
3.各类化合物的特征基团频率；
4.红外光谱的应用;
5.红外光谱仪.
学时安排：3学时
第一节概述
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。
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~ 1000μｍ，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个
1。
红外吸收光谱讲课文档
CH
NH OH
2800-3000cm-1
3000-3600cm-1
第十二页，共72页。
分子中基团的基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
弯曲振动
亚甲基
第十三页，共72页。
影响峰位变化的因素
❖ (1) 内部因素
❖ ① 电子效应 ❖ 1）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，从而引起键力常数的变化， 改变了基团的特征频率，这种效应通常称为诱导效应。
（3）炔烃
❖ 末端炔烃的C-H伸缩振动一般在3300 cm-1处出现
强的尖吸收带。
❖
一取代：2150～2100cm-1
❖ C≡C伸缩振动
❖
二取代：2270～2150cm-1
第二十九页，共72页。
（4）芳烃
❖ vC-H：3100～3000cm-1 ❖ γC-H：面外弯曲振动在900～650cm-1，反映苯环上取代
动光谱，简称振转光谱。
❖ 分子在未受光照射之前，能量处于最低能级， 称之为基态。
❖ 当分子受到红外光的辐射，产生振动能级的跃迁， 在振动时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形 成红外吸收光谱。
第三页，共72页。
区域 λ(μm)
σ(cm-1 )
能级跃迁类型
近红外 0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5～2.5 13330~4000 OH 、NH及CH键倍频吸收区
❖ (2) 照射分子的红外光的频率与分子某种振动的频率相 同时（红外=振），分子吸收能量后，才能产生跃迁，在 红外谱图上出现相应的吸收带。
第五页，共72页。
❖ 已知任何分子就其整个分子而言，是呈电中性 的，但由于构成分子的各原子因价电子得失的 难易，而表现出不同的电负性，分子也因此而 显示不同的极性。
红外吸收光谱法课件
红外吸收光谱法
在倍频峰中，二倍频峰还比较强，三倍频峰以上。因跃迁的几率很小。一般都很弱，常常观测不到。 4000～400cm-1间主要测基频峰，既使有倍频峰也很弱。 还有 合频峰（v1＋v2 , 2 v1 ＋ v2 ….) 差频峰（ v1 - v2 , 2v1 -v2 …….） 很弱，不易辨认。 倍频峰，合频峰，差频峰通称泛频峰，分 子振动并不是严格的简谐振动。
*
红外吸收光谱法
（2）倍频峰： 在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态（υ =0），跃迁至第二振动激发态（υ＝2），第三振动激发态（ υ＝3）…..等等，所产生的吸收峰。这些吸收峰称为倍频峰。 二倍频峰： υ0→2 νL=△u·v＝(2－0) ·v ＝2 v 三倍频峰: υ0→3 νL =△ u·v =(3-0) ·v =3v
*
红外吸收光谱法
4.基频峰数目减少的原因 (1)△μ=0 (2)o=c=o (3)仪器分辨率低 对一些频率很近的吸收峰分不开，一些 弱峰仪器灵敏度低，未捡出。 (4)波长超过了仪器的可测范围。 如 CO2只有两个峰。
*
红外吸收光谱法
图6-6二氧化碳的红外光谱图
*
红外吸收光谱法
*
红外吸收光谱法
2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动，转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0
图6～2：偶极子在交变电场中的作用示意图
*
红外吸收光谱法
（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。如H2O ，HCl ，CO为红外活性分子。 （2）非红外活性 若△μ＝0，分子振动和转动时，不引起偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红外活性。其分子称为红外非活性分子。如 H2 ，O2 ，N2 ，Cl2….相应的振动称为红外非活性振动。
《红外吸收光谱》教案
《红外吸收光谱》教案教案：红外吸收光谱一、教学目标1.了解红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.掌握红外吸收光谱的测定方法与数据解读。
3.培养学生分析问题和解决问题的能力。
4.增强学生的实验操作能力和科学思维能力。
二、教学重点与难点1.红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.测定红外吸收光谱的方法和数据解读。
三、教学内容1.红外吸收光谱的基本概念和原理（1）红外光谱的定义和分类（2）红外光谱仪的组成和工作原理2.红外吸收光谱的测定方法与数据解读（1）红外光谱仪的操作步骤（2）红外吸收峰的解析和判断（3）红外吸收光谱的应用案例四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解介绍红外吸收光谱的基本概念、仪器构造和工作原理。
2.实验操作法：组织学生进行红外吸收光谱的测定实验，并进行数据解读。
3.讨论法：引导学生结合案例，共同分析红外吸收光谱的应用。
五、教学过程1.导入（5分钟）通过展示一些物质的红外吸收图谱和应用案例，引起学生的兴趣和好奇心。
2.讲解红外吸收光谱的基本概念和原理（20分钟）（1）红外光谱的定义和分类：解释红外光谱的概念，介绍近红外、中红外和远红外的区别与应用。
（2）红外光谱仪的组成和工作原理：介绍红外光谱仪的主要部件和工作原理，包括光源、样品室、光谱仪和检测器。
3.实验操作：红外吸收光谱的测定方法与数据解读（40分钟）（1）红外光谱仪的操作步骤：分组进行实验操作，按照红外光谱测定的步骤进行样品的制备和测定。
（2）红外吸收峰的解析和判断：对测得的红外吸收图谱进行解析，根据吸收峰的位置和形状判断样品的特性和结构。
（3）红外吸收光谱的应用案例：通过展示一些实际应用案例，引导学生综合运用红外吸收光谱的知识进行分析和解决问题。
4.讨论与总结（10分钟）组织学生分组进行讨论，总结红外吸收光谱的应用，以及实验中遇到的问题和解决方法。
六、教学评价根据学生的理解程度和实验操作能力，进行个别评价，以及总结讨论的结果和问题解决方法。
红外吸收光谱法复习重点提纲
红外吸收光谱法复习重点提纲基本原理1.红外光波通常分为三个区域：中红外区、近红外区和远红外区。
2.解释为什么红外吸收谱带数目比理论的计算数目少。
答：①存在没有偶极矩变化的振动模式，不产生红外吸收，即非红外活性；②存在能量简并态的振动模式；③仪器的分辨率分辨不出频率十分相近的振动模式；④振动吸收的强度小，检测不到；⑤某些振动模式所吸收的能量不在中红外光谱区。
谱带相关概念1.影响基团吸收频率的因素答：内因：诱导效应，共轭效应，氢键效应，键角效应，空间位阻外因：溶剂影响，色散元件影响，以及温度影响等。
2.振动频率的影响因素：ν̅=12πc√Kμ可得：化学键的力常数K越大，原子的折合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区；反之，出现在低波数区。
（两振动原子只要有一个原子的质量减小，μ值减小）3.空间效应的影响（1）空间位阻：当共轭体系的共平面性被破坏时，吸收频率增高强度降低。
（2）环张力：环张力大较大时，环外双键加强，吸收频率增大；环内双键减弱，吸收频率减小。
4. 氢键对吸收频率的影响答;影响原化学键的键力常数，吸收峰向低波数移动；峰型变宽；吸收强度加强。
5.溶剂和物质状态的影响答：极性溶剂对非极性物质的谱图影响不大，对极性物质会使基团的伸缩振动频率降低。
物质由固态向气态变化，其波数将增加。
6影响谱带吸收强度的因素答：（1）振动能级的跃迁几率：因此基频的吸收峰强度比倍频(v0→2、v0→3、v0→4)强。
（2）偶极矩的变化：基频振动(v0→1)，偶极矩的变化越大，吸收峰也越强。
（3）吸收峰强度：反对称伸缩振动＞对称伸缩振动>＞变形振动（4）诱导效应：使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加。
（5）共轭效应：使π电子离域程度增大，极化程度增加，使不含饱和键的的伸缩振动强度增加。
（6）氢键的影响：氢键作用会提高化学键的极化程度，伸缩振动吸收峰加宽、增强。
.（7）振动耦合：使吸收增大。
红外吸收光谱法课件PPT
02 红外吸收光谱仪的组成与 操作
红外吸收光谱仪的组成
01
02
03
04
光源
发射特定波长的红外光，为样 品提供能量。
干涉仪
将红外光分成两束，分别经过 样品和参比，再合并形成干涉
。
检测器
检测干涉后的红外光，转换为 电信号。
数据处理系统
处理检测器输出的电信号，生 成红外吸收光谱。
红外吸收光谱仪的操作流程
多光谱融合
将红外光谱与其他光谱技 术进行融合，实现多维度、 多角度的物质成分和结构 分析。
云平台与大数据
利用云平台和大数据技术， 实现红外光谱数据的共享、 挖掘和分析，推动科研合 作与成果转化。
感谢您的观看
THANKS
检查部件
定期检查仪器各部件是否正常 工作，如光源、干涉仪、检测 器等。
定期校准
为保证测试结果的准确性，应 定期对仪器进行校准。
数据备份
对测试结果进行备份，以防数 据丢失。
03 红外吸收光谱法的实验技 术
样品的制备与处理
样品制备
将待测物质研磨成粉末，以便更 好地分散在测试介质中。
样品处理
根据实验需求，对样品进行纯化 、干燥等预处理，以消除干扰因 素。
用于检测大气和水体中 的污染物，如挥发性有 机化合物、重金属等。
用于研究生物大分子的 结构和功能，如蛋白质、
核酸等。
红外吸收光谱法的历史与发展
历史
红外吸收光谱法自19世纪中叶被发现以来，经历了多个发展阶段，不断完善和 改进。
发展
随着仪器的改进和计算机技术的发展，红外吸收光谱法的应用范围不断扩大， 分析精度和灵敏度也不断提高。未来，红外吸收光谱法将继续在各个领域发挥 重要作用。
分析化学第十二章红外光谱法.
O‖ R—C—R′
1715cm-1
O‖ R—C—OR′
1735cm-1
O‖ R—C—Cl
1800cm-1
O‖ R—C—F
1870cm-1
⑵共轭效应： 共轭效应引起双键的极性增加，双键性降低，
力常数减小，因而其伸缩振动频率下降。 A.π-π共轭体系
由于共轭分子电子云平均化使共轭双键的双 键性下降。原来双键键长增加，力常数减小，振动 频率下降。
⒋红外吸收光谱产生必须满足的条件：
①νL = ⊿V﹒ν
②⊿≠0
⒌实际峰数小于理论计算峰数的原因：
① ⊿=0，不产生红外吸收；
②简并； ③仪器不能区别那些频率十分接近或吸收带很弱的振动， 仪器检测不出； ④吸收峰落在仪器检测范围之外。
㈡吸收峰的强度
⒈强弱的划分
红外光谱法中，一般是按摩尔吸光系数ε的
大小来划分吸收带的强弱。
O HH
O HH
O HH
s OH
3652cm -1
as OH
3756cm -1
OH1595cm-1
OCO
s C=O
1340cm 1
OCO
as C=O
2350cm
1
O C=O
C=O 666cm 1
++
OCO
C=O666cm1
二、红外吸收光谱产生的条件和吸收峰强度
㈠红外吸收光谱产生的条件 ⒈红外活性振动：
使分子偶极矩发生变化的振动方式，才会吸收特 定的红外辐射，这种振动方式称为具有红外活性。 ⒉红外非活性振动：
不能引起偶极矩的变化的振动。 分子是否显示红外活性，与分子是否有永久偶极 矩无关。只有同核双原子分子（H2、N2）才显红 外非活性。
红外吸收光谱演示文稿
面内弯曲振动
特点：吸收峰密集、难辨认→指纹
注：相关峰常出现在指纹区
第36页，共104页。
第二节 各种化合物的典型光谱
一、脂肪烃类化合物 二、芳香族化合物 三、醇、酚、醚 四、羰基化合物 五、含氮化合物
第37页，共104页。
一、基团的特征峰与相关峰
1.特征峰 用于鉴别官能团存在的吸收峰。
C-H、 C=C、 C-N、 C=O 、C-X
1．内部因素： （1）诱导效应（吸电效应）：
使振动频率移向高波数区
吸电性 ，双键性 ，K
第31页，共104页。
（2）共轭效应： 使振动频率移向低波数区
共轭效应使电子离域，双键性 ，K
第32页，共104页。
（3）氢键效应：使伸缩频率降低
分子内氢键：对峰位的影响大 不受浓度影响
第33页，共104页。
推测结构
第8页，共104页。
第一节 红外分光光度法基本原理 一、分子振动能级和振动形式 （一）振动能级
E振 0.05 ~ 1.0eV E转 0.0001 ~ 0.05eV
E E振 E转
红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
第5页，共104页。
二、红外光谱的表示方法
T~λ曲线 →前密后疏
(cm1 ) 104 ( m)
T ~σ曲线 →前疏后密
第6页，共104页。
三、红外光谱的特点
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 有机物均有红外吸收 3. 固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品
注：振动自由度反映吸收峰数量 并非每个振动都产生基频峰 吸收峰数常少于振动自由度数
分析化学红外吸收光谱法讲义共48页文档
ห้องสมุดไป่ตู้
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
红外吸收光谱法
IR法基本原理小结
红外吸收峰的产生：1.分子振动能级的跃迁 Ev=(v+1/2)h 基频峰：v=0 v=1 泛频峰 ： v=0 v=2，3 2. 分子偶极矩的变化 红外吸收峰的数目：振动自由度 3N-6 (非线性） 3N-5 (线性） 只有产生偶极矩变化的振动才能产生红外吸收， 又由于简并现象，故分子实际基频峰数一般小 于分子基本振动数。
O
O
O
O C NH2
νC=O 1715cm-1
1690cm-1
1685cm-1 1680cm-1
影响峰位的因素
1.分子内部结构因素 （3）空间效应(steric effect)
O C CH3
H3C CH3 O C CH3
νC=O 1663cm-1
1693cm-1
影响峰位的因素
1.分子内部结构因素 （4）环张力效应：环张力增加，环外双键 振动频率升高，环内双键振动频率降低。
特征区与指纹区
特征区：4000～1300cm-1,有机化合物主要官 能团的特征吸收峰多在此区域。该区吸收峰 较稀疏，容易辨认。通过该区域特征峰的查 找，判断是否有某官能团存在。 指纹区：1300～400cm-1，该区域内吸收峰密 集，多变复杂，犹如人的指纹。通过在该区 域查找相关吸收峰，进一步确定官能团的存 在。
1650cm-1
O
影响峰位的因素
1.分子内部结构因素 （6）氢键效应 使伸缩振动的频率降低，吸收强度增强， 峰变宽。 分子内的氢键对峰位有极明显的影响，但 它不受浓度影响。 分子间的氢键对峰位的影响受浓度影响。
影响峰位的因素
1.分子内部结构因素 （7）费米共振（Fermi resonance) 当一振动的倍频与另一振动的基频接 近时（2νA=νB），二者相互作用使泛频峰 的强度增加或发生裂分的现象。如苯甲醛 的νCH(O) 2850cm-1和2750cm-1 是由νC-H 2800cm-1 与 C-H 1390cm-1的倍频峰2780cm-1 之间发生费米共振引起的。
仪器分析教案7红外吸收光谱法
第十章红外吸收光谱法10．1教学建议一、从应用实例入手，介绍红外吸收光谱法的基本原理和红外光谱仪结构特征。
二、依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构为目的,介绍红外光谱分析方法在定性及定量分析的方面的应用。
10．2主要概念一、教学要求：（一）、掌握红外吸收光谱法的基本原理；（二）、掌握依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构方法；（三）、了解红外光谱仪的结构组成与应用。
二、内容要点精讲（一）基本概念红外吸收光谱——当用红外光照射物质时，物质分子的偶极矩发生变化而吸收红外光光能，有振动能级基态跃迁到激发态（同时伴随着转动能级跃迁），产生的透射率随着波长而变化的曲线。
红外吸收光谱法——利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法，称为红外吸收光谱法。
振动跃迁——分子中原子的位置发生相对运动的现象叫做分子振动。
不对称分子振动会引起分子偶极矩的变化，形成量子化的振动能级。
分子吸收红外光从振动能级基态到激发态的变化叫做振动跃迁。
转动跃迁——不对称的极性分子围绕其质量中心转动时，引起周期性的偶极矩变化，形成量子化的转动能级。
分子吸收辐射能（远红外光）从转动能级基态到激发态的变化叫做转动跃迁。
伸缩振动——原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩的振动。
弯曲振动——原子沿化学键轴线的垂直方向的振动，又称变形振动，这是键长不变，键角发生变化的振动。
红外活性振动——凡能产生红外吸收的振动，称为红外活性振动，不能产生红外吸收的振动则称为红外非活性振动。
诱导效应——当基团旁边连有电负性不同的原子或基团时，通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化，从而引起键的力常熟的变化，使基团频率产生位移的现象。
共轭效应——分子中形成大 键使共轭体系中的电子云密度平均化，双键力常数减小，使基团的吸收频率向低波数方向移动的现象。
氢键效应——氢键使参与形成氢键的原化学键力常数降低，吸收频率将向低波数方向移动的现象。
红外吸收光谱法基本原理电子教案.
《仪器分析》教案内容中红外光区的四个吸收区域影响基团频率位移的因素教学重点红外吸收光谱图教学难点产生红外吸收光谱的原因产生红外吸收光谱的原因影响基团频率位移的因素参考资料仪器分析,黄一石,化学工业出版社仪器分析,高晓松,科学出版社分析化学(仪器分析部分),林树昌,曾泳怀,高等教育出版社一、概述1、红外光的发现红外辐射是在1800 年由英国的威廉.赫谢尔（Willian Hersher）发现的。
2、物质对红外光的选择性吸收赫歇尔通过实验发现，不同的溶液对红外光的吸收程度是不同的，同一种溶液对不同红外光也具有不同程度的吸收。
所以说，物质对红外光具有选择性吸收。
3、红外吸收光谱（1）红外吸收光谱图一般用T-λ或T-σ曲线表示。
4、红外光谱法的特点（1)应用面广，提供信息多且具有特征性（2)不受样品相态的限制，亦不受熔点、沸点和蒸气压的限制。
（3)样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操作方便。
（4)现在已经积累了大量标准红外光谱图可供查阅。
（5)局限：有些物质不能产生红外吸收峰，不能用红外吸收光谱法鉴别，有干扰，准确度和灵敏度均低于可见、紫外吸收光谱法。
二、产生红外吸收光谱的原因1、分子振动（1）分子振动方程式k化学键力常数，单位 N/cmμ分子折合质量（2）简正振动分子中所有原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，是振幅可能不同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置，且同时到达其最大位移值，附近作简谐振动，每一个简正振动都有一定的频率,称为基频。
（3）分子的振动形式❑分子的振动形式可分为两大类：伸缩振动和变形振动。
❑伸缩振动是指原子沿键轴方向伸缩，使键长发生变化而键角不变的振动，动形式可分为两种：对称伸缩振动和反对称伸缩振动；❑变形振动是指使键角发生周期性变化的振动，又称弯曲振动。
可分为面内、面外、对称及不对称变形振动等形式。
2、振动能级的跃迁用一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率与它一样，则两者就会发生共振，这个基团就吸收了一定频率的红外光，从原来的基态振动能级跃迁到较高的振动能级，从而产生红外吸收。
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第十二章红外吸收光谱法第十二章红外吸收光谱法一、选择题1．中红外区的特征区是指( )cm -1范围内的波数。
A、4000～200B、4000～1250C、1250～200D、10 000～102．已知CO2的结构式为O=C=O，请推测其红外光谱中，基本振动数为( )。
A、4个B、3个C、2个D、1个3．红外光谱中，不是分子的所有振动形式的相应红外谱带都能被观察到，这是因为（）A、分子中既有振动运动，又有转动运动B、分子中有些振动能量是简并的C、因为分子中有C、H、O以外的原子存在D、分子中有些振动能量相互抵消4．关于红外光谱的吸收峰，下列叙述不正确的是（）A、共轭效应使红外吸收峰向低波数方向移动B、诱导效应使红外吸收峰向高波数方向移动C、氢键使红外吸收峰向低波数方向移动D、氢键使红外吸收峰向高波数方向移动5．若 O—H键的键力常数 K＝ 7．12N／cm，则它的振动波数（ cm-1）为（） A、3584 B、3370 C、3474 D、35006．欲获得红外活性振动，吸收红外线发生能级跃迁，必须满足( )条件。
A、△μ>0或△μ<0B、△μ≠0并服从νL=v△VC、△μ=0及vL=△VvD、△μ≠07．CO2的下列振动中，属于红外非活性振动的是( )。
8．下列三种物质：甲R-CO-CH2CH3、乙R-CO-CH=C（CH3）2、、丙R-COCl，问其V C=O波数大小次序为( )。
A、甲>乙>丙B、乙>甲>丙C、丙>乙>甲D、丙>甲>乙9．三种振动νc=o，νc=N及νc=C的频率大小次序为( )。
(电负性：C为2．6，N 为3．0，O为3．5)A、νc=o＞νc=N＞νc=CB、νc=C＞νc=N＞νc=oC、νc=N＞νc=C＞νc=oD、νc=N＞νc=o＞νc=C10．同一分子中的某基团，其各振动形式的频率大小顺序为( )。
A、γ>β>νB、ν>β>γC、β>ν >γD、β>γ >ν11．用于鉴别官能团存在的峰称为（）A、特征峰B、相关峰C、基频峰D、泛频峰12．已知某化合物不含氮，它的红外光谱中 2240~2100cm-1有吸收峰，则该化合物可能是（）A、CH3CH2CH2CH3B、CH3CH2C≡CHC、CH3CH2CH＝CH2D、CH3CH2C≡CCH2CH313．某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收带，在红外特征区有如下吸收峰：3400－2400cm-1宽而强的吸收，1710cm-1。
则该化合物可能是：（）A、醛B、酮C、羧酸D、酯14．某化合物在紫外光区270nm处有一弱吸收带，在红外光区有2820，2720，1725cm-1吸收峰。
则该化合物可能是（）A、醛B、酮C、羧酸D、酯15．红外分光光度计使用的检测器是( )。
A、光电管B、光电倍增管C、真空热电偶D、光电池16．下列四组数据中，( )组数据所涉及的红外光谱区能包括CH3CH2CHO的吸收带。
A、3000～2700cm -1，2400～2100cm-1，1000～650cm-1B、3300～3010cm -1，1675～1500cm-1，1475～1300cm-1C、3300～3010cm -1，1900～1650cm-1，1000～650cm-1D、3000～2700cm -1，1900～1650cm-1，1475～1300cm-1二、填空1．红外光谱中吸收峰数常少于基本振动数目的原因是---------和----------。
2．红外非活性振动是指-----------------。
3．红外光谱图常用----------为纵坐标，------------为横坐标。
4．分子吸收红外光，振动能级由基态跃迁至第一激发态所产生的吸收峰称做--------------。
5．基本振动产生红外吸收的条件--------和-----------。
6．红外光谱中，--------的低频区称为指纹区。
7．------------、-----------及--------统称为泛频峰。
8．红外光谱吸收强度主要由两个因素--------------和-----------------决定。
9．振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为--------。
10．红外分光光度计的光源为--------或----------。
三、简答题1．红外吸收光谱法与紫外吸收光谱法有何区别?2．CO2有几种振动形式?在红外吸收光谱上能看到几个吸收峰?为什么? 3．为什么共轭效应能使一些基团的振动频率降低，而诱导效应相反，举例说明。
4．特征区和指纹区各有何特点?它们在图谱解析中主要解决哪些问题? 5．试用红外吸收光谱区别胺、酰胺及芳香硝基化合物。
四、光谱解析1．一化合物分子式为C14H12，试根据IR光谱(图12—1)推断其结构式。
图12一l C14H12的红外吸收光谱图2.一化合物的分子式为C8H18，图12-2是它的红外光谱，试推断可能的结构。
图13—2 C8H18的红外吸收光谱图3.一化合物的分子式是C8H l0O，其红外光谱见图12—3，试推断其结构式。
图13—3 C8H l0O的红外吸收光谱图4.一化合物的分子式为C11H12O2，图12—4是其红外光谱，试推断该化合物的结构式。
图12—4 C11H1202的红外吸收光谱图5.一化合物的分子式为C9H ll NO，图12—5是它的红外及紫外光谱，试推测其结构式。
图12—5 C9H ll NO的红外及紫外吸收光谱图参考答案一．选择题1．B 2．A 3．B 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．A 10．B 11．A 12．B 13．C 14．A 15．C 16．D二．填空题1．红外非活性振动，简并2．不能吸收红外线发生能级跃迁的振动3．百分透光率，波数或波长4．基频峰5．△μ≠0，νl =ν△V。
6．1250--200cm-17.倍频峰、合频峰、差频峰8．振动过程中键的偶极矩变化，振动能级的跃迁几率9．简并10．硅碳棒，特殊线圈灯三．简答题（略）四．光谱解析1．解 U=2121422-⨯+=9，可能有苯环。
由3060、3025νφH和νC=C 1600,1580、1500、1455 可推测有共轭苯环由768,695 γφH推测单取代苯由γ=C-H 965可推测烯烃反式二取代由分子式扣除部分，即C14H12一C6H5=C8H7，由于不饱和度为4，C8H7不饱和度为5，说明分子中可能还有一个苯环存在。
由C8H7再扣除，即C8H7-- C6H5=C2H2，即一CH==CH--，而谱图中无νC=C峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为2.解 U=218822-⨯+=0，为饱和脂肪化合物。
图谱中1380cm-1附近可以观察到三个吸收带：1395cm-1、1375cm-1、1365cm-1。
，表明分子中可能存在叔丁基或异丙基，但1260～1200cm-1的叔丁基骨架振动区无吸收，而在1155cm-1处却有吸收，所以应判断有异丙基，775cm-1可认据此可推断此化合物的可能结构为3.解 U=210822-⨯+=4，可能有苯环。
光谱图中一个中心在3355cm-1宽而强的吸收带，可能为醇或酚类。
1050cm-1有一强的吸收带，证明为伯醇。
3100～3000cm-1三个尖锐的吸收带(即3080cm-1、3060cm-1、3030cm-1)，1615cm-1、1500cm-1又有两个吸收带，表明分子中存在苯环，因而扣除苯环的4个不饱和度外分子中不可能再含有其他不饱和基团。
750cm-1、700cm-1两个吸收带证明为一元取代苯。
2935cm-1、2855cm-1两带及1460cm-1带是一CH2一的吸收带，无1380cm-1带，分子中不存在甲基。
由此可推测此化合物的结构为4.解 U=2121122-⨯+=6，可能有苯环。
谱图中1735cm-1有中等宽度的强吸收带，表明有 C=O存在，1225cm-1、1020cm-1的强带和3450cm-1有一弱带，这都说明该化合物是酯类，并且可能为乙酸酯。
1600cm-1、1580cm-1、1490cm-1、1450cm-1处有吸收，并且在3100～3000cm-1区也可以观察到吸收带，表明存在苯环。
因为出现1580cm-1带，表示有基团和芳环共轭。
1650cm-1带为C=C振动吸收，这个烯键可能就是与芳环共轭的基团，则分子中应存在结构单元。
745cm-1、685cm-1两个带表明苯环是一元取代。
960cm-1强带是反式二取代乙烯的特征带。
1350cm-1有较强的吸收，可能分子中存在，这也进一步证明是乙酸酯类。
如果从分子式中去掉上述两个结构单元(即C6H5CH=CH-、CH3C=O)，还余CH20，该化合物的结构应为5.解 U=211 1922-+⨯+=5，可能有苯环。
IR：在1645cm-l有一中等宽度、极强的吸收带，说明分子中存在,νC=O在1645cm-l仅含一个氧和一个氮的官能团是一CONH2、一CONH--及，1570cm-1与1645cm-1分开较清楚，可以判断应为仲酰胺。
3250cm-1处有一个单吸收带，进一步说明是仲酰胺类。
3080cm-1、3020cm-1、1600cm-1、1500cm-1处的四个吸收带表示有苯环存在。
760cm-1和690cm-1两带是一元取代苯的特征吸收。
由以上分析可初步判断是一个带有苯环的仲酰胺。
UV：饱和脂肪族酰胺在紫外区无明显吸收，苯甲酰胺和N一苯基酰胺的紫外吸收(λmax)分别在225nm和242nm。
从图13—5可以看出：在稀溶液(0．0lg／L)中，UV区仅可以观察到末端吸收，当溶液浓度增大时(0．6g／L)，在λmax = 257nm附近有吸收带，从λmax 和带形上来分析，显然是B带，所以这是一个脂肪族酰胺。
从分子式扣除C6H5一及一CONH一两个结构单元，还余C2H5，若要满足脂肪族仲酰胺的结构，只可能为。