第二章 红外光谱资料.
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90 80 70 60 50 40 30 20 10
0 - 10 - 20
4 00 0
3 50 0
3 00 0
2 50 0
2 00 0
Wavenumbers (cm-1)
1466.05
1371.81
-CH3
1 50 0
1 00 0
724.93
5 00
甲基(-CH3)的4种振动形式
伸缩振动
变形振动
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
➢线型分子
（1）伸缩振动
键角不变
3n-5种
键长变化
（2）弯曲振动或称变形振动（Deformation Vibration）
键角变化 键长基本保持不变
H 2O
C O2
-CH2振 动方式
弱
%Transmittance PE
2926.02 2853.53
1 40 1 30 1 20 1 10 1 00
适用性广，积累的方法丰富
IR在聚合物研究中的用途
❖判定基团结构
❖判定聚集态结构
部分聚合物的结晶、取向与非晶结构在IR上有明显差别。
❖动态跟踪反应过程
❖判定聚合反应机理
HDPE，LDPE峰位置都差不多的，二者谱图的区别在于结晶度，HDPE的结晶度 高些，而LDPE的由于枝化结构而结晶度低，二者的区别在于731cm-1和719cm-1 的峰比例不同，HDPE的731/719峰强比HDPE的731/719峰强比高。
肉眼看不见；具有热效应；具有反射、衍射、偏振等性质；
传播速度与可见光相同，但波长比可见光长。
红外光谱仪
2.1 基本概念
• 2.1.1 红外光谱的范围
波长: 750 nm ~ 1000 um 波数：13300 ~10 cm-1
红外光波长范围
0.75----1000μm
波长λ（μm） 0.75------2.5----∥---25-----∥-----1000
第1篇 波谱分析
划分成光谱区的电磁总谱
第2章 红外光谱 （Infrared spectroscopy，IR）
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
Absorbance
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
Wavenumbers (cm-1)
特征区：习惯上把波数在4000～1330cm-1（波长为2.5～ 7.5μm）区间称为特征频率区，简称特征区。 指纹区：波数在1330～667 cm-1（波长为7.5～15μm）的区域 称为指纹区。
IR定义
分子吸收光谱 分子振-转光谱
分子结构不同 分子运动形式不同
运动所需能量不同
分子转动
分子振动
吸收不同波长的红外光
A=lg(I0/I)
%Transmittance PE
1 40 1 30
1 20
1 10
1 00
1371.81
90
80
724.93
70
60
1466.05
50
40
30
20
2926.02 2853.53
10
0
- 10
- 20
4 00 0
3 50 0
3 00 0
2 50 0
2 00 0
1 50 0
1 00 0
2.1.2 红外光谱的基本原理
1.双原子分子振动形式 伸缩振动(伸展振动)（Stretching Vibration）
原子沿键轴运动，键长发生周期性变化，键角保持不变
沿轴振动，只改变键长，不改变键角
双原子分子化学键的振动类似于连接两个小球的 弹簧，符合虎克定律：
任意两个相邻能级间的能量差：
E h h k 2
5 00
PE的IR谱图（透过百分比） Wavenumbers (cm-1)
1 .2
2926.02
1 .1
1 .0
0 .9
2853.53
0 .8
0 .7
1466.05
Absorbance PE
0 .6
0 .5
0 .4
0 .3
724.93
进行结构分析
Absorbance
1.0
0.9 0.8
产生特征吸收峰(谱带)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
4000
3500
3000
2500
2000
Wavenumbers (cm-1)
1500
1000
500
1.2 IR的用途
IR是表征物质微观结构 特别是化学结构的最方便快捷方法 IR是鉴定未知物的首选分析手段
1 1 k 1307 k
源自文库
2c
K-化学键的力常数，与键能和键长有关，
-双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2） -化学键的 振动频率；
发生振动能级跃迁需要能量和频率大小取决于键两端原子的折合质量 和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
2. 由n>2个原子组成的分子的多种振动形式
多原子分子 ➢非线型分子 3n-6种
近红外
中红外
远红外
13333
4000
400
10
波数σ（cm-1）
习惯名称
• 中红外光谱(波数在4000-400cm-1范围)就是 我们通常所说的“ 红外光谱 ”
• 而近红外光谱和远红外光谱则不可省略简 称。
红外光谱:
又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续 变化的红外光照时，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，使振动-转动能级从基态跃迁到 激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T% 对波数或波长的曲线，即为红外光谱。 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
A bs orbance
υs(CH3)
υas(CH3)
1.4
2870 ㎝-1
2960㎝-1
1.3
1.2
δs(CH3)
δas(CH3)
1380㎝-1
1460㎝-1
1.1
2919.18
1.0
2954.41
2000
1500
1000
500
Wavenumbers (cm-1)
2.1.3红外光谱图 最常用的两种表达方式
红外光谱：是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。
横坐标 波长
波数
纵坐标 透过百分比 吸光度
T%=(I/I0) ×100%
I0 ：原始入射光强度 I ：透过光强度
0.9
0.8
0.7
2874.24 2839.26
0.6
0.5
1375.37
0.4
840. 05 724. 92
1164.04 972. 74
1466.08 1457.09
2923.67 2853.41
0.3
0.2
PP
0.1
0.0
-0.1
PE
1076.10
1371.80
4000
3500
3000
2500
0 - 10 - 20
4 00 0
3 50 0
3 00 0
2 50 0
2 00 0
Wavenumbers (cm-1)
1466.05
1371.81
-CH3
1 50 0
1 00 0
724.93
5 00
甲基(-CH3)的4种振动形式
伸缩振动
变形振动
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
➢线型分子
（1）伸缩振动
键角不变
3n-5种
键长变化
（2）弯曲振动或称变形振动（Deformation Vibration）
键角变化 键长基本保持不变
H 2O
C O2
-CH2振 动方式
弱
%Transmittance PE
2926.02 2853.53
1 40 1 30 1 20 1 10 1 00
适用性广，积累的方法丰富
IR在聚合物研究中的用途
❖判定基团结构
❖判定聚集态结构
部分聚合物的结晶、取向与非晶结构在IR上有明显差别。
❖动态跟踪反应过程
❖判定聚合反应机理
HDPE，LDPE峰位置都差不多的，二者谱图的区别在于结晶度，HDPE的结晶度 高些，而LDPE的由于枝化结构而结晶度低，二者的区别在于731cm-1和719cm-1 的峰比例不同，HDPE的731/719峰强比HDPE的731/719峰强比高。
肉眼看不见；具有热效应；具有反射、衍射、偏振等性质；
传播速度与可见光相同，但波长比可见光长。
红外光谱仪
2.1 基本概念
• 2.1.1 红外光谱的范围
波长: 750 nm ~ 1000 um 波数：13300 ~10 cm-1
红外光波长范围
0.75----1000μm
波长λ（μm） 0.75------2.5----∥---25-----∥-----1000
第1篇 波谱分析
划分成光谱区的电磁总谱
第2章 红外光谱 （Infrared spectroscopy，IR）
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
Absorbance
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
Wavenumbers (cm-1)
特征区：习惯上把波数在4000～1330cm-1（波长为2.5～ 7.5μm）区间称为特征频率区，简称特征区。 指纹区：波数在1330～667 cm-1（波长为7.5～15μm）的区域 称为指纹区。
IR定义
分子吸收光谱 分子振-转光谱
分子结构不同 分子运动形式不同
运动所需能量不同
分子转动
分子振动
吸收不同波长的红外光
A=lg(I0/I)
%Transmittance PE
1 40 1 30
1 20
1 10
1 00
1371.81
90
80
724.93
70
60
1466.05
50
40
30
20
2926.02 2853.53
10
0
- 10
- 20
4 00 0
3 50 0
3 00 0
2 50 0
2 00 0
1 50 0
1 00 0
2.1.2 红外光谱的基本原理
1.双原子分子振动形式 伸缩振动(伸展振动)（Stretching Vibration）
原子沿键轴运动，键长发生周期性变化，键角保持不变
沿轴振动，只改变键长，不改变键角
双原子分子化学键的振动类似于连接两个小球的 弹簧，符合虎克定律：
任意两个相邻能级间的能量差：
E h h k 2
5 00
PE的IR谱图（透过百分比） Wavenumbers (cm-1)
1 .2
2926.02
1 .1
1 .0
0 .9
2853.53
0 .8
0 .7
1466.05
Absorbance PE
0 .6
0 .5
0 .4
0 .3
724.93
进行结构分析
Absorbance
1.0
0.9 0.8
产生特征吸收峰(谱带)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
4000
3500
3000
2500
2000
Wavenumbers (cm-1)
1500
1000
500
1.2 IR的用途
IR是表征物质微观结构 特别是化学结构的最方便快捷方法 IR是鉴定未知物的首选分析手段
1 1 k 1307 k
源自文库
2c
K-化学键的力常数，与键能和键长有关，
-双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2） -化学键的 振动频率；
发生振动能级跃迁需要能量和频率大小取决于键两端原子的折合质量 和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
2. 由n>2个原子组成的分子的多种振动形式
多原子分子 ➢非线型分子 3n-6种
近红外
中红外
远红外
13333
4000
400
10
波数σ（cm-1）
习惯名称
• 中红外光谱(波数在4000-400cm-1范围)就是 我们通常所说的“ 红外光谱 ”
• 而近红外光谱和远红外光谱则不可省略简 称。
红外光谱:
又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续 变化的红外光照时，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，使振动-转动能级从基态跃迁到 激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T% 对波数或波长的曲线，即为红外光谱。 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
A bs orbance
υs(CH3)
υas(CH3)
1.4
2870 ㎝-1
2960㎝-1
1.3
1.2
δs(CH3)
δas(CH3)
1380㎝-1
1460㎝-1
1.1
2919.18
1.0
2954.41
2000
1500
1000
500
Wavenumbers (cm-1)
2.1.3红外光谱图 最常用的两种表达方式
红外光谱：是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。
横坐标 波长
波数
纵坐标 透过百分比 吸光度
T%=(I/I0) ×100%
I0 ：原始入射光强度 I ：透过光强度
0.9
0.8
0.7
2874.24 2839.26
0.6
0.5
1375.37
0.4
840. 05 724. 92
1164.04 972. 74
1466.08 1457.09
2923.67 2853.41
0.3
0.2
PP
0.1
0.0
-0.1
PE
1076.10
1371.80
4000
3500
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