红外光谱分析
简介
红外光谱分析（Infrared Spectroscopy）是一种常用的分析技术，用于研究物质的结构和组成。通过测量物质对红外辐射的吸收和散射情况，可以获取有关分子振动和结构的信息。红外光谱分析广泛应用于有机化合物的鉴定和定量分析、材料分析、环境和食品安全监测等领域。
原理
红外光谱分析基于物质分子的振动和转动产生的谱线。大部分物质的振动频率位于红外光谱范围内，因此该技术可以用来研究物质的结构和组成。红外光谱分析的原理可概括为以下几个方面：
1.吸收谱线：物质分子在特定波长的红外辐射下，会
吸收特定频率的红外光，产生吸收谱线。不同官能团或结构单位的振动频率不同，因此吸收谱线可以用来识别物质的组成和结构。
2.波数：红外光谱中使用波数来表示振动频率。波数
与波长的倒数成正比，常用的单位是cm-1。波数越大，振动频率越高。
3.力常数：物质分子中的振动频率受到分子内力的限制，可以通过量化力常数来描述。力常数与振动能量相关，可以通过红外光谱数据计算得到。
4.傅里叶变换红外光谱（FTIR）：FTIR是一种常用的红外光谱仪器，利用傅里叶变换原理将红外辐射的吸收信
号转换为频率谱线。FTIR具有快速、高分辨率和高灵敏度的特点，适用于各种物质的分析。
实验步骤
进行红外光谱分析通常需要以下步骤：
1.样品制备：将待分析的样品制备成适当形式，如固
体样品可以通过压片或混合胶制备成薄片，液体样品可以
直接放置在红外吸收盒中。在制备过程中需要注意去除杂
质和保持样品的均匀性。
2.仪器校准：使用已知物质进行仪器校准，确保红外
光谱仪的准确性和灵敏度。校准样品通常是有明确红外光
谱特征的化合物，如苯环等。
3.获取红外光谱：将样品放置在红外光谱仪中，启动
仪器进行红外辐射的扫描。扫描过程中，红外光谱仪会记
录样品对吸收红外辐射的响应。得到光谱数据后，可以进
行后续的数据处理和分析。
4.数据处理和分析：利用软件工具对得到的光谱数据
进行处理和分析。可以进行谱图解析、峰归属、谱峰定量
分析等，以获取更详细的信息。
应用领域
红外光谱分析在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于：
1.有机化合物鉴定：红外光谱分析可以用来确定有机
化合物的官能团组成和分子结构。根据红外光谱上的吸收
谱线特征，可以推测化合物中有哪些化学键和官能团。
2.药物研究：红外光谱分析可用于药物的质量控制和
分析。可以通过光谱特征来确定药物的纯度、药效成分的
含量等。
3.材料分析：红外光谱分析可以用于材料的组成和结
构研究。例如，可以分析塑料中的添加剂和杂质，以及金属材料中的晶体结构等。
4.环境监测：红外光谱分析可用于环境中有机物质的
检测和监测。例如，可以用于检测空气中的有害气体、土壤中的污染物等。
结论
红外光谱分析是一种重要的分析技术，具有广泛的应用前景。通过测量物质对红外辐射的吸收情况，可以获得有关分子结构和组成的信息。红外光谱分析在有机化合物鉴定、药物研究、材料分析和环境监测等领域都有着重要的作用。随着技术的发展和仪器的改进，红外光谱分析在未来将继续发挥重要的作用，并为科学研究和工业应用提供强大的支持。
红外光谱图解析大全 一、预备知识 （1）根据分子式计算不饱和度公式： 不饱和度Ω＝n4+1+(n3-n1)/2其中： n4：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）， n3：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）， n1：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子） （2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-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3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收； （3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250~1450cm-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1000~650cm-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,再依据官能团特征吸收，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1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。 二、熟记健值 1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1） 一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。 2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。 3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。 4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H面外弯曲振动880~680cm-1。 芳烃重要特征：在1600，1580，1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常用判别异构体。 5.醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收，
红外光谱分析 序言 二十世纪初叶，Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。当今红外光谱仪的分辨率越来 -1 越高，检测范围扩展到10000-200cm,样品量少至微克级。红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无按基及属于哪一类（酸酹、酯、酮或醛）是其他光谱技术难以替代的。因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。 一、基本原理 1、基本知识 光是一种电磁波。可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。表1列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。 表1常用的有机光谱及对应的微观运动 红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。通常红外光谱系指2-25 Li之间的吸收光谱，常用的为中红外区 •1 4000-650cm 或4000-400cm。 这段波长范El反映岀分子中原子间的振动和变角振动，分子在振
动运动的同时还存在转动运动。在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。 每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作岀鉴别。 -1 红外光谱所用的单位波长u,波数cm o光学中的一个基本公式是入U = C,式中入为波长，u为频率，C为光速(3 X 1O1o cm/s) o设U 为波数，其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数，并应具有以下关系: 波数(crrr1) =104/波长(卩) 波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的波长值。红外光谱 图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%) 表示。 2、红外光谱的几种振动形式 主要的基本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。 (1) 伸缩振动(u) 沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。它的吸收频率相对在高波数区。 ⑵弯曲振动(6) 包括面内、面外弯曲振动，变角振动，摇摆振动等。它的吸收频率相对在低波数区。 4000cm '1(高) _________ m 」(低) 3、红外光谱吸收峰主要的几种类型 (1) 基频峰：伸缩振动，弯曲振动产生的吸收峰均为基频峰。 (2) 倍频峰：出现在基频峰波数二倍处。如基频为900cm,倍频为 -1 1800cm o 4红外光谱吸收峰的强度
红外光谱分析 红外光谱与分子的结构密切相关，是研究表征分子结构的一种有效手段，与其它方法相比较，红外光谱由于对样品没有任何限制，它是公认的一种重要分析工具。在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。 红外光谱可以研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性等，利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角，并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频率计算热力学函数等。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化，因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基，氰基，羟基，胺基等等在红外光谱中都有特征吸收，通过红外光谱测定，人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。 由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化，这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。 分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振动方式彼此不同，这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性，称为指纹区。利用这一特点，人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱，并把它们存入计算机中，编成红外光谱标准谱图库，人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对，就可以迅速判定未知化合物的成份。 下面将对红外光谱分析的基本原理做一个简单的介绍。 红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后，引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外吸收光谱法。 红外辐射是在 1800年由英国的威廉.赫谢(Willian Hersher) 尔发现的。一直到了1903年，才有人研究了纯物质的红外吸收光谱。二次世界大战期间，由于对合成橡胶的迫切需求，红外光谱才引起了化学家的重视和研究，并因此而迅速发展。随着计算机的发展，以及红外光谱仪与其它大型仪器的联用，使得红外光谱在结构分析、化学反应机理研究以及生产实践中发挥着极其重要的作用，是“四大波谱”中应用最多、理论最为成熟的一种方法。 红外光谱法的特点： 1•气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定；
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 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 ~ 1000叩，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.75 ~ 2.5 叩），中红外光区（2.5 ~ 25卩m ），远红外光区（25 ~ 1 OOO^m ）。 近红外光区（0.7 5 ~ 2.5叩） 近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O —H、N —H、C —H ）伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区（2.5 ~ 25叩） 绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。由于基频振动是
红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法。远红外光区（25〜10 00叩）该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、 振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。由于低频骨架振动能很灵敏地反映出结构变化，所以对异构体的研究特别方便。此外，还能用于金属有机化合物（包括络合物）、氢键、吸附现象的研究。但由于该光区能量弱，除非其它波长区间内没有合适的分析谱带，一般不在此范围内进行分析。 红外吸收光谱一般用T〜•曲线或T〜波数曲线表示。纵坐标为百分透射比T%，因而吸收峰向下，向上则为谷；横坐标是波长■（单位为叩），或波数（单位为cm-1）。 波长，与波数之间的关系为： 1 4 波数/ cm- =10 / （■ / ^m ） 中红外区的波数范围是4000〜400 cm-1。 二、红外光谱法的特点 紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物，而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。由于红外光谱分析特征性强，气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点。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，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。 一、产生红外吸收的条件
红外光谱分析（FT-IR） 傅立叶变换红外光谱（FT-IR）是一种强大的技术，可用于获取吸收/排放固体、液体或气体的红外光谱。当红外辐射穿过被测样品时，一部分红外辐射会被官能团的特定共价键吸收，另一部分红外辐射则直接穿透收集到的光谱代表了分子的吸收和传输，形成了用于化学鉴定的分子指纹。这也使得红外光谱可用于多种类型的分析。傅立叶变换红外光谱仪同时收集宽波长范围内的高分辨率光谱，这与色散光谱仪相比具有显著的优势，色散光谱仪一次只能测量相当窄波长范围内的峰值强度。 傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析。 傅立叶变换红外光谱仪可用于所有使用色散仪来提高灵敏度和速度的应用，能够优
于红外光谱分析的色散法或滤光片法取决于其：1，非破坏性；2，无需外部校准；3，速度更快；4，灵敏度更高；5，光通量更高；6，操作更简单。 傅立叶变换红外光谱仪分析应用。 1.基于同质异性、同系物、几何和光学异构体的光谱差异进行化学鉴定； 2.根据吸收的波长鉴定被测化学品中的官能团； 3.通过研究潜在污染物的峰值进行纯度估算； 4.通过比较特定官能团的峰跟踪化学反应过程； 5.通过监测特定峰对化学物质进行定量分析。 百泰派克生物科技BTP基于CNAS/ISO9001双重质量认证体系建立七大检测平台，采用Thermo公司Nicolet系列仪器建立FT-IR分析平台，测定样品中蛋白和多肽的红外光谱，并进行后续的基线校正、Gaussian去卷积、二阶导数拟合，最终根据峰面积确定样品中蛋白和多肽的二级结构信息。联系我们，免费项目咨询。 百泰派克生物科技生物制品表征服务内容。 FT-IR分析一站式服务。 您只需下单-寄送样品。 百泰派克生物科技一站式服务完成：样品处理-上机分析-数据分析-项目报告。
红外光谱解析方法 红外光谱解析是一种常用的分析方法，通过测量样品在红外辐射下吸收或散射的光谱信息，来获取样品的结构和化学成分。以下是几种常见的红外光谱解析方法： 1.峰位分析 峰位分析是最常用的红外光谱解析方法之一。它通过观察和分析红外光谱图中各个峰的位置，来推断样品中存在的基团或化学键。不同功能基团或化学键的振动频率和强度在红外光谱上表现出不同的峰位和峰型，可以根据这些特征进行定性和定量分析。 2.强度比较 强度比较是一种简单而有效的红外光谱解析方法。它通过比较不同峰的吸收峰值强度，来判断样品中不同基团或化学键的相对含量。通常情况下，吸收峰的强度与样品中相应基团或化学键的浓度成正比关系，因此可以通过计算峰的积分面积或峰高来确定各个组分的相对含量。 3.区域积分 区域积分是一种基于峰下面积的红外光谱解析方法。它通过选择特定的波数范围，在该范围内计算吸收峰的积分面积，来确定样品中某个组分的含量。这种方法常用于定量分析和比较不同样品之间的差异。 4.傅里叶变换 傅里叶变换是一种在红外光谱解析中广泛应用的数学方法。它可以将时域信号转换为频域信号，通过分析不同频率的成分来获取样品的结构和化学成分。傅里叶
变换可用于去除背景干扰、峰形修正、谱图平滑等处理，从而提高红外光谱的质量和解析度。 5.拉曼光谱 拉曼光谱是一种与红外光谱密切相关的分析技术。它通过测量样品散射的光谱信息，来研究样品的振动和转动模式。与红外光谱相比，拉曼光谱能够提供更多关于分子结构和化学键的信息，尤其对于非极性物质的分析具有重要意义。 综上所述，红外光谱解析方法包括峰位分析、强度比较、区域积分、傅里叶变换和拉曼光谱等。这些方法可以单独使用或结合起来，用于对样品进行定性和定量分析，推断其化学成分和结构特征，从而在化学、材料科学、生物医学等领域中发挥重要作用。
红外光谱分析 一．基本原理 红外吸收光谱(Infrared Absorption Spectrum，IR)是利用物质的分子吸收了红外辐射后，并由其振动或转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，得到分子振动能级和转动能级变化产生的振动-转动光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。利用红外光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称为红外吸收光谱法。 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。若用单色的可见光照射(今采用激光，能量介于紫外光和红外光之间)，入射光被样品散射，在入射光垂直面方向测到的散射光，构成拉曼光谱。通常将红外光谱区按波长分为3个区域，即近红外区、中红外区、远红外区，如下表所示： 1. 分子振动类型 有机分子中诸原子通过各类化学键联结为一个整体，当它受到光的辐射时，发生转动和振动能级的跃迁。简单的双原子化合物如A-B 的振动方式是A 和B 两个原子沿着键的方向作节奏性伸和缩的运动，可以形象地比作连着A、B 两个球的弹簧的谐振运动。为此A-B 键伸缩振动的基频可用胡克定律推导的公式计算其近似值
式中，f 是键的振动基频，单位为cm-1；c 是光速；k 是化学键力常数，相当于胡克弹簧常数，是各种化学键的属性，代表键伸缩和张合的难易程度，与原子质量无关；m 是原子的折合质量，即 m=m1·m2/(m1+m2)。上式表明键的振动基频与力常数成正比，力常数越大，振动的频率越高。振动的基频与原子质量成反比，原子质量越轻，连接的键振动频率越高。上述是双原子化合物。多原子组成的非线型分子的振动方式就更多。含有n 个原子就得用3n 个坐标描述分子的自由度，其中3 个为转动、3 个为平动、剩下3n-6 个为振动自由度。每一种振动按理在红外光谱中都应该有其吸收峰，但是事实上只有在分子振动时有偶极矩的改变才会产生明显的吸收峰。如顺式二氯乙烯在1580 cm-1处有双键振动的强吸收峰。高度对称的化学键，如反式二氯乙烯分子中的双键，由于分子振动前后的偶极矩没有改变，此种双键在红外光谱中无吸收峰(1665 cm-1处的弱吸收峰是845cm-1和825 cm-1的合频)。由于对称双键极化度发生改变，因此在拉曼光谱中1580 cm-1 处有强吸收峰。 如3-甲基-l,2-丙二烯的红外光谱在2000～1925 cm-1处有丙二 烯基团(C= C= C)的特征峰。同样含有该基团的4-甲基-1,2-丙二烯，由于分子对称，在振动中无偶极矩变化而无此吸收峰。 3-甲基-1，2-丙二烯4-甲基-1，2-丙二烯非线型分子中各基团有两种振动：伸缩振动用符号“ν”表示；弯曲振动用符号“δ”表示。前者是沿原子间化学键的轴作节奏性伸和缩的振动。当两个化学键在同一平面内均等地同时向外或向内伸缩振动为对称伸缩振动(νs)(见下图a)。若是一个向外伸展，另一个向内收缩为不对称伸缩振动(νas )(见下图b)。在正常振动中引起键角改变的振动称弯曲振动。向内弯曲的振动为剪动(δ)(见
红外光谱分析 简介 红外光谱分析（Infrared Spectroscopy）是一种常用的分析技术，用于研究物质的结构和组成。通过测量物质对红外辐射的吸收和散射情况，可以获取有关分子振动和结构的信息。红外光谱分析广泛应用于有机化合物的鉴定和定量分析、材料分析、环境和食品安全监测等领域。 原理 红外光谱分析基于物质分子的振动和转动产生的谱线。大部分物质的振动频率位于红外光谱范围内，因此该技术可以用来研究物质的结构和组成。红外光谱分析的原理可概括为以下几个方面： 1.吸收谱线：物质分子在特定波长的红外辐射下，会 吸收特定频率的红外光，产生吸收谱线。不同官能团或结构单位的振动频率不同，因此吸收谱线可以用来识别物质的组成和结构。
2.波数：红外光谱中使用波数来表示振动频率。波数 与波长的倒数成正比，常用的单位是cm-1。波数越大，振动频率越高。 3.力常数：物质分子中的振动频率受到分子内力的限制，可以通过量化力常数来描述。力常数与振动能量相关，可以通过红外光谱数据计算得到。 4.傅里叶变换红外光谱（FTIR）：FTIR是一种常用的红外光谱仪器，利用傅里叶变换原理将红外辐射的吸收信 号转换为频率谱线。FTIR具有快速、高分辨率和高灵敏度的特点，适用于各种物质的分析。 实验步骤 进行红外光谱分析通常需要以下步骤： 1.样品制备：将待分析的样品制备成适当形式，如固 体样品可以通过压片或混合胶制备成薄片，液体样品可以 直接放置在红外吸收盒中。在制备过程中需要注意去除杂 质和保持样品的均匀性。
2.仪器校准：使用已知物质进行仪器校准，确保红外 光谱仪的准确性和灵敏度。校准样品通常是有明确红外光 谱特征的化合物，如苯环等。 3.获取红外光谱：将样品放置在红外光谱仪中，启动 仪器进行红外辐射的扫描。扫描过程中，红外光谱仪会记 录样品对吸收红外辐射的响应。得到光谱数据后，可以进 行后续的数据处理和分析。 4.数据处理和分析：利用软件工具对得到的光谱数据 进行处理和分析。可以进行谱图解析、峰归属、谱峰定量 分析等，以获取更详细的信息。 应用领域 红外光谱分析在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于： 1.有机化合物鉴定：红外光谱分析可以用来确定有机 化合物的官能团组成和分子结构。根据红外光谱上的吸收 谱线特征，可以推测化合物中有哪些化学键和官能团。 2.药物研究：红外光谱分析可用于药物的质量控制和 分析。可以通过光谱特征来确定药物的纯度、药效成分的 含量等。
红外图谱分析是光谱分析技术中的一种，它利用红外光作为光源，检测样品的吸收、反射、散射等特性，从而得到样品的分子结构和化学组成。下面是红外图谱分析方法的详细步骤： 一、准备工作 在进行红外图谱分析之前，需要准备好相应的仪器和样品。红外光谱仪通常由光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器等部分组成。在采集样品红外光谱时，需要使用专门的样品制备技术，如样品压制、样品溶液制备等。 二、样品制备 样品制备是红外图谱分析中非常重要的一步，因为只有样品中的分子在红外光的作用下产生吸收、反射、散射等特性，才能得到样品的分子结构和化学组成。样品制备需要根据样品的性质和所用光谱仪的类型来选择不同的制备方法，如固体样品需要进行研磨和压片，液体样品需要进行溶液制备等。 三、谱图解析 在采集到样品的红外光谱后，需要通过谱图解析来得到样品的分子结构和化学组成。谱图解析需要掌握一定的方法技巧，例如： 1. 确定光谱类型：根据光谱中出现的特征峰，确定光谱的类型。例如，如果是伸缩振动，则可以判断出样品的分子结构中存在这种键。 2. 确定基团：根据特征峰的位置和形状，确定样品中存在的基团。例如，如果出现了苯环的振动吸收峰，则可以判断出样品中含有苯环结构。 3. 确定分子结构：通过确定基团和键的类型，可以得到样品的分子结构。例如，如果一个化合物的红外光谱中出现了C-H键的振动吸收峰，则可以判断出这个化合物的分子结构中存在C-H键。 四、定量分析 除了定性分析外，红外光谱还可以用于定量分析。通过测量特征峰的强度和宽度等参数，可以计算出样品中某种物质的含量。例如，可以利用红外光谱技术测定高聚物中某种单体的含量。 五、应用领域 红外光谱在多个领域都有广泛的应用，例如：
红外光谱图分析 简介 红外光谱图分析是一种常见的分析方法，广泛应用于化学、生物、材料等领域。通过测量样品在红外光谱范围内的光吸收，可以获得关于样品中分子结构和化学键的信息。本文将简要介绍红外光谱图的基本原理、数据处理和常见应用。 基本原理 红外光谱图是由红外光谱仪测量得到的，其原理基于分子 吸收特性。在红外光谱范围内，分子会吸收特定波长的红外光，这些波长对应于分子振动和转动。通常，红外光谱图的横坐标为波数（cm^-1），纵坐标为吸光度或透射率。 数据处理 对于红外光谱图的数据处理，通常需要进行以下几个步骤： 1.基线校正：红外光谱中可能存在噪声或基线漂移， 需要通过基线校正来消除这些干扰。一种常见的方法是使 用多项式函数拟合基线。
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 生成示例数据 x = np.linspace(4000, 400, 1000) y = np.random.normal(0, 0.1, size=1000) + np.exp (-0.01 * x) # 多项式拟合 coefficients = np.polyfit(x, y, 3) baseline = np.polyval(coefficients, x) # 绘制结果 plt.plot(x, y, label='Original Spectrum') plt.plot(x, baseline, label='Baseline') plt.legend() plt.xlabel('Wavenumber (cm$^{-1}$)') plt.ylabel('Absorbance') plt.title('Baseline Correction') plt.show() 2.峰提取：在光谱图中，各个峰代表了样品中不同的 化学键和功能团。通过峰提取可以定量分析样品中的各个成分。 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.signal import find_peaks # 生成示例数据 x = np.linspace(4000, 400, 1000)
红外光谱分析全解 1.原理： 2.仪器设备： 红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要仪器设备。它包含光源、样品室、光路、检测器等主要部件。常见的红外光谱仪有紫外-可见光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等。 3.分析方法： 红外光谱分析有多种方法，常见的有透射法、反射法和散射法。透射法是将样品放置于红外光路中，测量经过样品后的光强，通过光的吸收程度来推断样品的组成和结构。反射法是将样品放置在反射表面上，通过测量反射光的强度来分析样品。散射法是通过散射光的特征来确定物质的类型和性质。 4.特点与优势： -非破坏性：红外光谱分析不会对样品造成任何破坏，样品可以保持原样，并且可以进行多次测量。 -快速准确：红外光谱分析可以在短时间内获得准确的结果，对于合成化合物或未知化合物的鉴定非常有用。 -无需标准样品：红外光谱分析可以在没有标准样品的情况下进行定性和定量分析，比如混合物的组分分析和其中一成分的含量测定。 -多样性：红外光谱分析可以应用于各种物质的鉴定和分析，包括有机物、无机物、生物大分子等。
5.应用领域： -药物研发：红外光谱可以用于新药的结构鉴定和药物质量控制。 -食品质检：红外光谱可以用于食品成分和质量的分析，包括检测食品中的添加剂、污染物等。 -环境监测：红外光谱可以用于大气污染物的检测和分析，包括颗粒物、有毒气体等。 -工业化学：红外光谱可以用于工业化学过程中的原料监测、反应过程监测和产物分析。 -生物医学：红外光谱可以用于生物体内分子的结构和组成分析，对于疾病的早期诊断具有重要意义。 综上所述，红外光谱分析作为一种非破坏性的、快速准确的化学分析方法，在许多领域都有广泛的应用。它通过测量物质对红外辐射能量的吸收和散射来鉴定物质的类型、结构和性质，为化学研究和应用开辟了新的途径。
红外光谱分析 一、引言 红外光谱分析是一种广泛应用于化学、物理、生物等领域的分析技术。通过对物质吸收、发射、散射红外光谱的研究，可以确定物质的分子结构、功能基团和化学键等信息。本文将介绍红外光谱分析的原理、仪器设备和应用领域，并探讨其在不同领域的应用前景。 二、原理及仪器设备 A. 红外光谱的原理 红外光谱是指物质在红外辐射下的吸收、发射、散射谱。红外光谱谱图中的吸收峰对应着物质的特定振动模式，通过与已知物质的吸收峰进行比对，可以确定待测物质的组成和结构。 B. 红外光谱仪的工作原理 红外光谱仪主要由红外光源、样品室、光谱分析器和红外光谱仪操作系统组成。红外光源发出红外辐射，经过样品室中的待测物质，被吸收部分将影响到传入光谱分析器的光线，分析器将光信号转换成电信号，并在计算机操作系统中显示光谱图。 C. 常用红外光谱仪的类型 1. 红外线分光光度计 2. 红外线显微镜
3. 傅里叶红外光谱仪 4. 近红外光谱仪 三、应用领域 A. 化学领域 1. 有机化合物分析：红外光谱可以确定有机化合物的官能团和分子结构，用于鉴定化合物纯度、反应程度等。 2. 药物研发：通过红外光谱分析药物的活性成分、药效成分，提高药物研发的效率与质量。 B. 环境领域 1. 空气污染监测：红外光谱可用于检测大气中的有害气体，如二氧化碳、一氧化碳等，对环境保护和监测具有重要意义。 2. 水质分析：利用红外光谱可以检测水中溶解的有机物和无机物，分析水质的污染程度。 C. 生物医学领域 1. 蛋白质结构研究：红外光谱可以研究蛋白质的次级结构，帮助研究蛋白质的折叠、稳定性等关键问题。 2. 癌症诊断：通过对血液、尿液等样本的红外光谱分析，可以实现对肿瘤的早期检测与诊断。 四、红外光谱分析的前景与挑战
红外光谱分析方法 红外光谱分析是一种常见的化学分析方法，它通过测量样品在红外光谱区域的吸收和散射来获取样品的结构信息和化学组成。红外光谱分析方法的原理基于分子与红外光的相互作用，当样品中的化学键振动或分子转动产生能量变化时，会吸收相应波长的红外光。通过分析吸收峰的位置、相对强度和形状，可以确定样品中的官能团、键的类型和化学结构。 1.样品制备：将待分析的样品制备成均匀的固体、液体或气体样品。固体样品可以直接放置在红外光谱仪的样品夹中，液体样品则可以放置在透明的红外吸收池中。 2.光谱采集：根据样品状态的不同，选择合适的红外光源和检测器。红外光源产生的光经过一个干涉仪，分为参考光束和样品光束。参考光束和样品光束分别通过样品和参考样品后，进入探测器中进行测量。测量得到的数据会被转换成光谱图形。 3.光谱解析：通过分析光谱图形，确定各吸收峰的位置、相对强度和形状，以确定样品中包含的官能团和化学键的类型。常用的解析方法包括查找标准库、峰指认和功能组对比。 4.数据分析：对光谱数据进行进一步的处理和分析，可以使用数据分析软件进行峰面积计算、定量分析和比较分析。此外，还可以进行谱图拟合、降噪处理和谱图修正等。 红外光谱分析方法广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学和材料科学等领域。它可以用于测定物质的纯度、鉴别不同化合物、判断化学键的类型和确定结构等。例如，在有机化学中，红外光谱可以用于确定醇、
酮、醛、羧酸等不同官能团的存在和位置；在无机化学中，红外光谱可以用于研究配位化合物的配位方式和金属氧化态等。 总之，红外光谱分析方法是一种简便、快速、无损的化学分析方法，通过测量样品在红外光谱区域的吸收和散射来获取化学信息和结构信息。它在化学研究、材料分析和质量控制等方面具有重要的应用价值。
红外光谱分析原理 1. 引言 红外光谱分析是一项用于检测和分析物质组成和结构的无损分析方法。通过测量物质在红外光谱区域的吸收与辐射能量之间的关系，可以获取关于样品组成和化学结构的信息。本文将介绍红外光谱分析的原理和常见应用。 2. 原理 红外光谱分析基于物质分子的振动和转动能级的变化。红外光谱区域位于可见光谱和微波光谱之间，对应频率范围为1.3×10^13 Hz至4.3×10^13 Hz。在红外光谱区域，分子在特定频率的红外辐射下会发生振动，不同的分子具有不同的振动频率和振动模式。 一般来说，红外光谱分析可分为三个主要区域：近红外区（2.5μm-25μm）、中红外区（2.5μm-50μm）和远红外区（50μm-1000μm）。其中，中红外区是最常用的。 在红外光谱分析中，常用的仪器是红外光谱仪。该仪器工作原理基于被测物质对红外光的吸收。红外光谱仪将红外光通过样品，
测量通过样品的光强与未经样品的光强之间的差异。这个差异信息被转换为光谱图，显示样品在红外光谱区域的吸收特征。 3. 应用 红外光谱分析在许多领域和行业中广泛应用。 3.1 有机化学 红外光谱分析在有机化学中被用于推断有机分子的结构和功能基团。通过测量样品在红外光谱区域的吸收峰，可以确定有机化合物中的氢键、羧基、酮基等功能基团。 3.2 食品工业 在食品工业中，红外光谱分析可用于检测食品中的脂肪、蛋白质、糖类等成分。通过与已知成分的红外光谱进行比对，可以快速准确地确定食品中各种成分的含量。 3.3 环境监测 红外光谱分析在环境监测中可用于检测大气中的污染物和水体中的有机物。通过分析红外光谱图，可以确定样品中的有机化合物种类和含量，从而评估环境的污染程度。
红外光谱分析 红外光谱分析是一种用于物质表征和分析的重要技术方法。它利 用红外光波与物质相互作用的特性，通过测量物质对不同波长红外光 的吸收、散射或透射行为，来了解物质的结构、组成和特性。红外光 谱分析在化学、生物、医药、农业、环保等领域得到广泛应用。 红外光谱分析是一种非破坏性的分析技术，可以对样品进行快速、准确的分析，而无需对样品进行特殊处理。这使得红外光谱分析在实 际应用中非常方便，特别适用于对大多数无机和有机化合物的分析。 在红外光谱分析中，主要利用了物质与红外光的相互作用。红外 光的频率范围通常被分为近红外区、中红外区和远红外区。这些不同 区域的红外光与样品分子之间的相互作用方式也不相同，因而可以提 供不同的信息。近红外区主要用于有机物的结构表征和定性分析，中 红外区则用于有机物和无机物的定性和定量分析，而远红外区则常用 于无机物的分析。 红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要工具。红外光谱仪的核心 部分是一个光学系统，用于将红外光进行分光和检测。光谱仪通过扫 描不同波长的红外光，得到样品在不同波长下的吸收、散射或透射光 强度的变化。这些光谱数据可以表示为一个光谱图，通常是以波数 （cm-1）作为横坐标，吸光度或透射率作为纵坐标。 红外光谱图是红外光谱分析的结果，它可以提供有关样品组成和 结构的信息。根据不同波数下的吸收峰位置和强度，可以推断样品中 的官能团、键合情况、分子构型等信息。通过与已知物质的红外光谱 进行比对，还可以对未知物质进行鉴定和定性分析。 红外光谱分析在化学研究和工业实践中具有广泛的应用。它可以 用于药物开发中的药物结构表征和质量控制，可用于环境监测中的水 质和空气质量分析，也可以用于食品和农产品的质量安全检测。此外，红外光谱分析还可以用于病理学、生物学和生物医药等领域的研究。 红外光谱分析作为一种重要的分析方法，不仅可以为科学研究提
1 概述 历史 1800年，英国物理学家W.Herschel在研究太阳光谱时发现了红外光 1892年，科学家发现凡含甲基的物质在3.4微米处均有一吸收带 1905年，科学家Coblentz系统研究了上百种化合物的红外吸收光谱，并总结了物质分子基团与其红外吸收带间的关系 1930年，光的二象性和量子力学理论的提出，使红外吸收光谱法的研究更深入发展。 红外光谱机理 红外吸收光谱又称为分子振动转动光谱，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，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的曲线，就可以得到红外吸收光谱。 红外光谱用途 定性鉴别、结构分析及定量分析。以前2者为主。 （1）分子结构的基础研究：应用红外光谱可以测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型、晶体结构，根据所得的力学常数可以知道化学键的强弱；由频率来计算热力学函数，等等。 （2）红外光谱用于化合物的定性分析具有鲜明的特征，根据化合物的红外光谱的特征基团频率、形状和强度来鉴定物质含有哪些基团，从而确定有关化合物的类别、组分含量测定。 利用红外光谱进行定性、定量、结构分析的方法称为红外光谱法或红外分光光度法（Infrared spectrophotometry, IR） 红外光谱优点 对研究的对象无限制，气、液、固都可以；特征性强，被称为“分子指纹”；操作简便、分析快速、样品用量少、破坏小；具有大量标准谱图可以对照。
局限性 （1）有些物质不产生红外光谱，如原子、单原子离子，同质双原子分子，有些物质不能用红外光谱法鉴别：如光学异构、不同分子量的同种高聚物； （2）有些复杂吸收带无法解释，特别是指纹区。有时必须与拉曼光谱、核磁、质谱等方法结合才能得出最后鉴定； （3）用于定量分析的准确度和灵敏度低于可见、紫外光谱法。 1.1 红外光区的划分 波长大于0.75 μm，小于500 μm（或1000 μm）的电磁波称为红外线（Infrared 中红外光区是研究最多的区域，本章主要讨论中红外光区吸收光谱。 红外吸收光谱一般用T-σ曲线表示。纵坐标为百分透过比（单位为%），因而吸收峰向下，向上则为谷。横坐标是波数σ（单位为cm-1） 波长λ与波数σ的关系为σ/ cm-1=104(λ/μm)-1。因此，中红外光区的波数范围是4000 cm-1-400 cm-1。用波数描述吸收谱带较为简单，且便于与拉曼光谱进行比较。 1.2 红外吸收光谱与紫外吸收光谱的区别 （1）机理不同 紫外吸收光谱由电子能级跃迁跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外吸收曲线所淹没。除某些化合物（如苯等）蒸气的紫外吸收光谱会显现振动能级跃迁外，一般不显现。因此，紫外吸收光谱属电子光谱，光谱简单。 中红外吸收光谱由振-转能级跃迁引起红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因此，中红外光谱是振动-转动光谱，光谱复杂。 （2）适用范围不同