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红外吸收光谱法IR2

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ir(红外光谱)的原理

ir(红外光谱)的原理

ir(红外光谱)的原理
红外光谱法（IR）的原理是：分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。

在红外线照射下，当辐射能量与分子振动、转动频率相一致时，被测物质分子会产生其特定的红外光谱，据此可鉴定出化合物中各种原子团。

IR具有测定快速、特征性强、试样用量少、操作简便等优点。

但是，红外光谱一般只提供物质分子中官能团的相关信息，而对于一些复杂化合物，特别是新化合物，单靠IR 检测技术并不能解决问题，需要与其他分析手段互相配合，才能确定分子结构。

如需了解更多关于IR的原理，建议查阅相关文献或咨询专业化学家。

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法
AX 2型分子
ωCH2 ~ 1300cm
−1
2）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的 ）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X 振动
AX 2型分子
τCH2 ~ 1250cm
−1
续前
3．变形振动： 1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时 对称的变形振动δ ：三个AX键与轴线的夹角同时 变大
AX3型分子
δ
s CH3
~ 1375cm
−1
2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不 不对称的变形振动δ ：三个AX键与轴线的夹角不 同时变大或减小
AX3型分子
as δCH3 ~ 1450cm−1
图示
as νCH3 ~ 2960cm−1
ν ν
as −1 CH2 ~ 2925cm s −1 CH3 ~ 2870cm
λmax ,σ max 或ν max
1．基本振动频率
1 ν= 2π K m折
K ⇒σ =1302 m折
m1 ⋅ m2 其中 m折 = m1 + m2
注：σ 与K 和m折有关
讨论： 讨论：
1） 相近， K m折 ↑⇒σ ↓，ν ↓ （光谱区右端） 例：ν C−H >ν C−C >ν C−O 2） 同类原子： 折一定， ↑⇒σ ↑，ν ↑，（光谱区左端） m K
3） 同一基团的振动形式不 ⇒峰位不同 同
as s νCH >νCH
续前
2．基频峰分布图
（二）影响吸收峰位的因素
1．内部因素： （1）诱导效应（吸电效应）： 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 ↑⇒ν ↑
续前
（2）共轭效应： 使振动频率移向低波数区

IR2

IR2

注意： • 只要分子振动时会发生偶极矩的变化就 表明分子具有红外活性，就能吸收红外 辐射，而与分子是否具有永久偶极矩无 关 • 只有那些同核双原子分子（如N2、H2、 O2等）才显示非红外活性
其二，只有当照射分子的红外辐射光子的能量与 分子振动能级跃迁所需的能量相等，才能实现 振动与辐射的耦合，从而使分子吸收红外辐射 能量产生振动能级的跃迁。即 △Ev＝Ev2－Ev1＝hυ 式中，Ｅv2、Ｅv1分别为高振动能级和低振动能 级的能量，△Ｅv为其能量差，υ为红外辐射的 频率，h为普朗克（Planck）常数
吸收
定性分 析
纯无机或金属有机化合物
★ 物质吸收红外光的必要条件
其一，分子的振动必须能与红外辐射产生耦合作 用，即分子振动时必须伴随瞬时偶极矩的变化 • 因为只有分子振动时偶极矩作周期性变化，才 能产生交变的偶极场，并与其频率相匹配的红 外辐射交变电磁场发生耦合作用，分子吸收红 外辐射的能量，从低的振动能级跃迁至高的振 动能级，此时振动频率不变，而振幅变大。这 样的分子称为具有红外活性，因此说具有红外 活性的分子才能吸收红外辐射
红外光谱开拓及发展的阶段
• 到了20世纪30年代，光的二象性、量子力学及科学技 术的发展，为红外光谱的理论及技术的发展提供了重 要的基础。不少学者对大多数化合物的红外光谱进行 理论上研究和归纳、总结，用振动理论进行一系列键 长、键力、能级的计算，使红外光谱理论日臻完善和 成熟 • 仪器仅是单光束的，手动和非商业化的 • 红外光谱作为光谱学的一个重要分支已为光谱学家和 物理、化学家所公认
k
• 非极性的同核双原子分子在振动过程中， 偶极矩不发生变化，△v=0，△E振=0， 故无振动吸收，为非红外活性
• 根据（10-5）式或（10-6）式和红外光谱的测 量数据，可以测量各种类型的化学键力常数k。 一般来说，单键键力常数的平均值约为5N· -1， cm 而双键和三键的键力常数分别大约是此值的二 倍和三倍。相反，利用这些实验得到的键力常 数的平均值和方程（10-5）和（10-6），可以 估算各种键型的基频吸收峰的波数。例如：H— Cl的k为5.1N· -1。根据（10-6）式计算其基 cm 频吸收峰频率应为2 993cm-1，而红外光谱实测 值为2 885.9cm-1

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法

图4.3 聚苯乙烯红外光谱图
四、紫外吸收光谱与红外吸收光谱的区别
1. 光谱产生的机制不同 紫外：电子光谱； 红外：振－转光谱
2. 研究对象和使用范围不同 紫外：研究不饱和化合物，具有共轭体系； 红外：凡是在振动中伴随有偶极矩变化的化合
物都是红外光谱研究的对象。可研究几乎所有的有 机物。
04:04:06
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二、红外光区的划分
表4.1 红外光谱区划分
区
域
/m
/cm-1
能级跃迁类型
近红外(泛频区)
0.78～2.5
12820～4000
O-H、N-H和C-H键的 倍频吸收区
中红外(基本振动区) 2.5～50 4000～00～10
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红外光谱的表示方法
红外光谱图：纵坐标为透光率（或吸光度），横坐标为波长 λ（ m ）和波数1/λ ，单位：cm-1。 / cm1 104
/ m
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图4.1 苯酚的IR吸收光谱
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图4.2乌桕油的IR光谱
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分子的转动，骨架振 动
最常用的
2.5～15 4000～650
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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
机物均有红外吸收； 3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰
数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）定量分析； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）分析速度快。
五、红外光谱法的特点和应用
特点：与紫外-可见吸收光谱比较 (1) 除了单原子分子和同核双原子分子等少数 分子外，几乎所有化合物均可用红外吸收光谱法 进行研究。适用范围广。 （2）红外光谱可对物质的组成和结构特征提供 十分丰富的信息。其最重要和最广泛的用途是对 有机化合物进行结构分析。

IR2

IR2

1-己烯红外光谱图 己烯红外光谱图
(Z)-4,4二 甲 基 -2戊 烯
(E)-4,4,-二甲基 戊烯 二甲基-2-戊烯 二甲基
丙二烯类
两个双键共用中间碳原子，耦合强烈， 两个双键共用中间碳原子，耦合强烈， 1600厘米-1无吸收，在2000-1915 cm-1和 厘米 无吸收， 1100-1000 cm-1附近有不对称和对称伸 缩振动，两峰相距900 cm-1，前者为中 缩振动，两峰相距 强峰，后者为弱峰。 强峰，后者为弱峰。
4. 1500~1300 cm-1 主要提供了C─H的弯曲振动的信息。甲 的弯曲振动的信息。 主要提供了 的弯曲振动的信息 基在~1380、1460 cm-1同时有吸收，发生分 同时有吸收， 基在 、 叉时表示有偕二（ 甲基的存在。 叉时表示有偕二（三）甲基的存在。 ─NO2的对称伸缩振动在此区域。 的对称伸缩振动在此区域。
叔酰胺
νC=O （酰胺 I 带） ： ~1650 cm-1
丁酰胺的IR图 丁酰胺的 图
羧酸
羧酸的特征吸收有两个吸收带 νO-H ： 3300~2500 cm-1之间，由于形 成氢键所造成 νC=O ： 单体在~1760 cm-1 ，二聚体在 单体在~1760 1725~1700 cm-1之间
正己酸
δC—O
δH—O
面内弯曲，强，宽 面内弯曲， 面外弯曲， 面外弯曲，宽
正丁醇红外光谱
1-辛醇和2-辛醇红外光谱 辛醇和2
1-辛醇
2-辛醇
醚
红外光谱
含羰基化合物
酮 醛 酯 酰胺 羧酸 羧酸盐 酸酐 酰卤
羰基化合物的C=O伸缩振动 羰基化合物的C=O伸缩振动
C=O伸缩振动一般在 C=O伸缩振动一般在1750~1670 cm-1 伸缩振动一般在1750~1670 亚范围扩大到2000~1500 亚范围扩大到2000~1500 cm-1 吸收带很强， 吸收带很强，容易辨认 IR中最易辨认的官能团 是IR中最易辨认的官能团

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法
只要奶粉中所含的营养成分不同，各成分含量的比例不 同，就会导致红外谱图的差异。
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

IR-2

IR-2
CH3
CH3 CH2 CH CH2 CH3
由于化合物分子量较小，精细结构较为明显，当化 合物的分子量较高时，由于吸收带的相互重叠，其红 外吸收带较宽。
谱峰归属
3000-2800cm-1：饱和C—H的反对称和对称伸 缩 振 动 （ 甲 基 ： 2960 和 2872cm-1 ， 亚 甲 基 ： 2926和2853cm-1）。
4. CH3和CH2
CH3：sCH31380 cm－1附近． CH2：CH2 148O～1440 cm-1区，强度中等． -（CH2）n-：n至少为4， 720 cm-1区有吸收
烯烃
－CH=CH2 面外振动 990，910 cm-1 两个很强谱带
C=C
伸缩振动 1680～1620 cm-1
炔烃：
• 例：判断二甲苯的三种异构体，根据二甲苯在 900~650cm-1范围内吸收峰的数目和位置即可确 定
定量分析（弱项）
• 通过对特征吸收谱带强度的测量来求组分含量； 理论依据是：朗伯-比尔定律
• 红外光谱的谱带较多，选择余地大，能方便地对 单组分或多组分进行定量分析；能测定气体、液 体和固体样品。
• 通常应选择被测物质的特征吸收带；吸收带与被 测物质的浓度有线性关系；有较大的吸收系数
• 红外光谱定量分析灵敏度较低，不适于微量组分 的组分
• 可用标准曲线法、内标法、求解联立方程等方法 进行定量分析
8. 红外光谱解析 概念题
二硫化碳的振动模式及红外活性，乙烯C=C对称伸缩 振动的红外活性
某化合物的化学式为C9H10O，试推断其结构式
2.推测C4H8O2的结构
解：1）=1-8/2+4=1
2）峰归属 3）可能的结构
O H C O CH2CH2CH3

红外吸收光谱法(IR)

红外吸收光谱法(IR)

• 3、红外吸收光谱与分子结构的关系 一、基团的特征峰与相关峰 1、特征峰与相关峰 特征峰——具有能代表某基团存在并有较高强 度的特征频率的吸收峰。可用以鉴定官能团。 相关峰——某基团的一组特征峰构成该基团的 相关峰。 2、红外光谱的分区 常见有机物基团在4000~670cm-1有特征基团频 率。红外光谱划分为6个区域：
有些因素使红外吸收峰增多 （1）倍频和组合频的出现 （2）振动耦合 （3）费米（Fermi）共振 振动耦合——当两个基团位置相邻，且振动频率相近，有一个 公用原子连接，相应的特征峰发生分裂形成两个峰。 费米共振——泛频峰与基频峰的耦合 影响吸收峰强弱的因素：分子在振动能级之间的跃迁概率和振 动过程中的偶极矩的变化。 A、分子由基态振动能级（0=0）向第一激发态（1=0）跃迁的 概率较大，因此基频峰较强，倍频峰较弱或很弱。 B、极性基团（O－H、C=O、N－H 等）振动时，偶极矩变化 较大，有较强的吸收峰； 非极性基团（C－C、C=C等）的吸收峰较弱；分子越对称， 吸收峰越弱。
偶极矩（） =分子所带电量（q）正负电荷中心距离（d） 非极性双原子分子（N2、O2、H2）： 分子完全对称（d=0），无红外吸收。 极性分子（ 0）： 由于分子中的振动使d的瞬时值不断变化，从而不 断变化，有一个固定的变化频率。当照射的红外光 的频率与分子的偶极矩的变化频率相匹配时，分子 的振动（红外活性振动）与红外光发生振动偶合而 增加振动能，振幅加大，即分子由振动基态跃迁到 激发态。——吸收红外光
• (2).傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）简介 原理：检测器得到一个干涉强度对光程差和红外光频率的函 数图，经过电子计算机进行复杂的傅立叶变换，得到普通的 吸光度或透光率随波数变化的红外光谱图。
（2）傅里叶变换红外光谱仪 （FTIR）

紫外吸收光谱法与红外吸收光谱法

紫外吸收光谱法与红外吸收光谱法
常用的检测器：光电池、光电管、光电倍增管（灵敏度高，应用最多）
高真空热电偶
热释电检测器
碲镉汞检测器
记录系统
显示和记录系统
计算机控制,谱图记录处理显示等
三、分析目的
紫外光谱(UV)
红外光谱法（IR）
让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其对不同波 长光的吸收程度，以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐标作图，得到该物质的 吸收光谱或吸收曲线，即为紫外光谱。
紫外光谱法与红外光谱法
一、原理不同
紫外光谱(UV)
红外光谱法（IR）
分子中价电子经紫外光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米),其中100-200nm为远紫外区，200-400nm为近紫外区,一般的紫外光谱是指近紫外区。
分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。
红外光区的波长范围是0.76—500μm，近红外0.76—2.5μm，中红2.5—25μm，远红外波长25—500μm。
2、仪器对比
紫外吸收光谱仪
红外吸收光谱仪
仪器名称
单光束分光光度计
双光束分光光度计
色散型红外吸收光谱仪
傅立叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）（没有色散元件）
光源
紫外部分—氘灯、氢灯
能斯特灯、硅碳棒
单色器
早期—棱镜
现代—光栅
多采用光栅
样品室
石英比色皿—适用于紫外强度变化成电信号

红外吸收光谱法及其基本原理

红外吸收光谱法及其基本原理

红外吸收光谱法及其基本原理红外吸收光谱法(infrared absorption spectroscopy;IR)是以连续波长的红外光为光源照射样品，引起分子振动能级之间跃迁，从而研究红外光与物质之间相互作用的方法。

所产生的分子振动光谱，称红外吸收光谱。

在引起分子振动能级跃迁的同时不可避免的要引起分子转动能级之间的跃迁，故红外吸收光谱又称振-转光谱。

IR 在化学领域中主要用于分子结构的基础研究以及化学组成的分析，但其中应用最广泛的还是化合物的结构鉴定。

根据红外光谱的峰位、峰强及峰形，判断化合物中可能存在的官能团，从而推断出未知物的结构，因此IR 是有机药物的结构测定和鉴定最重要的方法之一。

波长在0.76 μm ～1 000 μm 的电磁辐射称为红外光(infrared ray)，该区域称为红外光谱区或红外区。

红外光又可划分为近红外区（0.76 μm ～2.5 μm 或1 3158 cm -1～4 000 cm -1）、中红外区（2.5 μm ～ 50 μm 或4 000 cm -1～200 cm -1）、远红外区（50 μm ～1000 μm 或200 cm -1～10 cm -1）。

其中中红外区是研究分子振动能级跃迁的主要区域。

图2-1为乙酰水杨酸（阿司匹林）的红外光谱图。

图2-1 乙酰水杨酸（阿司匹林）的红外光谱图红外吸收光谱中吸收峰的位置即横坐标可用波长(λ)或波数(ν~)来表示。

横坐标不同，光谱的形状不同，如不注意横坐标的表示，很可能把不同的横坐标表示的同一物质红外光谱误认为不同化合物，得出错误的结论。

红外光谱法的基本原理一、分子的振动能级与振动光谱原子与原子之间通过化学键连接组成分子。

分子是有柔性的，因而可以发生振动。

我们把不同原子组成的双原子分子的振动模拟为不同质量小球组成的谐振子振动(harmonicity)，即把双原子分子的化学键看成是质量可以忽略不计的弹簧，把两个原子看成是各自在其平衡位置附近作伸缩振动的小球（见图2-2）。

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*
IR
*红外光是一种电磁波，其波长
在0.78-1000μ m，介于可见光 和微波之间。
-1 数ν ，其单位是cm 。
*在红外光谱中，常用单位是波
*
*当一定频率（能量）的红外光照
射分子时，如果分子中某个基团 的振动频率和外界红外辐射频率 一致时，光的能量通过分子偶极 矩的变化传递给分子，这个基团 就吸收一定频率的红外光，产生 振动跃迁。
饱和-C-H（3000-2800）
三键及累积双键区2500-1900cm-1
C≡C ，C≡N， C=C=C， C=C=O等 2240-2260 （非共轭） 2220-2230 （共轭） 分子中有N、H、C峰强且 锐； 有O则弱，离基团越近则 越弱。
C≡N
RC≡CR’
RC≡CH
2169-2260
RC=CR’则无红外吸收
C=C
指纹区1300-600cm-1
单、双键伸缩振动 （不含氢）
1300-900
C-O（1300-1000） C-（N、F、P），P-O， Si-O
面内弯曲振动
900-650
用于顺反结构，取代类型 的确定
*
*目前有两类红外光谱仪： 色散型 干涉型（傅里叶变换红
外光谱仪）
*
光 源
*
吸
收 池
例题：由元素分析某化合物的分子式为 C4H6O2,测得红外光谱如下图,试推测其结构
100
3095 T%
50 977
1762 4000 3000 2000 1649 l/cm 1372 1217
877
0
1138
1000
1500
*解:
特征区:
由分子式计算不饱和度Ω =1+4-6/2=2
⑴ 3070cm﹣1有弱的不饱和C一H伸缩振动吸收，与
*溶液成膜法：将试样溶解于沸点较低的
*
*
*一、定性分析
每一化合物都具有特征的红外吸收光谱，其谱带 数目，位置、形状、和相对强度均随化合物及其聚集 态的不同而不同， 因此根据化合物的光谱，确定化合物或其官能团 是否存在。 红外光谱定性分析，大致可分为官能团定性和结 构分析两个方面。官能团定性是根据化合物的红外光 谱的特征基团频率来检定物质含有哪些基团，从而确 定有关化合物的类别。结构分析或称结构剖析，则需 要由化合物的红外光谱并结合其它实验资料(如相对 分子量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱、质谱 等)来推断有关化合物的化学结构。
丁二烯(nd=1.55)、氟化煤油
合 研磨制成糊膏，然后用液体池进行测定。减少了光散 射现象
*这些液体分散介质自身也有各自的吸收峰。
*
*3．薄膜法(10~50μm)
（常用于高分子有机化合物的测定）
*熔 融 法：对于熔点较低，而且热稳定
性好的样品，可以 采用此法。 常用于高 分子有机化合物的测定。 溶剂中，然后将溶液分 布在成膜介质 （水银、玻璃、塑料、金属板)上， 让溶 剂蒸发后形成试样膜。
*δ =CH 出现在955和880cm-1,由于烯键受到极化，
指纹区:
比正常的乙烯基δ =CH位置(990和1910cm-1) 稍低。 由上图谱分析可得，化合物的结构为②,可与标准图 谱对照。
*
*二、定量分析
（1）原理： 与其它分光光度法（紫外、 可见分光光度法）一样，红外光 谱定量分析是根据物质组分的吸 收峰强度来进行的，它的理论基 础是Lambert-beer定律。
单
色 器
检
测 器
数据 处理 仪器 控制
*结构组成框图
*
*光源 *近红外：卤钨灯，石英卤素灯 *中红外：硅碳棒，能斯特灯 *远红外：高压泵灯
*
*硅碳棒 *由SiC加压在2000⁰K烧结而成 *能斯特灯 *能斯特灯是由稀土金属氧化物烧
结的空心棒或实心棒。
*
*单色器
第一代
第二代 第三代 第四代
棱镜或平面衍射光栅
*
波谱区域 波长/μ m 波数/cm-1
能级跃迁类型
含氢原子团伸 近红外区 0.78-2.5 12800-4000 缩振动的倍频 吸收 中红外区 2.5-25 4000-200 分子振动，分 子振动
远红外区 25-1000 200-10
分子转动，晶 格振动
*
*
X-H伸缩振动区 官能团区 4000-2500cm-1 2500三键和累积双键区 1900cm-1 双键伸缩振动区 1900-1300cm-1 C-X（X：O N P F S）、 指纹区 Si-O、P-O 伸缩振动区
光源 产生
*
1650cm﹣1 的Vc=c 谱带对应表明有烯键存在，谱带 较弱，是被极化了的烯键。
⑵ 1765cm﹣1强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强 吸收谱带1230cm﹣1和1140cm﹣1的C-O-C吸收应为 酯基。 这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构: ① CH2=CH-COO-CH3 丙烯酸甲酯 ② CH3-COO-CH=CH2 醋酸乙烯酯
*
*辐射能应具有能满足物质产生振动跃迁所需要的能量。 *辐射与物质间有相互偶极作用，即产生偶极矩变化。
没有偶极矩变化的振动跃迁，无红外活性：
*如单原子分子、同核分子：He Ne N2 O2 Cl2等；
没有红外活性
*如对称性分子的非对称性振动，具有偶极矩变化的
振动跃迁；
有红外活性
*
*红外光谱法是鉴别化合物和确定分子结构的常用方法之
2100-2140
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双键伸缩振动区1900-1300cm-1
C-H面外、C=C面内变形振动， 苯衍生物的泛频 2000-1650 很弱（但很特征），用于取代类 型的代表 强峰 判断酮、醛、酸、酯、酸酐 1900-1650 其中酸酐因振动偶合而具有双峰 C=O 峰较弱（对称性较高） 在1600-1500附近有2-4个峰 1680-1620 （苯环骨架振动），用于识别是 否有苯环
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定量校准方 法可采用标 准曲线或标 准加入法
图：红外光谱吸光度的基线法测量
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*红外光谱用于鉴别化合物，操作简便，应用广泛，但要求被测样
品必须具有一定的纯度。色谱法具有高分析能力，但不具备识别 化合物能力，将两种方法联用即可取长补短。
*气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（GC-FTIR）
* 高效液相色谱-傅里叶变换红外光谱
*比较紫外可见光谱与红外光谱的异同：
紫外可见光谱
同
波长 范围 光源
红外光谱
基于物质对光的吸收方法：朗伯比尔定律
200～800nm 4000～200cm﹣1
氢灯、氚灯、钨灯 硅碳棒、能斯特灯（预热）
价电子和分子轨道上 分子的振动和转动能级的 的电子能级间跃迁 跃迁 异 检测 光电管（广泛）、硒 真空热电偶、热释电检测 器 电池 器 研究 不饱和有机物特别是 在振动中伴随有偶极矩变 对象 共轭体系有机化合物 化的化合物
一。
*红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振
动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物 的分析方法。可对物质进行定性、定量分析。特别是对 化合物结构的鉴定，应用更为广泛。
*红外光谱也称分子的振、转动光谱。 *基团的驱动频率和吸收强度与组成基团的原子质量、化
学键类型及分子的几何构型有关。因此根据红外吸收光 谱的峰位置、峰强度、峰形状和峰的数目，可以判断物 质中可能存在的某些官能团，进而推测未知物的结构。
KBr
CaF2
0.25-40
0.13-12
*远红外：聚乙烯
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*样品池类型 *固定池、可拆池、气体池等
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*检测器
•
真空热电偶
工作原理：接受面 吸收红外辐射后引 起结点的温度上升， 温差电动势同温度 的上升成正比，对 电动势的测量就相 当于对辐射强度的 测量。
•热释电检测器
当它接受红外辐射后温度升 高，TGS表面的电荷减少， 相当于释放了电荷，此时形 成一个明显的外电场变化。 通过外电场大小的检测，就 可以反映出偶极矩的温度效 应，这种效应称为：热释电 效应。 这种效应与入射光的性质与 强度有关，因此可以用来检 测红外辐射。 特点：响应速度快、噪音小； 可以用于快速干涉扫描。
饱和（3000以下）与不饱和（3000以上）
不饱和≡C-H（3300-2900）
较强（3300） 较弱（2890）
C-H
不饱和=C-H（3040-3010）
末端=C-H（3085）
比饱和C-H峰弱，但峰形 更尖锐 -CH3（2960,2870） -CH2（2930,2850）
3000左右 ArC-H（3030）
1947 年
1960~70 年 70 年代以 后
色散型— 棱镜（ NaCl 晶体）
色散型 —衍射光栅 色散型 —衍射光栅 + 计算机 非色散型 — 干涉型 + 傅立叶变换 激光红外光谱仪
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*样品池（透光材料） *近中红外：
材料 Nacl 透光范围/μ m 0.2-25 注意事项 易潮解，湿度低于 40% 易潮解，湿度低于 35% 不溶于水
*定性分析的一般过程：
*已知物的鉴定 将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献
上的谱图对照。 *未知物结构分析 如果化合物不是新物质，可将其红外谱图 与标准谱图对照； 如果化合物为新物质，则须进行光谱分析， 其步骤如下：
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*先从基团频率区的最强谱带开始，推测未知物
可能含有的基团，判断不可能含有的基团。 *再从指纹区的谱带进一步验证，找出可能含有 基团的相关峰，用一组相关峰确认一个基团的 存在; 如果是芳香族化合物，应定出苯环取代 位置。 *根据官能团及化学合理性，拼凑可能的结构， 然后查对标准谱图核实。 *在解析红外光谱时，要同时注意吸收峰的位置、 强度和峰形。 *同一基团的几种振动相关峰应同时存在。