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总结当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外红外光谱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。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
第2章 红外光谱通常红外光谱（infrared spectroscopy, IR ）是指波长2~25 μm 的吸收光谱（即中红外区），这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动，虽然分子的转动所涉及的能量变化较小，处在远红外区域，但转动运动影响振动的偶极矩变化，因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
中红外区：绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在，主要是振动能级的跃迁； 远红外区：分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数（ν̅）单位是cm -1。
波长和波数的关系是：ν̅(cm −1)=104λ(μm)4. 胡克定律：ν̅=12πc √K μ其中：μ——折合质量，μ=m 1m2m 1+m2，单位为kg ； K ——化学键力常数，与化学键的键能呈正比，单位为N·m -1； ν̅——波数；c ——真空中的光速。
（1）因为K C≡C >K C=C >K C−C ，红外频率νC≡C >νC=C >νC−C 。
（2）与碳原子城建的其他原子，随着其原子质量的增大，折合质量也增大，则红外波数减小。
（3）与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。
（4）弯曲振动比伸缩振动容易，弯曲振动的K 均较小，故弯曲振动吸收在低波数区。
5. 光谱选律：原子和分子与电磁波作用发生能级跃迁是要服从一定的规律的，这些规律由量子化学解释。
红外光谱知识点一、红外光谱的基本原理。
1. 概念。
- 红外光谱（Infrared Spectroscopy，IR）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。
2. 分子振动类型。
- 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动，又分为对称伸缩振动（νs）和不对称伸缩振动（νas）。
例如，对于亚甲基（-CH₂ -），对称伸缩振动时两个C - H键同时伸长或缩短；不对称伸缩振动时一个C - H键伸长，另一个缩短。
- 弯曲振动：又称变形振动，是使键角发生周期性变化而键长不变的振动。
它包括面内弯曲振动（如剪式振动δ、面内摇摆振动ρ）和面外弯曲振动（如面外摇摆振动ω、扭曲振动τ）等。
以水分子为例，H - O - H的键角可以发生弯曲变化。
3. 红外吸收的条件。
- 分子振动必须伴随偶极矩的变化。
具有对称中心的分子，如二氧化碳（O = C = O），其对称伸缩振动不产生偶极矩变化，所以在红外光谱中没有该振动的吸收峰；而不对称伸缩振动产生偶极矩变化，有吸收峰。
- 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等。
根据E = hν（h为普朗克常量，ν为频率），只有当红外光的频率与分子振动频率相匹配时，才会发生吸收。
二、红外光谱仪及其工作原理。
1. 仪器类型。
- 色散型红外光谱仪：主要由光源、单色器、样品池、检测器和记录系统等部分组成。
光源产生的红外光经过单色器分光后，依次通过样品池和参比池，被样品吸收后的光强与参比光强比较，检测器检测光强的变化并转换为电信号，经记录系统得到红外光谱图。
- 傅里叶变换红外光谱仪（FT - IR）：基于迈克尔逊干涉仪原理。
光源发出的光经过干涉仪后变成干涉光，再照射到样品上，样品对干涉光有选择地吸收，含有样品信息的干涉光被检测器检测，经计算机进行傅里叶变换处理后得到红外光谱图。
它具有分辨率高、扫描速度快、光通量高等优点。
红外波谱知识点总结一、波数波数是红外光谱中的重要指标，它用来描述吸收的红外辐射的频率。
通常以cm-1（厘米的倒数）为单位来表示。
波数与波长之间存在反比关系，即波数=1/波长。
在红外光谱中，不同的化学键和基团具有特定的吸收波数，因此波数可以用来识别物质中特定的功能基团。
二、吸收峰吸收峰是红外光谱中的一个重要概念，它表示物质吸收红外辐射的特征。
吸收峰的位置（波数）和强度（吸收率）可以反映物质的结构和组成。
不同的化学键和基团在红外光谱中有特定的吸收峰，因此可以通过分析吸收峰来确定物质的化学成分和结构。
三、强度红外光谱中的吸收峰强度反映了物质对红外辐射的吸收能力。
吸收峰的强度与物质的浓度和吸收截面有关。
强度的大小可以反映物质的含量，因此可以用来定量分析物质。
四、红外活性基团红外活性基团是指能够吸收红外辐射的化学基团。
不同的功能基团具有不同的吸收特征，因此可以通过分析红外光谱中的吸收峰来确定物质中的功能基团。
常见的红外活性基团包括羟基、羰基、羧基、氨基、硫醚基等。
五、光谱解释光谱解释是红外光谱学中的一个重要环节，它包括确定吸收峰的来源、分析化合物的结构和功能基团、判断化合物的同分异构体等。
光谱解释需要结合化学知识和实验经验，通过对红外光谱的吸收特征进行分析，来推断物质的结构和性质。
六、应用红外波谱学在化学、生物、医学、环境等领域有着广泛的应用。
在有机化学中，红外光谱可以用来判断化合物的结构和功能基团，鉴定有机物的同分异构体等。
在生物医学领域，红外光谱可以用来检测生物分子的结构和含量，研究生物分子的相互作用等。
在环境监测中，红外光谱可以用来分析空气中的污染物、土壤中的有机物等。
可以说，红外波谱学已经成为现代科学研究和生产中不可或缺的分析技术之一。
综上所述，红外波谱学是一门重要的分析技术，它通过对物质对红外辐射的吸收特征进行分析，来研究物质的结构和性质。
波数、吸收峰、强度、红外活性基团、光谱解释等是红外波谱学中的重要知识点，通过对这些知识点的理解，可以更好地应用红外波谱学进行科研和生产。
总结当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外红外光谱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。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
红外光谱（I R）（Infrared Spectroscopy）【1 】（2007-12-22 12:54:17）町标签：我记录我的校园教育杂谈ir 第一节：概述1、红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。
红外光的能量（厶E=0.05-1.0ev）较紫外％（△ E=1-20ev ）低，当红外光照射分子时不足以引起分子中价电子能级的跃迁，而能引起分子振动能级和转动能级的跃迁，故红外吸收光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。
2、红外光谱的特点：特征性强、适用范围广。
红外光谱对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性，构成化合物的原子质量不同、化学键的性质不同、原子的连接次序和空间位置不同都会造成红外光谱的差别。
红外光谱对样品的适用性相当广泛，无论固态、液态或气态都可进行测定。
3、红外光谱波长覆盖区域：0.76 mm ~ 1000mm.红外光按其波长的不同又划分为三个区段。
（1 ）近红外：波长在0.76-2.5mm之间（波数12820-4000cm-1）（2）中红外：波长在2.5-25mm （在4000-400 cm-1 ）通常所用的红外光谱是在这一段的（ 2.5-15mm,即卩4000-660 cm-1 ）光谱范围，本章内容仅限于中红外光谱。
（3）远红外：波长在25~1000mm （在400-10 cm-1 ）转动光谱出现在远红外区。
4、红外光谱图：当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要吸收能量，从原来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子吸收红外光的情况用仪器记录，就得到红外光谱图。
5、红外光谱表示方法：（1）红外光谱图红外光谱图以透光率T %为纵坐标，表示吸收强度，以波长l （ mm）或波数s （cm-1）为横坐标，表示吸收峰的位置，现主要以波数作横坐标。
波数是频率的一种表示方法（表示每厘米长的光波中波的数目）。
通过吸收峰的位置、相对强度及峰的形状提供化合物结构信息，其中以吸收峰的位置最为重要。
红外光谱计算总结1.红外光谱产生的原因分子产生红外光谱的原因简单的说是因为分子的振动使得偶极发生了变化。
偶极子发生转动发射电磁波。
因为波长一般在红光波长长，所以称红外光谱。
红外谱是分子内振动能级跃迁的产物，电磁波导致分子振动，偶极距发生变化，偶极子转动发射电磁波· 拉曼谱是散射谱，当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼效应。
这种非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射和喇曼散射合起来所形成的光谱称为喇曼光谱。
由于拉曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家拉曼等所发现。
拉曼谱是原子核振动引起的电子极化发生变化导致的2.GAUSSIAN模拟红外光谱的基本步骤HF，MP2，DFT等方法都可以进行红外光谱的模拟计算。
产生有借鉴价值结果的最小基组是6-31G*。
所以一般情况下要得到很可靠的数值都采用更大的基组，如6-311+G**等。
首先，要对模型分子进行优化。
在此处切记，优化和FREQ使用的方法和基组一定要保持一致。
倘若不一样，在进行FREQ计算时，所输入的构型不会被认为是稳定点。
其次，倘若你无需计算RAMAN光谱，请你加上FREQ=NORAMAN关键词，这或许可以帮你节省不止一半的时间。
特别对于大分子来说，这点更显得重要了。
3. 输出文件的运用技巧用GVIEW打开输出文件，点RESULT里的Vibrations便可以看到红外的数值和振动模式。
因为GVIEW3.0 不能对频率进行自动校正，所以出现了一个很大的麻烦。
计算出来的频率看起来比实际值大很多。
怎么解决这个问题呢？点spectrum, 然后让其生成IR谱图，点右键保存为TXT文件。
然后用origin倒入然后编辑即可。
可以很轻松的帮你计算校正因子。
ORIGIN得到的图还很漂亮。
4. 关于校正因子GAUSSIAN 计算的是简偕振动频率，因此在低频率振动模式计算中（非简偕振动明显），经过校正后的频率值要比实验值高。
第2章 红外光谱通常红外光谱（infrared spectroscopy, IR ）是指波长2~25 μm 的吸收光谱（即中红外区），这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动，虽然分子的转动所涉及的能量变化较小，处在远红外区域，但转动运动影响振动的偶极矩变化，因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
中红外区：绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在，主要是振动能级的跃迁； 远红外区：分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数（ν̅）单位是cm -1。
波长和波数的关系是：ν̅(cm −1)=104λ(μm)4. 胡克定律：ν̅=12πc √K μ其中：μ——折合质量，μ=m 1m2m 1+m2，单位为kg ； K ——化学键力常数，与化学键的键能呈正比，单位为N·m -1； ν̅——波数；c ——真空中的光速。
（1）因为K C≡C >K C=C >K C−C ，红外频率νC≡C >νC=C >νC−C 。
（2）与碳原子城建的其他原子，随着其原子质量的增大，折合质量也增大，则红外波数减小。
（3）与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。
（4）弯曲振动比伸缩振动容易，弯曲振动的K 均较小，故弯曲振动吸收在低波数区。
5. 光谱选律：原子和分子与电磁波作用发生能级跃迁是要服从一定的规律的，这些规律由量子化学解释。
红外光谱的分类：近红外区（泛频区）：12820~4000；中红外区（基本转动-振动）4000~400；远近红外区（骨架振动区）400~20.说明：从IR谱的整个范围来看，可分为4000~1350cm-1与1350~650 cm-1两个区。
4000~1350cm-1区域是由是伸缩振动产生的吸收带，光谱比较简单但具有很强的特征性，称为官能团区。
其中：4000~2500cm-1高波数一端有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O—H、N—H、C —H、S—H键的伸缩振动吸收带；2500~1900cm-1波数范围出现力常数大的三键、累积双键，如—C三C—、—C三N，—C二二C二C—、—C二C二O—、—N二C二O—等的伸缩振动吸收带；（三为三键，二为双键）1900cm-1以下的低波数端有碳碳双键、碳氧双键、碳氮双键、及硝基等伸缩振动和芳环的骨架振动；1350~650cm-1区域，有C—O、C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。
该区域中的各峰的吸收位置受整体分子的结构影响较大，分子结构稍有不同，吸收，吸收就有细微差异，称为指纹区。
指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
依照图记忆：第一，4000~2500cm-1C—H：（3000~3300）—C—H：2960~2850(强) <3000二C—H：3100~3010 (中) <3100 C—H都是<3300的；三C—H：3310~3300(强) ~3300苯环上的氢：3110~3010（中）和烯氢相似；N—H：（3300~3500）一级胺：（游离）3490~3400（中）处有两个吸收峰；缔合的减少100；（和炔氢相似）二级胺：（游离）3500~3300有一个吸收峰O—H：（3600）(3100-3700)酚羟基：（游离）3611~3603（峰尖）；（缔合）3500~3200（峰替较宽）；醇羟基：（游离）3650~3610（峰尖）；（缔合）3500~3000：二聚在3600~3500；多聚3400~3200（峰替较宽）；醚：无O—H峰醛羰基中C—H在2720第二，2500~1900cm-1C三C键：RC三CH，2140~2100（弱），三C—H：3310~3300(强)，在700~600有三C—H弯曲振动，有用；RC三CR’：2260~2190乙炔和对称二取代乙炔，因为对称没有。
