下载文档原格式
手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，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，是振-转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，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；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；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。
3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。
图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。
N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。
为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。
U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。
泛频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。
特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。
苯的红外吸收特征峰嘿，朋友们！今天咱来聊聊苯的红外吸收特征峰这个有趣的玩意儿。
你说苯啊，就像一个独特的音乐大师，在红外光谱的舞台上有着自己独特的“表演风格”。
苯的红外吸收特征峰就像是它的独特“音符”，这些“音符”组合起来，就能让我们识别出它的存在。
想象一下，红外光谱就像是一个超级大的音乐会场，各种分子都在上面“演奏”着自己的“曲目”。
而苯呢，它的那些特征峰就是它与众不同的“旋律”。
苯环上的碳氢键，就好像是一组轻快的“小铃铛”声音，在特定的波长处发出清脆的“响声”。
苯的红外吸收特征峰可是非常重要的哦！它就像是分子的“身份证”一样。
通过对这些特征峰的分析，我们就能准确地判断出是不是苯这个“音乐大师”在“演奏”啦！这难道不神奇吗？我们平时在化学研究或者实际应用中，经常需要依靠这些特征峰来了解苯的情况。
就好比我们听音乐，通过不同的音符和旋律来感受音乐所表达的情感和故事。
苯的红外吸收特征峰也在向我们讲述着它的故事呢！而且啊，这些特征峰还非常稳定，就像一个可靠的老朋友。
不管在什么环境下，它们都会按时出现，向我们打招呼。
这多让人安心啊！大家想想看，如果没有这些特征峰，我们要怎么去准确地识别苯呢？那可就像在茫茫人海中寻找一个没有明显特征的人一样困难。
但有了这些特征峰，一切都变得简单明了啦！所以说啊，苯的红外吸收特征峰真的是太重要啦！我们一定要好好了解它们，掌握它们的规律和特点。
这样我们才能在化学的世界里更加自如地探索和发现。
总之，苯的红外吸收特征峰就是化学世界里的一颗璀璨明珠，它为我们打开了了解苯的大门，让我们能更深入地研究和利用这个神奇的分子。
让我们一起好好珍惜和利用这些宝贵的特征峰吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
采用计算化学方法解析苯和甲苯红外谱图邢波;孙珍全【摘要】本研究应用量子计算化学软件Gaussian 03W HF方法中的3-21G基组优化苯和甲苯分子结构,预测苯和甲苯分子的红外光谱.找到苯环振动吸收峰分别是苯红外图中的1658 cm-1与甲苯红外图中的1667 cm-1.与苯和甲苯文献检索红外谱图相对应(特征吸收峰分别是1478和1485 cm-1),符合较好.还找到苯环C-H 拉伸振动吸收峰3080cm-1(苯)和3040 cm-1(甲苯).能够实用于红外法检测环境中苯和甲苯.【期刊名称】《现代仪器与医疗》【年(卷),期】2010(016)001【总页数】3页(P42-44)【关键词】苯;甲苯;计算化学方法;红外谱图【作者】邢波;孙珍全【作者单位】北京市理化分析测试中心,北京,100089;北京市理化分析测试中心,北京,100089【正文语种】中文【中图分类】工业技术现代仪器 ()引言采用计算化学方法解析苯和甲苯红外谱图邢波孙珍全（北京市理化分析测试中心北京 1 00089 ）摘要本研究应用量子计算化学软件 Gaussian03WHF 方法中的 3-21G 基组优化苯和甲苯分子结构，预测苯和甲苯分子的红外光谱。
找到苯环振动吸收峰分别是苯红外图中的 1658cm-l 与甲苯红外图中的1667cm“ 。
与苯和甲苯文献检索红外谱图相对应（特征吸收峰分别是 1478 和 1485cm.l），符合较好。
还找到苯环 C-H 拉伸振动吸收峰 3080 cmJ （苯）和 3040cm-l （甲苯）。
能够实用于红外法检测环境中苯和甲苯。
关键词苯，甲苯计算化学方法红外谱图苯(C6H6) 和甲苯 (C6H5CH3) 是环境中主要污染物，主要用作工业溶剂，在使用过程中会经常挥发到空气中。
它们具有致癌性，致突变性‘ I】。
其挥发气体有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害，使用和生产时要防止它进入呼吸器官，避免对健康产生危害，同时此类物质易燃易爆，属于危险化学品‘ 2】。
苯环的红外光谱的吸收峰位置在实验室的那间角落，老李站在红外光谱仪前，像是在和仪器对话。
仪器是那般的沉默，偶尔发出一些低沉的“嗡嗡”声，仿佛在回应着老李的期待。
“老李，你又在研究这苯环的红外光谱吸收峰位置了？”旁边的小张好奇地问。
“是啊，小张。
你不知道，这红外光谱分析对于有机化学的研究有多重要。
”老李一边回答，一边仔细调整仪器。
“哦，那你能给我讲讲这苯环的红外光谱吸收峰位置有什么特殊的地方吗？”小张好奇地追问。
老李微微一笑：“当然可以。
苯环的红外光谱吸收峰位置对于鉴定苯环结构有着至关重要的作用。
你看，苯环上的碳-氢键和碳-碳键在红外光谱上会有不同的吸收峰。
”老李话音刚落，仪器上便显示出一系列的吸收峰。
小张凑过来看，只见屏幕上的数据密密麻麻。
“你看，这些吸收峰的位置都是在3100-3200cm-1之间，这正是碳-氢键的伸缩振动吸收峰。
而且，这些峰比较尖锐、强度大，这说明苯环上的碳-氢键振动较为强烈。
”老李指着屏幕上的数据解释道。
“哦，原来是这样。
那碳-碳双键的吸收峰位置在哪里呢？”小张接着问。
“碳-碳双键的吸收峰位置在1600-1650cm-1之间。
这个位置的吸收峰比较宽，说明碳-碳双键的振动较为复杂。
”老李继续解释。
就在这时，仪器上又出现了一个新的吸收峰。
老李立刻拿起笔，在纸上记录下来：“你看，这个新的吸收峰出现在900-950cm-1之间，这是苯环特有的特征吸收峰，表明我们的样品中含有苯环。
”小张看着老李在纸上画下的红外光谱图，心中充满了敬佩：“老李，你真是太厉害了。
我都要开始怀疑自己是不是进入了一个神秘的世界。
”老李笑着拍了拍小张的肩膀：“别担心，小张。
只要你用心去研究，这个神秘的世界一定会为你揭开更多的秘密。
”在老李的指导下，小张渐渐掌握了红外光谱分析的方法。
每当遇到难题，他总会想起老李那句话：“用心去研究，这个神秘的世界一定会为你揭开更多的秘密。
”。
苯环的红外光谱的吸收峰位置在化学实验室里，张教授正拿着一台精密的红外光谱仪，对着手中的苯环样品仔细观察。
旁边的李同学好奇地望着，时不时插上一句：“张教授，这红外光谱的吸收峰位置是怎么确定的啊？”张教授微微一笑，放下手中的笔，走到李同学身边，指着光谱仪上的图谱说：“你看，这个图谱上的吸收峰位置，就像是苯环的指纹，它能告诉我们苯环分子内部的结构信息。
”李同学瞪大了眼睛，仔细看着图谱上的线条：“那这些吸收峰是怎么产生的呢？”“这就要从分子内部的运动说起了。
”张教授走到光谱仪旁，拿起一张打印出来的图谱，指着一条明显的吸收峰说，“这条峰出现在3000厘米^-1处，这就是苯环中的C-H键的伸缩振动。
”李同学点头：“哦，我明白了。
那其他峰呢？”张教授接着说：“你看，这些峰在1600厘米^-1到1700厘米^-1范围内，这是苯环的骨架振动。
苯环的结构比较特殊，六个碳原子形成了一个正六边形的环，每个碳原子都与两个相邻的碳原子通过双键相连，所以会有这样的吸收峰。
”这时，王同学走了进来，好奇地问：“那这些吸收峰的位置为什么会不同呢？”张教授回答：“这就是化学键的不同所导致的。
比如，C-H键的伸缩振动峰在3000厘米^-1，而C-C键的伸缩振动峰则会在1390厘米^-1到1500厘米^-1之间。
这些吸收峰的位置不同，是因为它们对应着不同的化学键振动频率。
”王同学若有所思：“那这些吸收峰的位置有没有规律呢？”张教授笑了笑，指着图谱说：“当然有，这些吸收峰的位置受到分子内部电荷分布、化学键类型、分子结构等多种因素的影响。
通过分析这些峰的位置，我们就能推断出分子内部的结构信息。
”李同学和王同学听了，都觉得受益匪浅。
他们开始认真观察图谱，试图找出其中的规律。
而张教授则在一旁耐心地解答他们的疑问，脸上始终洋溢着满意的笑容。
化学实验室里，讨论声此起彼伏，大家都在为解开苯环红外光谱的吸收峰之谜而努力。
而这一切，都离不开那些不断探索、不懈努力的科研者们。
苯环骨架振动峰1前言苯环骨架是有机化学中最基本的结构之一，由六个碳原子和六个氢原子组成的环形结构。
苯环骨架的振动峰是有机化学中一个重要的研究方向，它们能够反映出分子内部的化学键状态以及分子的立体构型等信息。
本文将通过介绍苯环骨架振动峰的相关知识，帮助读者更好地理解苯环骨架的振动特性。
2振动峰简介振动光谱是研究物质结构和化学键状态的重要手段之一。
在振动光谱中，各种化学键的振动对应着不同的振动峰。
苯环骨架振动峰是指苯环骨架在振动光谱中所对应的峰。
在红外光谱中，苯环骨架振动峰通常出现在1500-1600cm^-1的范围内，而在拉曼光谱中，则出现在1400-1600cm^-1的范围内。
3红外光谱中苯环骨架峰的解析在红外光谱中，苯环骨架振动峰可以分为两类：对称伸缩振动和非对称伸缩振动。
对称伸缩振动对应的是苯环内部的同向化学键的伸缩，而非对称伸缩振动对应的则是苯环内部的反向化学键的伸缩。
苯环骨架对称伸缩振动的振动模式被表示为A1g，而非对称伸缩振动则被表示为B2g。
在红外光谱中，A1g振动峰通常在1600-1580cm^-1左右，而B2g振动峰则在1500-1450cm^-1左右。
此外，苯环骨架还有一个所谓的“出平面弯曲振动”（δ），其振动峰大约出现在800-1000cm^-1范围内。
4拉曼光谱中苯环骨架峰的解析与红外光谱不同，拉曼光谱能够对分子的谐振吸收光谱进行解析，因此苯环骨架振动峰在拉曼光谱中的表现也大为不同。
在拉曼光谱中，苯环骨架振动峰通常分为两个：堆积振动峰和缩聚振动峰。
堆积振动峰对应的是苯环骨架内部的同向化学键的伸缩，其拉曼频率通常在1580-1610cm^-1左右。
缩聚振动峰则对应的是反向化学键的伸缩，其拉曼频率通常在1400-1450cm^-1左右。
与红外光谱不同的是，拉曼光谱中不会出现苯环骨架的出平面弯曲振动。
5苯环骨架振动峰的应用苯环骨架振动峰具有广泛的应用价值。
例如，在药物的质谱分析中，苯环骨架振动峰可以用于确定药物的分子结构。
红外光谱的原理及应用红外光谱的原理及应用(一)红外吸收光谱的定义及产生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（二）基本原理1产生红外吸收的条件(1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红外活性。
(2)只有当照射分子的红外辐射的频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。
2分子的振动类型伸缩振动：键长变动，包括对称与非对称伸缩振动弯曲振动：键角变动，包括剪式振动、平面摇摆、非平面摇摆、扭曲振动3几个术语基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；倍频峰：由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰；组频：如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。
特征峰：凡是能用于鉴定官能团存在的吸收峰，相应频率成为特征频率。
相关峰：相互可以依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰4影响基团吸收频率的因素（1 外部条件对吸收峰位置的影响：物态效应、溶剂效应（2分子结构对基团吸收谱带的影响：诱导效应：通常吸电子基团使邻近基团吸收波数升高，给电子基团使波数降低。
共轭效应：基团与吸电子基团共轭，使基团键力常数增加，因此基团吸收频率升高，基团与给电子基团共轭，使基团键力常数减小，因此基团吸收频率降低。
