13红外光谱分析

红外光谱实验报告一、实验原理：1、红外光谱法特点：由于许多化合物在红外区域产生特征光谱，因此红外光谱法广泛应用于这些物质的定性和定量分析，特别是对聚合物的定性分析，用其他化学和物理方法较为困难，而红外光谱法简便易行，特别适用于聚合物分析。

2、红外光谱的产生和表示红外光谱定义：分子吸收红外光引起的振动能级跃迁和转动能级跃迁而产生的吸收信号。

分子发生振动能级跃迁需要的能量对应光波的红外区域分类为：i.近红外区：10000-4000cm-1ⅱ.中红外区：4000-400cm-1——最为常用，大多数化合物的化键振动能级的跃迁发生在这一区域。

ⅲ.远红外区：400-10cm-1产生红外吸收光谱的必要条件：1）分子振动：只有在振动过程中产生偶极矩变化时才能吸收红外辐射。

ⅰ.双原子分子的振动：（一种振动方式）理想状态模型——把两个原子看做由弹簧连接的两个质点，用此来描述即伸缩振动；图1 双原子分子的振动模型ⅱ.多原子分子的振动：（简正振动，依据键长和键角变化分两大类）伸缩振动：对称伸缩振动反对称伸缩振动弯曲振动：面内弯曲：剪切式振动（变形振动）平面摇摆振动面外弯曲振动：扭曲振动非平面摇摆振动※同一种键型，不对称伸缩振动频率大于对称伸缩振动频率，伸缩振动频率大于弯曲振动频率。

※当振动频率和入射光的频率一致时，入射光就被吸收，因而同一基团基本上总是相对稳定地在某一特定范围内出现吸收峰。

ⅲ.分子振动频率：基频吸收（强吸收峰）：基态到第一激发态所产生分子振动的振动频率。

倍频吸收（弱吸收峰）：基态到第二激发态，比基频高一倍处弱吸收，振动频率约为基频两倍。

组频吸收（复合频吸收）：多分子振动间相互作用，2个或2个以上基频的和或差。

※由于E振动>E转动，分子吸收红外光，从低的振动能级向高的振动能级跃迁时，必然伴随着转动能级的跃迁，因此红外光谱图是正负效应叠加，呈曲线而非直线ⅳ.分子振动自由度：基本振动的数目称为振动自由度。

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越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。

红外光谱提供的*些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类〔酸酐、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、根本原理1、根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。

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2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1μ)或4000-400cm-1。

这段波长范围反映出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出鉴别。

红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。

光学中的一个根本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。

设υ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(cm-1)＝104/波长(μ)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根本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。

(1)伸缩振动(υ)沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。

红外光谱分析原理
红外光谱分析是一种常用的无损检测方法，用于确定化学物质的结构和组成。

其原理基于分子的光谱吸收特性，通过测量样品在不同波长红外辐射下的吸收光谱，来识别样品中的化学键和官能团。

红外光谱分析使用的是红外辐射，其波长范围为0.78至1000
微米，对应的频率范围为12800至10波数。

样品与红外辐射
相互作用后，会吸收一部分光谱，形成一个特定的吸收带。

每个分子都有一个独特的红外吸收谱图，因此通过比较样品的红外吸收谱和已知物质的红外谱图数据库，可以确定样品的成分。

红外光谱分析所测量的是样品对不同波长红外辐射的吸收强度。

红外辐射在与样品相互作用时，其能量与样品的分子振动模式相互转移。

不同官能团和化学键的振动会在红外光谱上表现出不同的吸收带，从而反映出样品的化学组成和结构信息。

常见的红外光谱吸收带包括相对于振动的拉伸、弯曲和扭转等模式。

一般来说，红外光谱的吸收带呈现为峰的形式，峰的位置和形状可以提供有关样品成分和结构的信息。

例如，C-H键的伸缩振动在波数范围2800至3000波数之间，C=O键的伸
缩振动在1650至1800波数之间。

红外光谱分析可以应用于各种领域，包括化学、制药、环境监测等。

它是一种快速、准确、无损的分析方法，能够对样品进行定性和定量分析。

此外，红外光谱仪的设备也逐渐变得便携化和小型化，使得红外光谱分析更加便捷和实用。

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越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。

红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类（酸酐、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。

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2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1或4000-400cm-1。

这段波长范围反映出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出鉴别。

红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。

光学中的一个基本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。

设υ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(cm-1)＝104/波长(μ)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(υ)沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。

红外光谱仪实验报告【红外光谱仪的基本原理】用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。

IR 光谱主要是定性技术，但是随着比例记录电子装置的出现，也能迅速而准确地进行定量分析。

红外光谱根据不同的波数范围分为不同的三个区：近红外区13.，330~4000厘米-1中红外区4000~650厘米-1远红外区650~10厘米-1根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，并推断分子的结构，鉴定的步骤如下： (1)对样品做初步了解，如样品的纯度、外观、来源及元素分析结果，及物理性质(分子量、沸点、熔点)。

(2)确定未知物不饱和度，以推测化合物可能的结构； (3)图谱解析。

【红外光谱仪的应用】红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。

红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。

已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版，可将这些图谱贮存在计算机中，用以对比和检索，进行分析鉴定。

利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量测定。

由于分子中邻近基团的相互作用，使同一基团在不同分子中的特征波数有一定变化范围。

此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域，也广泛应用红外光谱。

【实验步骤】1. 了解仪器的基本结构及工作原理2. 红外光谱仪的准备①打开红外光谱仪电源开关，待仪器稳定30分钟以上，方可测定；②打开电脑，选择win98系统，打开OMNIC E.S.P软件；在Collect菜单下的Experiment Set-up中设置实验参数；③实验参数设置3. 红外光谱图的测试①液体样品的制备及测试将可拆式液体样品池的盐片从干燥器中取出，在红外灯下用少许滑石粉混入几滴无水乙醇磨光其表面。

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。