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红外光谱-全

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红外光谱(最全-最详细明了)

红外光谱(最全-最详细明了)

1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。

红外光谱谱图解析完整版

红外光谱谱图解析完整版
双键伸缩振动区 (4)1500 670 cm-1
X—Y伸缩， X—H变形振动区
2020/4/1
2、确定分子官能团和基团的吸收峰
（1） X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ） ① —O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；
中红外区： 远红外区：纯转动能 级跃迁，变角、骨架 振动；异构体、金属 有机物、氢键
2020/4/1
一、认识红外光谱图
2020/4/1
1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）： 很强；s（strong）：强； m（medium）：中强； w（weak）：弱。 峰形：表示形状的为宽峰、尖峰 、肩峰、双峰等类型
变形振动 亚甲基
2020/4/1
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
2020/4/1
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
2020/4/1
一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
前，要做未知物的初步分析 红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。 解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关 峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的 可能结构。
必要时查阅标图谱或与其他谱（1H NMR，13C NMR，MS）配合， 确证其结构。
2020/4/1

红外光谱反射模式和atr模式的区别

红外光谱反射模式和atr模式的区别

红外光谱反射模式和atr模式的区别
红外光谱反射模式和ATR（全反射衰减）模式是红外光谱中
两种常见的实验方法。

它们在样品准备和测量原理上有一些区别。

1. 样品准备：
- 反射模式：在反射模式下，样品通常是固态或液态，并直
接放置在反射表面上，如金属或晶体窗口。

- ATR模式：在ATR模式下，样品通常是固态或液态，并直接接触ATR晶体（通常是钠化钾晶体）的表面。

样品不需要
特殊的准备，因为ATR晶体可以直接接触样品。

2. 测量原理：
- 反射模式：在反射模式下，红外辐射从光源通过样品反射
回来，被探测器测量。

反射光谱可以提供关于样品表面的信息，如吸收强度和振动模式。

- ATR模式：在ATR模式下，红外辐射经由ATR晶体入射，在晶体与样品接触的区域发生全反射，并进一步与样品相互作用。

然后，红外辐射进入ATR晶体并被探测器测量。

ATR光
谱提供了有关样品表面和深层结构的信息，如吸收峰形状和宽度。

3. 优势和应用：
- 反射模式：反射模式可以用于对固态和液态样品进行非破
坏性的测量，适合于光谱库比对和表面分析。

- ATR模式：ATR模式适用于液态和固态样品的快速测量，
尤其对不透明、粘稠或小体积的样品有优势。

ATR光谱可以
在无需样品准备和预处理的情况下，提供更高的灵敏度和分辨率。

总的来说，红外光谱反射模式和ATR模式在样品准备和测量原理上有所不同，适用于不同类型的样品和分析需求。

选择适当的模式取决于样品类型、表面特性和分析目的。

红外光谱

红外光谱

红外光谱法一、红外光谱1.1 简介各种物质对不同波长(或波数)红外辐射的吸收程度是不同的，因此当不同波长(或波数)的红外辐射依次照射到样品物质时，由于某些波长的辐射能被样品选择吸收而减弱于是形成红外吸收光谱。

通常用透过(或吸收)与波长(或波数)所作的红外吸收光谱曲线来表征各种物质的红外吸收光谱，简称红外图谱或红外谱图。

1.2红外光谱分析原理将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，分子发生振动能级迁移，某些特定波长的红外射线被吸收，从而形成这一分子的红外吸收光谱。

每种分子都有其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，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。

红外光谱的范围很广，为0.75～1000μm(13300～10 cm-1)。

按应用波段不同，红外光谱划分为三个区域：a.近红外（NIR）区：0.75～2.5μm(13300～4000 cm-1)，b.中红外（MIR）区：2.5～25μm(4000～400 cm-1)．远红外（FIR）区25～1000 μm(400～10 cm-1)。

远红外光谱主要由小分子的转动能级跃迁产生的转动光谱。

此外还包括离子晶体、原子晶体和分子晶体产生的晶格振动光谱以及原子量较大或键力常数较小分子的振动光谱；中红外和近红外光谱是由分子振动能级跃迁产生的振动光谱。

在各类分子中只有简单的气体或气态分子才产生纯转动光谱，而对于大量复杂的气、液、固态物质分子主要产生振动光谱。

并且目前被广泛应用于化合物定性、定量和结构分析以及其他化学过程研究的红外吸收光谱，主要是波长处于中红外区的振动光谱。

在红外光谱分析中，2.5～15μm(4000～667 cm-1)的中红外区域是应用最广泛的光潜区。

其中2.5～7.5μm(4000～1330 cm-1)称为特征谱带区。

因为羟基、胺基、甲基、亚甲檗、各类羰基和羧酸盐基等官能团的特征吸收峰都出现在这区域，所以又称它为基团区；7.5～15μm(1330～667cm-1)称为指纹区，物质分子的红外吸收峰在这一区域特别多，像人的指纹一样稠密，又有一定的特征性，所以称它为指纹区。

红外光谱(最全最详细明了)课件

红外光谱(最全最详细明了)课件

THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合 压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中， 涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪 。
避免样品中的水分和二 氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热 稳定。
调整仪器至最佳状态，如光 路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结 果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析 等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确 保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中 ，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品 ；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质 量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识， 以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员 需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细 明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶 极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振 动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清 理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和 湿度的稳定，避免仪器受到

2红外光谱

2红外光谱

C-H (2000－1667cm-1)
-(CH2)n- (900－600cm-1)
一、红外光的区划
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波
近红外区：0.76~2.5μm 主要用于研究O-H、N-H、C-H键的倍频吸收或组
频吸收，此区域吸收峰强度较弱。
中红外区：2.5~25μm （400-5000cm-1） 振动、伴随转动光谱主要研究
基本形式 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长变化但键角不变的振动。 变形振动：基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动。又称 弯曲振动或变 角振动。 下图给出了各种可能的振动形式（以甲基和亚甲基为例）。
HH C
对称伸缩振动 s
symmetric stretching
HH C
面内弯曲振动或剪切振动 s
红外吸收强度
红外吸收强度由振动时偶极矩变化的大小决定。 分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。
如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对
称性低，其振动峰强度就大。峰强度可用很强（vs）、强（s）、 中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。
五 、红外谱图解析
红外吸收波段
面内弯曲振动 ✓ 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹 ✓ 注：相关峰常出现在指纹区
• 经典力学导出的波数计算式为近似式。因 为振动能量变化是量子化的，分子中各基 团之间、化学键之间会相互影响,即分子 振 动的波数与分子结构（内因）和所处的化 学环境（外因）有关。
六、影响吸收峰位的因素
1．内部因素：化学键的振动频率不仅与其性质有关， 还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特 征吸收并不总在一个固定频率上。 （1）诱导效应（吸电效应）： 使振动频率移向高波数区

红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰

化合物 基团 表15.1典型有机化合物的重要基团频率（岱/cm-1）X-H 伸缩振动区参键区 双键伸缩振动区 部分单键振动和指纹区 烷烧 -CH 3 "asCH 2962 土 10(s)尸 sCH 2872 土 10(s)-CH 2-”asCH 2926 土 10(s)F CH 3040 〜3010(m)u sCH 2853 土 10(s)尸 CH2890 土10(s)P C =C 1695 〜1540(m)闽asCH 1450 土 10(m)8 sCH 1375 土 5(s)& CH 1465 土 20(m)3 C H 〜1340(w)SCH 1310 〜1295(m)快烧 芳烧 VCH 3040 〜3010(m)u CH R 3300(m) • CH 3100 〜3000(变)弓 C =C 1695 〜1540(w)A AC ：2270 〜2100(w)泛频:2000 〜1667(W ) 凹 C =C 1650 〜1430(m)2〜4个峰Y CH 770 〜665(S )Y CH 970 〜960(s)醇类 R-OHvOH3700 〜3200(变)a CH 1250 〜1000(w)V CH 910 〜665单取代：770〜730(vs)R 700(s)邻双取代:770〜735(vs) 间双取代:810〜750(vs)725 〜680(m) 900 〜860(m)〜对双取代:860〜790(vs)1OH 1410 〜1260(w)酚类 Ar-OH 吧 OH 3705 〜3125(S )CO 1250 〜1000(s)V OH 750 〜650(S )脂肪酰R-O-R 酮- I 1 —HC U QR — 醛-N o “CH: Q 2820, Q 2720(W )双峰“O H 3400〜2500(m)y C =C 1650 〜1430(m)P C =O Q 1715(vs)匕C =O Q 1725(vs)3 OH 1390 〜1315(m)VCO 1335 〜1165(S )VCO 1230 〜1010(S )fF酸 CN Q o 酯 |- "胺-NH 2泛频 vC=O Q 3450(W )vNH23500 〜3300(m)双峰酰胺 -NHVNH 3500 〜3300(m)VasNH Q 3350(S)V C=o1740 - -1690(m)5 OH 1450 〜1410(W )%C =O 1850 〜1880(s)VCO 1266 〜1205(m)VCO 1170 〜1050(S )C =O 1780 / < 1740(S )VC =O 1770 - -1720(S )VCOC 1300 〜1000(s)4H1650〜1590(s,m)vCN 脂肪):1220〜8r 4H1650 〜 1550(VW )1020(m,w)vCN 芳香):1340〜1250(S )vCN 脂肪):1220〜，C ;=O 1680 - -1650(S )1020(m,w)vCN 芳香):1350〜1280(S )vCN 1420 〜1400(m)卜sNH Q 3180(s) R—NHR 吧NH：* 3270(s) 0&NH1650 〜1250(s)v C=O1680 〜1630(s)8 NH^Y CN1750 〜1515(m)Y NH2750 〜600(m)v C N H Y N H 1310〜1200(m)—c—NRR rII□酰卤二—0 I睛-C^N硝基R-N02化合物Ar-NO2v C=O：1670 〜1630k C=O： 1810 〜1790(s)v AN ：2260 〜2240(s)阳NO21565 〜1543(s)史NO21550 〜1510(s)丹NO21385 〜1360(s)v CN920 〜800(m)岭NO21365 〜1335(s) * CH Q 3030(w)v CH3060 〜3010(w)v CN860 〜840(s)不明：q750(s)*C=C及* C=N&CH1175 〜1000(w)1667 〜1430(m) 血〜…、'/ IJL CH910 〜665(s)V C=C及17C=N 0CH1000 〜960(m)1580〜1520(m) * ooc、' ' I CH825 〜775(m) *表中vs,s,m,w,vw用丁定性地表示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。

红外光谱(ir、傅立叶)

红外光谱(ir、傅立叶)
红外光谱是一种常用的分析技术，主要用于确定物质的结构和
化学组成。

它基于物质与红外辐射的相互作用，通过测量物质在红
外区域的吸收或散射来获取信息。

红外光谱分为红外吸收光谱和红外散射光谱两种类型。

其中，
红外吸收光谱是最常见的应用形式，它通过测量样品对红外辐射的
吸收来分析样品的化学结构和成分。

而红外散射光谱则是通过测量
样品对红外辐射的散射来获取样品的结构和形态信息。

傅立叶变换红外光谱（FTIR）是一种常用的红外光谱测量技术。

它利用傅立叶变换的原理将时间域上的信号转换为频率域上的光谱
信息。

相比传统的红外光谱仪，FTIR具有高分辨率、高灵敏度和快
速测量的优势，可以提供更准确和详细的光谱数据。

红外光谱在化学、生物、材料科学等领域有广泛的应用。

它可
以用于分析有机化合物的结构和功能团，鉴定无机物质的晶体结构，检测和定量分析药物、食品和环境样品中的成分，研究材料的物理
性质和表征生物分子的结构等。

在红外光谱分析中，需要注意样品的制备和处理，选择合适的仪器和测量条件，以及正确解读和分析光谱数据。

此外，红外光谱还可以与其他分析技术如质谱、色谱等联用，提高分析的准确性和可靠性。

总而言之，红外光谱是一种重要的分析技术，通过测量物质对红外辐射的相互作用来获取样品的结构和成分信息。

傅立叶变换红外光谱是其中一种常用的测量方法，广泛应用于各个科学领域。

正确使用红外光谱技术可以为科学研究和工业应用提供有价值的数据和信息。

红外光谱


定量分析方法示意图
二甲苯中邻、间和对位三种同分异构体的定量
二甲苯的工作曲线
不同产地赤芍的FT－IR指纹图谱对比分析


目的：寻找能够鉴别不同产地赤芍成分差异的新方法， 探讨赤芍道地性的形成原因 方法：利用傅利叶变换红外光谱仪测定不同产地的样品， 对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对比分析、结果 赤芍野生品与栽培品的红外吸收频率、吸收峰的相对强 度都存在比较大的差异、多伦赤芍（道地药材）的红外 吸收峰形状也有一定的特异性 结论：首次运用傅利叶变换红外光谱技术对不同产地芍 药根部的混合化学体系进行了全组分快速分析，为赤芍 道地商品的鉴别及质量控制提供了可靠的依据。
空间障碍

指分子中的大基团在空间的位阻作用，迫使邻近 基团间的键角变小成共轭体系之间单键键角偏转， 使基团的振动波数和峰形发生变化．
场效应

基团在空间的极化作用，常使伸缩振动能量增 加，弯曲振动能量减小．同分旋转异构体中同一 基团的吸收峰位置之所以不同，通常是场效应引 起的．例如1，2—二氯乙烷的反式和顺式
红外非活性振动

顺式二氯乙烯在1580cm－1处有双键振动的强吸收峰 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 3-甲基-1，2-丁二烯的红外光谱在2000－1925cm－1处有 丙二烯基团特征峰；四甲基丙二烯，由于分子对称，在 振动中无偶极矩变化而无此吸收峰
液态样品的制备



夹片法：压制两片空白KBr片，将液态样品滴入 一片上，盖上另一片夹紧，用于挥发性不大的液 态样品 涂片法：可涂在一空白片上测定，可用于粘度在 的液态样品 液体池法：将液态样品装入具有岩盐窗片的液体 池中测定。

全反射红外光谱使用步骤

全反射红外光谱使用步骤1.准备样品：选择合适的样品，并将其准备好。

对于固体样品，通常需要制备成薄片或粉末形式；对于液体样品，可以直接使用。

确保样品表面干净、无尘和无油，以避免干扰谱图的生成。

2.准备ATR晶体：选择适合的ATR晶体，通常是钠化合物，如钠氯化物（NaCl）或钠氟化物（NaF）。

注意，不同的ATR晶体对不同的样品具有不同的适应性，因此在选择时要注意晶体的化学惰性和可适应性。

3.调整ATR晶体：将ATR晶体安装在红外光谱仪上，并进行调整。

一般来说，使用驱动系统调整晶体的角度和位置，以确保样品与ATR晶体之间有足够的接触面积和良好的接触。

4.校准红外光谱仪：校准红外光谱仪，确保对光谱测量的准确性。

这包括校准波数、样品的基线以及其他仪器参数。

5.放置样品：将所需样品放置在ATR晶体上。

对于固体样品，可以将其直接放置在ATR晶体上；对于液体样品，可以使用吸管或微量注射器将其放在ATR晶体的表面，并确保与晶体接触良好。

6.进行测量：使用红外光源照射样品，并采集样品的反射光谱。

通过调整ATR晶体的角度和位置来最大化反射光谱的信号强度，并确保测量过程中的稳定性。

7.数据处理：对测得的原始光谱进行数据处理。

这包括谱图的基线修正、光谱峰的寻峰和峰强度的积分等。

可以使用红外光谱数据处理软件进行数据分析。

8.结果分析：根据处理后的光谱数据，进行结果分析。

通过与红外光谱数据库的比对，可以确定样品中存在的化学官能团和化合物，并进行结构鉴定和定性分析。

总的来说，全反射红外光谱使用步骤包括准备样品、准备ATR晶体、调整ATR晶体、校准红外光谱仪、放置样品、进行测量、数据处理和结果分析。

这些步骤的严格执行可以确保获得准确可靠的红外光谱数据，并为样品的结构鉴定和化学分析提供有力支持。

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红外光谱的特点
（1）红外光谱是依据样品 吸收谱带的位置、强度、形状、 个数，推测分子中某种官能团的存在与否，推测官能团 的邻近基团，确定化合物结构。 （2）红外光谱不破坏样品，并且对任何样品的存在状态 都适用，如气体、液体、可研细的固体或薄膜似的固体 都可以分析。测定方便，制样简单。
（3）红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多，可以对 不同结构的化合物给出特征性的谱图，从“指纹区”就 可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫 “分子指纹光谱”。
-1
1610 cm
-1
1565 cm
-1
υ
=C
H
3017 cm
-1
3040 cm
-1
3060 cm
-1
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系 能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形 变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2 CH3CH2OH (CH3CH2OH)2 (CH3CH2OH)n
C=C C≡N C=O
1650 2255 1735 2224,
C=C 1629 , C≡N
C=O
1727
中介效应（M效应）：
O C R R'
R O C H
O C R NH 2
vC=0=1715cm-1
O C R OR'
vC=0=1730cm-1
O C R R'
R
vC=0=1680cm-1 I效应解释不了
正己烷的红外光谱图
2，2，4-三甲基戊烷的红外光谱图
环己烷
1460cm-1,CH2剪式振动
不饱和烃
烯烃 炔烃 芳香烃

烯烃双键的特征吸收
影响碳碳双键伸缩振动吸收的因素
对称性：对称性越高，吸收强度越低。 取代基：与吸电子基团相连，振动波数下 降。 取代基的质量效应：双键上的氢被氘取代 后，波数下降10-20 厘米-1。 共轭效应：使波数下降约30厘米-1 。
C=O
O R1 R2 O C O
as 1820 cm-1
s 1760 cm-1
红外光谱仪及样品制备技术
色散型红外光谱仪 傅立叶变换红外光谱仪（FTIR） 红外样品的制备

色散型红外光谱仪:
傅立叶变换红外光谱仪：
FTIR光谱仪的优点

扫描速度快（几十次/秒），信号累加，信噪比提高 （可达60：1）。 光通量大，所有频率同时测量，检测灵敏度高，样 品量减少。 扫描速度快，可跟踪反应历程，作反应动力学研究， 并可与GC、LC联用。 测量频率范围宽，可达到4500~6cm-1 杂散光少，波数精度高，分辨率可达0.05/cm 对温度、湿度要求不高。 光学部件简单，只有一个动镜在实验中运动，不易 磨损。
到了六十年代，用光栅代替棱镜作分光器 的第二 代红外光谱仪投入了使用。这种计算机化的光栅为分光 部件的第二代红外分光光度计仍在应用。 七十年代后期，干涉型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)投入了使用，这就是第三代红外分光光度计。 近来，已采用可调激光器作为光源来代替单色器， 研制成功了激光红外分光光度计，即第四代红外分光光 度计，它具有更高的分辨率和更广的应用范围，但目前 还未普及。
C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1 O=H=3640cm-1 O=H=3515cm-1 O=H=3350cm-1
如:
乙醇
振动耦合：
当两个振动频率相同 或相近的基团相邻并由 同一原子相连时，两个 振动相互作用（微扰） 产生共振，谱带一分为 二（高频和低频）。

1-己烯的红外光谱图
~3080cm-1: 烯烃C—H伸缩振动；~1820:910cm-1倍频； ~1650cm-1: C=C伸缩振动；~993，910cm-1: C=CH2 非平面摇摆振动
υ
S
不对称 伸缩振动
υ as
变形 振动 δ
面外摇摆 面外变 形振动 δ 面外 扭曲振动
ω τ
各种振动方式及能量

分子振动方式分为： 伸缩振动 -----对称伸缩振动 s -----反对称伸缩振动 as 弯曲振动 -----面内弯曲振动 -----剪式振动 σ -----平面摇摆 ρ -----面外弯曲振动 ----面外摇摆 ----面外扭曲 按能量高低为：
(4）分析时间短。一般红外光谱做一个样可在10~30分 钟内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱仪在一秒钟以 内就可完成扫描。为快速分析的动力学研究提供了十分 有用的工具。
（5）所需样品用量少，且可以回收。红外光谱分析一次 用样量约1~5mg，有时甚至可以只用几十微克。
红外光谱基本原理
化学键的振动与频率：
电子效应：

诱导效应（I效应)：RCOR中极性基团的取代使C=O 移 向高波数
化合物 RCHO
1713
RCOR
1715
RCOCl
1800
RCOF
1920
ClCOCl
1828
FCOF
1928
C=O

R-CH=CH2
共轭效应（C效应）: 使C=O 移向低波数
CH3CN
RCOOR (C2H5)2C=C(CN)COOC2H5
第三章 红外光谱
红外光谱的发展历史 红外光谱的特点 红外光谱基本原理 红外光谱的基本概念 影响红外光谱吸收频率 的因素 红外光谱仪及样品制备 技术 各类化合物的红外光谱 红外图谱解析 红外光谱的应用

红外光谱的发展历史
在十九世纪初就发现了红外线,到1892年有人利 用岩盐棱镜和测热幅射计(电阻温度计)测定了20多 种有机化合物的红外光谱 1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物 的红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被 确认。 到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红 外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量 物质的红外光谱。 1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
H-Cl HCl H-Br HBr H-I H-O H-O H-S HI H2O H2S
游离 7.12
H-N
H-C
NH3
CH3X
6.5
4.7-5.0
C-Cl
C≡N
CH3Cl
3.4
16-18
1dyn/cm = 1mN/m
红外光谱的基本概念
伸缩 振动 υ 亚甲基 的振动 面内摇摆 面内变 形振动 δ 面内 剪式振动 ρ δs 对称伸 缩振动
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系：
υ＝
1 2


若用波数取代振动频率,则有下式:

=
1 2 c


＝
10 N 2 c
5


K为键力常数，其含义是两个原子由平衡位置伸长 0.1nm(lǺ)后的回复力，单位是 dyn/cm。 1dyn/cm = 1mN/m 1N＝105dyn μ’ 为折合质量。μ’=m1m2/（m1+m2） (m为原子质量) 原子质量用相对原子量代替: m1=M1/N, m2=M2/N 。M1、M2为原子量，N为阿佛加德罗常数。
O C SR
O C R NH 2
vC=0=1735cm-1
vC=0=1715cm-1
vC=0=1690cm-1 vC=0=1680cm-1 M效应 > I效应
I效应 > M效应
空间效应：环张力
环数减小，环的张力增大，环外的键加强，吸收频率增大， 环内双键减弱，吸收频率减小。
H
H
H
υ
C=C
1645 cm
M1M2 M1 M2
μ为折合原子量
μ=
将π、c和N的数值代入上式，并指定将键力常数中的105代入
10 N 2 c5≈1307源自≈1307

(cm-1)
例:已知羰基C=O的键力常数K=12×l05dyn/cm，求
解:

12 =1307 12 16 12 16
=1725 (cm-1)
化学键的力常数
影响红外光谱吸收频率的因素
外部因素（溶剂、物态、制样方法） 内部因素


质量效应 电子效应 空间效应 氢键效应 振动的偶合
外部因素
1）物质状态及制样方法 通常，物质由液态向气态变化，其波数将增加。 如: 丙酮 液态时： C=O=1718cm-1; 气态时： C=O=1742cm-1， 因此在制作和查阅红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。 2）溶剂效应 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。 如： 羧酸中的C=O： 气 态： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙 醚 溶 剂： C=O=1735cm-1 乙 醇 溶 剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
1-己烯的红外光谱图 ~3080cm-1: 烯烃C—H伸缩振动；~1820:910cm-1倍频； ~1650cm-1: C=C伸缩振动；~993，910cm-1: C=CH2 非平面摇摆振动


IR光谱表示法： 横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm） 纵坐标常用百分透过率T%表示 从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)