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红外光谱法红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。
简称“IR”,分子吸收光谱的一种。
利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。
红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。
红外光谱法的应用1.定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。
因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具2.定量分析红外光谱法对试样的要求红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：（1）试样应该是单一组份的纯物质，纯度应>98%或符合商业规格才便于与纯物质的标准光谱进行对照。
多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。
（2）试样中不应含有游离水。
水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。
（3）试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%~80%范围内。
目前主要有两类红外光谱仪：色散型红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪。
一、色散型红外光谱仪1 . 光源红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，同电加热使之发射高强度的连续红外辐射。
常用的是Nernst灯或硅碳棒。
Nernst灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒。
工作温度约为1700℃，在此高温下导电并发射红外线。
但在室温下是非导体，因此，在工作之前要预热。
它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好。
缺点是价格地硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便。
硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在1200-1500℃。
2 . 吸收池因玻璃、石英等材料不能透过红外光，红外吸收池要用可透过红外光的NaCl、KBr、CsI、KRS-5（TlI 58%，TlBr42%）等材料制成窗片。
红外分光光度法红外分光光度法 §1 概述UV 光谱又称：电子光谱、振一转光谱一、定义：由分子的振动—转动能级跃迁产生的光谱为红外光谱。
是以速光率T —ζ或T —λ图来进行定性、定量分析方法。
T-λ曲线，由于波长等距，曲线“前密后疏” 使用较多的是T-ζT-ζ曲线，由于波数等距，曲线“前疏后密” 使用较多的是T-ζ 二、IR 与UV 的区别：1、起源不同：UV 是分子的价电子跃迁产生（电子光谱）IR 是分子振-转能级跃迁产生（振-转光谱）2、适用范围：UV 主要讨论芳香化合物、共轭、长共轭化合物，且限于溶液。
IR ：几乎所有的有机化合物，且用于固、液、气。
3、特征性强：ζ波数cm -1=)(104m μλ0.76~2.5μm 近红外 2.5~25μm 中红外（中红外研究最为）4000~400 25~500μm 定红外红外主要用于定性、紫外主要用于定量。
三、用途：定性、定量、定结构构型、取代基位置定结构：①官能量；②化学类别；③精细结构 直链、支链 §2 基本原理IR ：由峰位、峰形、峰强描述主要讨论：起源、峰位、峰形、峰强及其影响因素。
一、振动能级和振动光谱讨论双原子分子。
re-平衡位置时原子间距。
将A 、B 两原子看作两个小球，化学键质量可忽略，则两个原子沿键轴方向的伸缩振动可近似为简谐振动，双原子分子视为谐振子。
1、位能：U=2)(21re r K -r=re, U=0r>re, U>0 r<re, U>0由量子力学可推，分子振动的总能量：Ev=(V+Ev=(V+21)h υ V=0,1,2……（振动量子数）由Hu 克定律：F=-Kr ，条件：弹簧伸长量不能太大。
而由图15-4，V=0时，E V =21h υ 振幅小V=1时，E V =23h υ ……振幅增大当大到一定程度时，化学键断裂了，即分子离解了（达到了离解能） ∴真实分子并不是谐振 2、基频峰产生的重要条件 V=0 V=1由图15-4，振动能级是量子化的，分子只能吸收相当于两个能级差的光量子，才能发生跃迁。
第4章 红外分光光度法一、内容提要红外线（infrared ray ）是波长为0.76～1000μm 的电磁波。
红外分光光度法（infrared spectrophotometry ）是依据物质对红外辐射的特征吸收而建立的一种分析方法，即红外光谱法。
红外分为近、中、远三个区域，通常红外光谱指中红外吸收光谱，由分子中原子的振动能级跃迁和分子的转动能级跃迁所产生的光谱，故为振动-转动光谱，简称振-转光谱。
红外吸收光谱又称红外吸收曲线，多用透光率－波数（T －σ）曲线描述，所谓吸收峰实际上是曲线的“谷”。
一条红外吸收曲线的特征主要由吸收峰的位置（λmax 、σmax ）、吸收峰的个数及吸收峰的强度来描述。
分子吸收适当频率的红外辐射（L νh ）后，可以由基态跃迁至激发态，其所吸收的光子能量必须等于分子振动能量之差，即ννh E h V V L ∆=∆=，即ννV L ∆= 或σσV L ∆= 是产生红外吸收峰的必要条件之一。
双原子分子只有一类振动形式（mode of vibration ）为伸缩振动。
多原子分子有两类振动形式为伸缩振动和弯曲振动。
振动自由度(f )是分子基本振动的数目，非线性分子， 63-=N f ；线性分子，53-=N f 。
在红外光谱中，某一基团或分子的基本振动能吸收红外线而发生能级跃迁，必须满足两个基本条件：（1）振动过程中，△μ≠0；（2）必须服从 νL =ΔV ν，两者缺一不可。
泛频峰使吸收峰数多于基本振动数，简并和红外非活性振动使基频峰数少于基本振动数。
吸收峰的位置或称峰位通常用σmax （或νmax 、λmax ）表示，对基频峰而言，σmax =σ，基频峰的峰位即是基团或分子的基本振动频率。
μk σ'=1307（cm -1） 折合相对质量相同时，化学键力常数越大，则基本振动频率越大。
化学键相同时，随着折合相对质量μ'的增大，其吸收频率变低。
吸收峰峰位由化学键两端的原子质量和化学键的键力常数预测，在比较复杂的分子中，由于有诱导效应（induction effection ，I 效应）、共轭效应（conjugation effect ，M 效应）、空间位阻、氢键等因素影响，峰位产生10～100cm -1的位移。
一、红外分光光度法（infrared spectrophotometry）：通常指2～50 波长范围（波数为4 000～200cm-1）的中红外区的吸收光谱分析法。
（一）、原理：物质在红外光照射下选择性地吸收其中与分子振动、转动频率相同的红外线，而形成一些吸收谱带，称为红外光谱。
不同结构的分子具有不同的振动能级，因而出现代表分子结构的各不相同的特征红外光谱，由此可进行分子的定性与定量分析。
有机物中大多数基团相对独立地在红外光谱的一定频率范围内出现其特征吸收峰，从而可鉴定分子中的基团。
广泛用于制药、染料、石油、高分子、半导体及环境中有机污染物的分析鉴定。
（二）、红外分光光度法测定废水中石油类的含量根据《地表水和污水监测技术规范》（HJ91—2002）的定义，石油类是指矿物油和动物油脂的总称，即在p H≤2能够用规定的萃取剂萃取并测量的物质。
定义未明确指出用四氯化碳萃取，因为四氯化碳是破坏臭氧层的物质，随着技术的发展有被其他萃取剂取代的可能。
本法系用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总萃取物，然后将萃取物用硅酸镁吸附，经脱出动植物油等极性物质后，测定石油类的含量。
总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1（CH2基团中C-H键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团中C-H键的伸缩振动）和3030cm-1（芳烃环中C-H键的伸缩振动）谱带处吸光度A2930、A2960和A3030进行计算。
动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之差计算。
该方法测定要点是：首先用四氯化碳直接萃取或絮凝富集萃取（对石油类物质含量低的水样）水样中的总萃取物，并将萃取液定容后分为两份：一份用于测定总萃取物；另一份经硅酸镁吸附后用于测定石油类物质。
然后，以四氯化碳为溶剂，分别配制一定浓度的正十六烷、2，6，10，14-四甲基十五烷和甲苯溶液，用红外分光光度计分别测量它们在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处的吸光度A2930、A2960和A3030，由以下通式列联立方程求解，分别求出相应的校正系数X、Y、Z和F：ρ=X·A2930 +Y·A2960+Z(A3030- A2930/F)式中：ρ——所配溶液中某一物质含量，mg/LA2930、A2960和A3030————三种物质溶液各对应波数下的吸光度;X、Y、Z——吸光度校正系数F——脂肪烃对芳烃影响的校正系数，即正十六烷在2960cm-1和3030cm-1处的吸光度之比。
红外分光光度法一、填空题1. 红外光谱是介于与之间的电磁波，其波长范围是。
2. 化合物的红外吸收曲线可由来描述。
3. 不同分子在红外谱图中出现的吸收峰位，是由所决定的。
4.乙醛CH3CHO的v c=0为1731cm-1，若醛上氢被一氯原子所取代形成CH3—C—Cl后，则v c=0向移动。
5. 丙酮的v c=0为l715cm-1，若其中一个甲基被一苯基所取代形成苯乙酮后，则v c=0向移动。
6. 化合物的v c=0为l663cm-1，若8位上氢被甲基取代后则v c=0由于因而频率。
7. 红外光谱中所说的特征频率区是指的区间，其特点是。
8. 苯甲醛的红外光谱中出现了2780cm-1和 2700cm-1两个吸收峰，是由而产生的。
9. 分子内形成氢键与分子间形成氢键一样会使基团的振动频率向低波数移动。
但是分子间氢键而分子内氢键。
10. 压片法所用的KBr必须进行干燥处理，一般要在左右。
11. 含羟基的样品，因溴化钾分散剂易吸水，干扰羟基的测定，因此采用特别合适。
12. 调糊法常用的悬浮剂有 , 但此法不能用于样品中的鉴定。
13. 液体池窗板很容易吸潮变乌，致使透光性变坏，因此使用时禁止，拆装时应 , 在的房间操作。
14. 液体池法需选择溶剂，一般常用的溶剂有。
15. 顺-2-丁烯与反-2-丁烯的红外光谱在区域有显著不同的特征。
顺式r C-H在处有数强吸收而反式r C-H在有很强吸收峰。
16.氢键使v OH向且。
17. 一纯品的分子式为 C5H3NO，其红外光谱中有1725、2210、2280 cm-1，此化合物最可能结构是。
18. 一种苯的氯化物在 900～69Ocm-1区域波没有吸收峰，它的可能结构为。
19. 有一种溴甲苯C7H7Br，有一单峰在801cm-1，它的结构式为。
20. 化合物SO2的平动自由度为，转动自由度为 , 振动自由度为。
二、单项选择题1、某化合物受电磁辐射作用后，振动能级发生变化，所产生的光谱波长范围是( )A. 紫外光B. X射线C. 微波D. 红外线2、由红外光谱测得S—H的伸缩振动为 2000cm-1，S—D的伸缩振动频率为( )A.1440cm-1B.2000cm-1C.4000cm-1D.1000cm-13、乙烯分子的振动自由度为( )A.20B.13C.12D.64、乙炔分子的振动自由度为( )A.12B.7C.6D.55、苯分子的振动自由度为( )A.32B.36C.30D.316、下列化学键伸缩振动产生的基频峰出现在最低频的是()A. C-HB. C-NC. C-CD. C-F7、分子式为C8H7ClO s的化合物其不饱和度为( )A.5B.4C.6D.28、CO2分子没有偶极矩这一事实表明该分子是( )A. 以共价键结合的B. 角形的C. 线性的并且对称D. 非线性的9、下列羰基化合物中，v c=0出现最高波数者为( )O O OA. R—C—R′B. R—C—ClC. R—C—HOD. R—C—F10、下列化合物在稀溶液中，v c=0出现最低波数为( )O O O R‖‖‖A. R—C—OR′B. R—C—S—ArC. R—C—N—R′O‖D. Ar—C—S—R11、下列化合物中，v c=0出现在最高波数者为( )A. B. C.D.12、某化合物分子式为 C7H5NOClBr，其不饱和度为( )A. 4B.5C. 2D. 713、某化合物红外光谱数据如下：3200 cm-1(S)。
2200 cm-1(W)、l620 cm-1(S)，其可能结构为( )A. B.C. D.14、不考虑费米共振等因素，下列基团的伸缩振动而产生的吸收峰最强者为( )A. C-HB. N-HC. S i-HD.0-H15、已知原子最H=1、Cl=35，则H—C1分子的折合质量为( )A. 1.586×1024gB. 3.O×1024gC. 9.7×10-1gD. 1.0285μg16、下列环酮化合物中，v c=0出现在最高波数者为( )A. B. C. D.17、下列环烯化合物中，v c=0出现最低波数者为( )A. B. C. D.18、已知原子量H=1、L i=7，则L i—H的折合质量为( )A. 6.45×10-24gB.8.00ngC. 8.75×10-1μgD. 1.453×10-2419、羰酸在不同溶剂中测定的红外光谱，v c=0出现最低者为( )A. 气体B. 正构烷烃C. 乙醇D. 碱液20、某化合物的分子式为 C7H7NO，其不饱和度为( )。
A. 2B. 3C. 4D. 521、多原子分子有四种振动形式，一般来说，吸收峰强度最大的振动形式是( )。
A. δB. γC.υasD. υs22、下列合物中υc=c吸收强度最大的化合物为( )A. R-CH=CH2B. RCHCH-R'(顺)C. R-CH=CH-R'(反)D. R-CH=CH-R(顺)23、碳的杂化态对C—H键振动频率的影响是( )A.S成分越多，C—H键的键长越长，υc-H向高频位移；B.S成分越多，C—H键的键长越短，υc-H向低频位移；C.S成分越多，C—H键的键长越长，υc-H向低频位移；D.S成分越多，C—H键的键强越强，υc-H向高频位移；24、能够证明不饱和化合物的红外光谱区段是( )A. 3500～3399cm-1,2100～2400cm-1,19OO～1500cm-1B. 2100～2400cm-1,1500～1300cm-1,3300～3000cm-1C. 3300～3000cm-1,1900～1650cm-1,2400～2100cm-1D. 3300～3000cm-1,1900～1500cm-1,2400～2100cm-125、双原子分子振动能级间的间距，随着振动量子数的增加，间距应该( )A. 变得更加稀疏B. 变得更加稠密C. 开始逐渐变稠密，然后又变稀疏D. 开始逐渐变稀疏，然后又逐渐变稠密26、下列光谱数据中，能包括的吸收带的红外光谱区间是( )A. 3000～2700cm-1,1900～1650cm-1,1745～1300cm-1B. 3000～2700cm-1,2400～2100cm-1,1000～650cm-1C. 3300～3010cm-1,1900～1650cm-1,1000～650cm-1D. 3300～3000cm-1,1675～1500cm-1,1475～1300cm-127、在化合物的红外光谱图上，除了发现1738 cm-1、l717 cm-1有吸收峰外，在1650cm-1和 3000cm-1也出现了吸收峰，出现后两个吸收峰的原因是( )A. 样品中含有带一OH和基团的杂质B. 样品中含有带基团的杂质C. 样品中含有带的杂质D. 样品中存在着化合物28、在红外光谱中，化学键的振动频率受诸多因素影响，其中( )A. 诱导效应使υc=0向低频位移B. 共轭效应使υc=C向高频位移C. 诱导效应使向低频位移D. 环的张力使υc=0向高频位移29、在醇类化合物中，υOH随溶液浓度的增加，向低波数方向移动的原因是( )A. 溶液极性变大B. 形成分子间氢键随之加强C. 诱导效应随之变大D. 易产生振动的偶合30、在化合物(I)和(Ⅱ)中，前者的υc=C强度大于后者的原因是由于( )A. (I)能形成费米共振B. (Ⅱ)是末端双键C. (I)的对称性差D. (I)中双键与羰基共轭31、下列红外光谱数据中，能够说明分子中有末端双键的是( )A.724 cm-1 1650 cm-1 890 cm-1B.967 cm-1 1650 cm-1 99O cm-1C.911 cm-1 1650 cm-1 990 cm-1D.910 cm-1 1650 cm-1 802 cm-132、2-溴环已酮有两个υc=0吸收带，除了主带(1716 cm-1)以外，还有较小的吸收带(l740 cm-1)，这是由于( )A. 样品中存在着化合物B. 样品中存在着互变异物C. 样品中存在着空间位阻D. 样品中存在着不同的构象33、下列振动类型中，为红外话性振动的是( )A. CH3—CH3分子中υc-CB.CH3—CCl3分子中υc-CC.CO2分子中υS c=0D.CH2=CH2分子中υc=C34、分子的红外光谱能给我们提供一些关于分子结构的资料，红外光谱的产生由于( )A. 电子激发B.振动方式改变C.转动方式改变D.核激发35、红外光谱的波长范围是( )A. 0.1～10mmB.100nm～200nmC.1cm～3mmD. 10-4cm～10-3c m三、多项选择题：1、红外光谱产生的必要条件是( )A. 光子的能量与振动能级的能量相等B. 光子的频率是化学键振动频率的整数倍C. 化合物分子必须具有π轨道D. 化合物的分子应具有 n电子E. 化学键振动过程中Δμ≠02、能够用IR光谱鉴别烯烃的一组相关峰为( )A. 由π→π＊跃迁产生的吸收峰B. υc=C-H δc=C-HC. υc=C-H σc=C-HD.l695～l500 cm-1之间的吸收峰E. υc=0 υc=C3、形成氢键后υOH吸收峰特征为( )A. 形成氢键后变为尖窄的吸收峰B. 峰位向低频移动，在 3500～33OO cm-1C. 峰位向高频移动，但峰强变大D. 峰强不变，峰形变宽E. 峰强增大，峰形变宽4、采用溴化钾压片法制备试片时，一般要求( )A. 溴化钾一定是经过干燥处理的B. 样品与溴化钾要在研钵中研磨混匀C. 操作要在红外灯下进行D. 一般要在红外灯下，将样品与溴化钾在玛垴研气体中体混匀E. 溴化钾要在 600℃马福炉中灼烧4小时5、烯醚(R—CH=CH—0—R1)ucc的特征为(-、)A. υc=C较正常烯烃的υc=C向低频位移B. 吸收峰强度增大C. υc=C较正常烯烃的υc=C向高频位移D. 吸收强度不变E. υc=C峰位不变，强度增大6、下列化合物中，不能出现弯曲振动的有( )A. HClB. CO2C. N2D. H2OE. CH4四. 名词解释题1、外非活性振动：化合物分子的两个键的伸缩处于平衡状态时，偶极矩的大小相等而方向相反，分子的正负电荷重心重合，偶极矩的变化为零。
这种振动称为红外非活性振动。
2、基频峰：化合物分子吸收某--频率的红外线后，由基态(V=0)跃迁到第一激发态(V= 1)时产生的吸收蜂。
3、相关峰：一个基团的存在而产生的一组相互依存、的特征吸收峰称为相关峰。
4、特征峰：能够确定某官能团存在的，易于辨认的一些吸收峰称为特征吸收峰，简称特征峰。
5、振动自由度：分子的基本振动的数目称为振动自由度。
