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第三章 红外光谱法2--本科生

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第3章红外光谱法1共26页文档

第3章红外光谱法1共26页文档
2020/4/16
二、红外光谱法的特点 1、任何气态、液态和固态样品均可进行测定； 2、红外光谱可用来鉴定未知物的分子结构或确定其 化学基团； 3、样品用量少。
2020/4/16
§3-2 红外光谱法的基本原理 一、产生红外吸收的条件 1. 振动的偶极距必须发生变化
首先我们介绍一下偶极距的概念： 分子是由原子构成的，如果组成一个分子的原子的电负性不 同，此分子将表现出极性，如HCl，由于H与Cl的电负性不同， H带部分正电荷，Cl带部分负电荷。HCl的一端显“＋”，一端 显“－”，在物理学上这种状态称为偶极子。 分子极性的大小，用偶极距描述，如HCl
H带正电荷＋q，Cl带负电荷-q，两 原子中心距离为d，则偶极距为:
=qd
2020/4/16
当偶极子处在电磁辐射的电磁场中时，该电场做周期性反转， 偶极子将经受交替的作用力。如下图：
-
+
-
+
+
+
+
+
—
－
－
－
+
-
+
-
偶极子具有一定的原有振动频率，当辐射的频率与偶极子原 有频率匹配时，分子振动在电场作用下被加强，分子由低能 态跃向高能态。此时分子振动幅度增大，偶极距发生变化。 辐射能通过电场将能量传给分子，自身光强减弱，从宏观上 讲分子产生了吸收，致使光强减弱。
1 En(n 2)h ν n0,12 , 3 , .....
n为振动量子数
在常温下，绝大多数分子处于基态（n=0）,接受能量后跃迁到 第一振动激发态(n=1)，此时跃迁能差为
E(11)h(01)hh
2
2
吸收光子的能量为ha ，则 E= hν=ha

红外光谱法PPT教学课件

红外光谱法PPT教学课件

方法名称
原子发射光谱法 原子荧光光谱法 分子荧光光谱法 分子磷光光谱法 化学发光法 X射线荧光分析
激发方式
电弧、火花、等离子炬等 高强度紫外、可见光 紫外、可见光 紫外、可见光 化学能 X射线（0.01—2.5nm）
作用物质或机理
气态原子的外层电子
检测信号
紫外、可见光
气态原子的外层电子
原子荧光
分子
荧光（紫外、可见光）
分子
磷光（紫外、可见光）
分子
可见光
原子内层电子的逐出，外层能级电 子跃入空位（电子跃迁）
特征X射线（X射线荧光）
荧光光谱法
当一种吸收物质吸收电磁辐射后跃迁到高能态，它的 寿命约为10-10~10-9秒，在一般情况下，受光激发的粒子与 系统中的其它粒子有一系列碰撞并将激发能转化为热，此 为无辐射跃迁。某些情况下，被电磁辐射激发到高激发态 的粒子很快通过碰撞失去振动能到达第一电子激发态的最 低振动能级，然后发射电磁辐射回到基态。
∆E=hc/λ 所以各种粒子吸收线的波长或频率不同。因此．对吸收线波长 及强度的研究，可以提供样品的性质，结构及含量的信息。 根据吸收光谱所在的光谱区域及吸收粒子的差别，主要可分为： 紫外—可见吸收光谱法、原子吸收光谱法及红外光谱法，此外还有 核磁共振波谱法及X射线吸收光谱法。
各类吸收光谱法的主要特点
可见光
光学分析方法分类
光学分析法分为光谱法和非光谱法两类。 光谱法是电磁波与物质作时，引起分子或原子内部量子化能级跃 迁而产生发射、吸收、散射或荧光，通过检测这些光谱的特征波长 和强度来进行定性定量分析。这类方法包括：原子吸收、原子发射、 原子荧光、紫外可见、红外光谱、分子荧光、分子磷光、核磁共振 等等。 非光谱法则是通过测量电磁波与物质作用时，电磁波的某些其他 性质，如反射、折射、散射、干涉、衍射和偏振等变化而建立。这 类方法有折射法、干涉法、散射浊度法、旋光法、圆二向色性法、X 射线衍射法和电子衍射法等。

第三章 红外吸收光谱分析-1

第三章 红外吸收光谱分析-1

波长和波数
红外区光谱用波长和波数( 红外区光谱用波长和波数(wave number) 波长和波数 ) 来表征 ; 波长多用m做单位; 做单位; 波长多用 做单位 波数: 表示, 波数:以σ表示,定义为波长的倒数,单位 表示 定义为波长的倒数, cm-1,其物理意义是每厘米长光波中波的数 目. σ=1/λ(cm)=104/λ(m)=υ/c 用波数表示频率的好处是比用频率要方便, 用波数表示频率的好处是比用频率要方便,且 数值小. 数值小. 一般用透光率 波数曲线或透光度-波长曲线 透光率-波数曲线 波长曲线来 一般用透光率 波数曲线或透光度 波长曲线来 描述红外吸收光谱. 描述红外吸收光谱.
第三章 红外吸收光谱分析
3.2 基本原理 3.2.1 产生红外吸收的条件
产生红外吸收的条件
1) 辐射光子具有的能量与发生振动 跃迁所需的跃迁能量相等. 跃迁所需的跃迁能量相等. 2)辐射与物质之间有耦合作用. )辐射与物质之间有耦合作用.
条件一: 条件一:辐射光子的能量应与振动跃 迁所需能量相等
红外光谱的特点-1 红外光谱的特点
紫外,可见吸收光谱常用于研究不饱和 紫外,可见吸收光谱常用于研究不饱和 有机物, 有机物,特别是具有共轭体系的有机化 合物; 红外光谱法主要研究在振动中 合物;而红外光谱法主要研究在振动中 伴随有偶极矩变化的化合物. 伴随有偶极矩变化的化合物. 因此,除了单原子和同核分子如Ne, , 因此,除了单原子和同核分子如 ,He, O2,H2等之外,几乎所有的有机化合物 等之外, 在红外光谱区均有吸收. 在红外光谱区均有吸收. 一般只要结构上不同, 一般只要结构上不同,就会有不同的红 外光谱图. 外光谱图.
红外光谱的特点-2 红外光谱的特点
红外谱图吸收带的位置与吸收谱带的强 红外谱图吸收带的位置与吸收谱带的强 度反映了分子结构上的特点, 度反映了分子结构上的特点,可以用来 定基团,定结构; 定基团,定结构; 谱带的强度与分子组成以及含量有关 与分子组成以及含量有关, 谱带的强度与分子组成以及含量有关, 可以用来进行定量分析及纯度的检查; 可以用来进行定量分析及纯度的检查; 红外光谱分析特征性强,气体, 红外光谱分析特征性强,气体,液体和 固体样品均可以测定,并且具有用量少, 固体样品均可以测定,并且具有用量少, 分析速度快和不破坏样品等特点. 分析速度快和不破坏样品等特点.

第三章红外光谱IR

第三章红外光谱IR

烷烃吸收峰
正己烷的红外光谱图
2，2，4-三甲基戊烷的红外光谱图
2、不饱和烃
• 烯烃 • 炔烃 • 芳香烃
2、1 烯烃 烯烃双键的特征吸收
影响双键碳碳伸缩振动吸收的因素
• 对称性：对称性越高，吸收强度越低。 • 与吸电子基团相连，振动波数下降，吸
收强度增加。 • 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。质量效应 • 共轭效应：使波数下降约30厘米-1 。
1-己烯的红外光谱图
~3060cm-1: 烯烃C—H伸缩振动；~1820:910cm-1倍频； ~1650cm-1: C=C伸缩振动；~995，905cm-1: C=CH2 非平面摇摆振动
顺式和反式2，2，5，5-四甲基己烯红外光谱 a 顺式 b 反式
v~
=
1
——
K
2C M
M = m1 m2 m1 + m2
双原子分子红外吸收的频率决定于折合质量和键力常数。
C-H C-C C-O C-Cl C-Br C-I
-1 cm
3000
1200 1100
800
550
500
v cm-1
力常数/g.s-2
CC 2200~2100
12~18105
C=C 1680~1620
C-H面外弯曲振动吸收峰位置（cm-1） 670
770-730，710-690 770-735
810-750，710-690 833-810
780-760，745-705 885-870，825-805 865-810，730-675
810-800 850-840 870-855
870
各类取代苯的倍频吸收和面外弯曲振动吸收

201X.9.23第三章红外-答案

201X.9.23第三章红外-答案

第三章红外光谱一、名词解释基频峰、倍频峰、费米共振、特征频率区、指纹区基频峰：当分子吸收一定频率的红外线后，振动能级从基态（V0）跃迁到第一激发态（V i）时所产生的吸收峰，称为基频峰。

倍频峰：如果振动能级从从基态（V0）跃迁到第二激发态（V2）、第三激发态（V3）…… 所产生的吸收峰称为倍频峰。

费米共振：当一振动的倍频（或组频）与另一振动的基频吸收峰接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，这种倍频（或组频）与基频峰之间的振动偶合称费米共振。

特征频率区：特征谱带区有机化合物的分子中一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域的4000〜1500cm-2。

该区域吸收峰比较稀疏,容易辨认,故通常把该区域叫特征谱带区。

红外光谱指纹区：红外吸收光谱上1500〜40Ocm-1的低频区,通常称为，在核指纹区。

该区域中出现的谱带主要是C-X （X=C,N s O）单键的伸缩振动以及各种弯曲振动对和确认有机化合物时用处很大。

二、填空1. 红外光谱的产生是由于 ------------ 。

化学键的振动与转动跃迁。

2. 红外光谱产生的条件是 ------------------- 、红外光谱产生的条件是辐射的能量满足跃迁所需能量，辐射引起偶极矩的变化。

3. 红外光谱中影响基团频率位移的因素有外部因素和内部因素，内部因素主要有________ 、 ____________ 、______________ 等。

此外，振动耦合、费米共振等也会使振动频率位移。

外部因素（样品的状态等）、电子效应（诱导效应、共轭效应和偶极场效应）、空间效应、氢键4. 在红外光谱中，将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为 ___________ ，相反则称为______________ 。

红外活性，非红外活性。

5. 基团-OH和-NH, -C三N和-C三CH -C=C-和-C=N-的伸缩振动频率范围分别是_-1 -1 -1cm，cm ，cm 。

IR-1第三章红外光谱-波谱分析课程

IR-1第三章红外光谱-波谱分析课程
光栅型分辨率：0.2cm-1重现性好 扫描速度快（＜0.1s），可作快速反应动力学研究
， 并可与GC、LC联用。色散型:只能观测较窄的扫 描 一次需8、15、30s等。 杂散光不影响检测。 对温度湿度要求不高。 光学部件简单，不易磨损。
3.3 试样的处理和制备
3.3a 红外光谱法对试样的要求
薄膜法
高分子化合物可直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可 将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶 剂挥发后成膜测定。
4 基团频率和特征吸收
1. 基团频率区和指纹区 2. 红外光谱的区域划分 3. 影响基团频率的因素
4.1基团频率区和指纹区 指纹区：1300 cm-1-600 cm-1
基团频率区 (官能团区或 特征区)
试样：液体、固体或气体
1 试样
– 单一组份的纯物质:纯度>95%或符合商业规格，便于与 纯物质的标准光谱进行对照
– 多组份混合试样:测定前先用分馏、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
A-2 试样中不应含水分： 水有红外吸收(3500及 1640cm-1），严重干扰谱图;腐蚀吸收池的盐窗。
转动能级
△ E电子 △ E振动 △ E转动 红外吸收光谱由分子振动-转动能级跃迁引起的
1.2 红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范 围约为 0.75 ~ 1000µm，
1.3 红外光谱的测定过程
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 引起瞬时偶极矩的变化，产生分子振动和转动能 级从基态到激发态的跃迁,使相应吸收红外光区域 的透射光强度减弱。记录百分透射率与波数（或 波长）关系曲线，就得到红外光谱。

第三章 红外光谱法--本科生


1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相 当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能 量，而产生吸收光谱。 2. 必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能 产生红外吸收光谱。
4 吸收谱带的强度
红外光谱的吸收带强度即可用于定量分析，也是 化合物定性分析的重要依据。 基态分子中的很小一部分，吸收某种频率的红外 光，产生振动的能级跃迁而处于激发态。激发态分子 通过与周围基态分子的碰撞等原因，损失能量而回到 基态，它们之间形成动态平衡。跃迁过程中激发态分 子占总分子的百分数，称为跃迁几率，谱带的强度即 跃迁几率的量度。跃迁几率与振动过程中偶极矩的变 化（△μ）有关，△μ越大，跃迁几率越大，谱带强度 越强。
特征区（官能团区）分为三个区域：
（2）2500~1900 为叁键和累积双键区。 主要包括-CC、 -CN等等叁键的伸缩振动，以及-C =C=C、C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。 对于炔烃类化合物，可以分成R-CCH和R-C C-R两种类型， RCCH的伸缩振动出现在2100~2140 cm-1附近； R-C C-R出现在 2190~2260 cm-1附近；-C N基的 伸缩振动在非共轭的情况下出现在 2240~2260 cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到 2220~2230 cm-1附近。
k /N.cm
7.7 6.4
折合质量μ ：μ ↓，(v)↑，红外吸收信号将出现在 高波数区。
v
振 σ
1 k 2 c
吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折 合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数 区(短波长区）；反之，出现在低波数区(高波长区)
v
v
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论：
产生红外光谱的必要条件是：

《红外光谱法》课件


红外光谱的应用前 景
红外光谱技术在化学、工业 和环境领域有广泛应用，将 继续发展和创新。
红外光谱技术的发 展方向
红外光谱技术将逐步提高仪 器性能、扩大应用范围，并 与其他技术紧密结合进行研 究和创新。
基础理论知识
1 振动模式
物质分子在红外辐射作用下发生的振动现象，是红外光谱分析的基础。
2 红外辐射
红外辐射是一种波长较长的电磁辐射，它与物质相互作用产生能量的吸收和发射。
3 能量吸收
红外光谱通过测量物质在不同波长的红外辐射下吸收的能量量来分析物质的组成和结构。
红外光谱仪的组成
光源
红外光谱仪中使用红外光源产生红外辐射，常 用的包括热电偶和红外光管。
样品室
样品室是放置待测物质的空间，通过样品室中 的红外辐射与物质相互作用来进行光谱分析。
分光仪
分光仪用于将红外辐射分解成不同波长的光线， 常用的接收分光仪分离出的红外光谱信号，并 转化成电信号进行检测和分析。
红外光谱的应用
1
化学分析
红外光谱在化学领域广泛应用，可用于分析物质的组成、结构和化学变化。
红外光谱法的发展趋势
红外光谱技术的研究方向
开发更高分辨率的仪器、提升信号处理和数 据分析算法、拓展红外光谱的应用范围。
未来发展趋势
红外光谱技术将在医药、生物和环境领域得 到广泛应用，与其他技术相结合推动科学研 究和工业创新。
总结
红外光谱法的意义
红外光谱法是一种重要的分 析技术，可用于物质组成和 结构分析，推动科学研究和 工业发展。
《红外光谱法》PPT课件
欢迎来到《红外光谱法》的PPT课件！本课程将深入探讨红外光谱的基本概 念、理论知识、仪器组成、应用领域以及未来发展趋势，让您全面了解这一 重要领域。

红外吸收光谱法课件

*
红外吸收光谱法
在倍频峰中，二倍频峰还比较强，三倍频峰以上。因跃迁的几率很小。一般都很弱，常常观测不到。 4000～400cm-1间主要测基频峰，既使有倍频峰也很弱。 还有 合频峰（v1＋v2 , 2 v1 ＋ v2 ….) 差频峰（ v1 - v2 , 2v1 -v2 …….） 很弱，不易辨认。 倍频峰，合频峰，差频峰通称泛频峰，分 子振动并不是严格的简谐振动。
*
红外吸收光谱法
（2）倍频峰： 在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态（υ =0），跃迁至第二振动激发态（υ＝2），第三振动激发态（ υ＝3）…..等等，所产生的吸收峰。这些吸收峰称为倍频峰。 二倍频峰： υ0→2 νL=△u·v＝(2－0) ·v ＝2 v 三倍频峰: υ0→3 νL =△ u·v =(3-0) ·v =3v
*
红外吸收光谱法
4.基频峰数目减少的原因 (1)△μ=0 (2)o=c=o (3)仪器分辨率低 对一些频率很近的吸收峰分不开，一些 弱峰仪器灵敏度低，未捡出。 (4)波长超过了仪器的可测范围。 如 CO2只有两个峰。
*
红外吸收光谱法
图6-6二氧化碳的红外光谱图
*
红外吸收光谱法
*
红外吸收光谱法
2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动，转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0
图6～2：偶极子在交变电场中的作用示意图
*
红外吸收光谱法
（1）红外活性 分子振动引起偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质，称为红外活性。其分子称为红外活性分子。相关的振动称为红外活性振动。如H2O ，HCl ，CO为红外活性分子。 （2）非红外活性 若△μ＝0，分子振动和转动时，不引起偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红外活性。其分子称为红外非活性分子。如 H2 ，O2 ，N2 ，Cl2….相应的振动称为红外非活性振动。

红外光谱-全ppt课件

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。
精选课件
27
红外光谱制样方法
样品要求：干燥无水、浓度适当、多组分样要 先分离
固体样品：溴化钾压片法 糊状法（石蜡油 或六氯丁二烯糊剂) 溶液法（溶剂CS2,、CCl4 、CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物）
（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”。
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4
(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。
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8
化学键的力常数
键 分子 K（×105dyn/cm） H-F HF 9.7 H-Cl HCl 4.8 H-Br HBr 4.1
H-I HI 3.2 H-O H2O 7.8 H-O 游离 7.12 H-S H2S 4.3 H-N NH3 6.5 H-C CH3X 4.7-5.0
键 H-C H-C C-C C=C C≡C C-O C=O C-Cl C≡N
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。
精选课件
6
1 = 2c
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3.5.2 试样的处理和制备
要获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外， 还必须有良好的红外光谱测定技术。红外光谱测定技术分为 两类。 一类是指检测方法 如透射、衰减全反射、漫反射、 光声及红外发射等。 通常测定的都是透射光谱 一类是指制样技术 采用的制样技术主要有压片法、 糊法、膜法、溶液法、衰减全反射 和气体吸收池法等。
制样的方法
1 .气体样品 气态样品可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的NaCl或 KBr窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。
2 . 液体和溶液试样
（1）液体池法 沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为 0.01~1mm。 （2）液膜法 沸点较高的试样，直接滴在两片盐片之间，形成液膜。 对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图 时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行测定。 常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐 窗，有CCl4 、 CCl3 、CS2、C6H12等。
吸收峰的数量与振动的自由度有关。振动的自由度 指分子独立的振动数目或基本的振动数目.
分子自由度 平动自由度 转动自由度 振动自由度 3N
分子振动自由度 3N （平动自由度 转动自由度）
非线性分子： 3N 6 F
线性分子： 3N 5 F
• • •
注： 振动自由度反映吸收峰数量 并非每个振动都产生基频峰 吸收峰数常少于振动自由度数
固体试样
（1）压片法 将1~2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具 中，用（5~10）107Pa压力在油压机上压成透明薄片，即 可用于测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于 2微米，以免散射光影响。 （2）石蜡糊法 将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混 合，调成糊状，夹在盐片中测定。
红外光谱的吸收强度一般定性地用很强（vs）、强（s）、中（m）、 弱（w）和很弱（vw）等表示。
3.4 影响基团频率位移的因素
1 外部因素 试样状态、测定条件的不同及溶剂极性的影响等 外部因素都会引起频率位移。一般气态时C=O伸缩振 动频率最高，非极性溶剂的稀溶液次之，而液态或固 态的振动频率最低。 同一化合物的气态和液态光谱或固态光谱有较大 的差异，因此在查阅标准图谱时，要注意试样状态及 制样方法等。
测量操作注意事项



环境条件：红外实验室的室温应控制在15～30℃，相对 湿度应小于65%，适当通风换气，以避免积聚过量的二 氧化碳和有机溶剂蒸汽。 采用压片法时，以溴化钾最常用。若供试品为盐酸盐， 可比较氯化钾压片和溴化钾压片法的光谱，若二者没有 区别，则使用溴化钾。 供试品研磨应适度，通常以粒度2～5μ m为宜。供试品过 度研磨有时会导致晶格结构的破坏或晶型的转化。 压片模具及液体吸收池等红外附件，使用完后应及时擦 拭干净，必要时清洗，保存在干燥器中，以免锈蚀。


红外光谱仪
Bruker公司： Bruker Tensor 27 、Tensor 37 型傅里叶变换中/近红外分光光度 计 Nicolet公司： 550Ⅱ型、 560 型、 Avatar 360型、NEXUS型、 EQUINOX 55 型 傅里叶变换红外分光光度计 Bio-Rad 公司： FTS-135 型、 FTS-165 型、 FIS-7R 型傅里叶变换红外分光光度计 PE公司： PE -1650型、 PE 983 G型红外分光光度计 岛津公司： IR Prestige-21 型、 FT\IR 8101 型、FTIR-8201 PC 型傅里叶变 换红外分光光度计 天光 TJ270-30型红外分光光度计（国产）
1 928cm-1
（ii）共轭效应（C效应）。共轭效应使共轭体系中的 电子云密度平均化，结果使原来的双键略有伸长（即 电子云密度降低），力常数减小，使其吸收频率往往 向低波数方向移动。
R
C O
R
C O
R
C O
1 665cm-1
1 715cm-1
1 680cm-1
（iii）中介效应（M效应）。当含有孤对 电子的原子（O、N、S等）与具有多重键 的原子相连时，也可起类似的共轭作用， 成为中介效应。例如，酰胺、酯
3.6 红外吸收光谱法的应用
1 定性分析
红外光谱定性分析，大致可分为官能团定 性和结构分析两个方面。官能团定性是根据化 合物的红外光谱的特征基团频率来检定物质含 有哪些基团，从而确定有关化合物的类别。结 构分析或称结构剖析，则需要由化合物的红外 光谱并结合其它实验资料（如相对分子量、物 理常数、紫外光谱、核磁共振波谱、质谱等） 来推断有关化合物的化学结构。
解： 由分子式计算不饱和度U = 4－6/2＋1= 2 特征区：3 070cm-1有弱的不饱和C—H伸缩振动吸收， 与1 650cm-1的vc=c 谱带对应表明有烯键存在，谱带较 弱，是被极化了的烯键。 1 765cm-1强吸收谱带表明有羰基存在，结合最强吸收 谱带1 230cm-1和1 140cm-1的C-O-C吸收应为酯基。 这个化合物属不饱和酯，根据分子式有如下结构： （1） CH2=CH－COO－CH3 丙烯酸甲酯 （2） CH3－COO－CH=CH2 醋酸乙烯酯
2 内部因素
1）电子效应 （i）诱导效应（I效应）。由于取代基具有不同的电 负性，通过静电诱导作用，引起分子中
δ-
O
O R' R C Cl Cl
O C Cl F
O C F
R
C
δ
+
1 715cm-1
1 800cm-1
1 828cm-1
FTIR光谱仪具有以下优点：
a 光学部件简单，只有一个动镜在实验中转动， 不易磨损。 b 测量范围宽，其波数范围可达到45 000~6cm-1 c 精度高，光通量大，所有频率同时测量，检 测灵敏度高。 d 扫描速度快，可作快速反应动力学研究，并 可与气相色谱GC、液相色谱LC联用。 e 杂散光不影响检测。
这两种结构的烯键都受到邻近基团的极化，吸收强度较高。
普通酯的vC=O在1 745cm-1附近，结构（1）由于共轭效应vC=O频 率较低，估计在1700cm-1左右，且甲基的对称变形振动频率在1 440cm-1处，与谱图不符。谱图的特点与结构（2）一致，vC=O频 率较高以及甲基对称变形振动吸收向低频位移（1 365cm-1）， 强度增加，表明有CH3COC－结构单元。vsC-O-C升高至1 140cm-1 处。且强度增加，表明不饱和酯。 指纹区：δ=CH 出现在955和880cm-1，由于烯键受到极化，比正 常的乙烯基δ=CH位置（990和910cm-1）稍低。 由上图谱分析，化合物的结构为（2），可与标准图谱对照
（3）谱图解析
特征区
a 化合物具有哪些官能团，第一强峰有可能估计出化合 物类别； b 确定化合物是芳香族还是脂肪族，饱和烃还是不饱和 烃，主要有C－H伸缩振动类型来判断。C－H伸缩振动 多发生在3 100~2 800cm-1之间，以3 000 cm-1为界，高于 3 000 cm-1为不饱和烃，低于3 000 cm-1为饱和烃。芳香 族化合物的苯环骨架振动吸收在1 620 ~1 470cm-1之间， 若在1600±20、1500±25 cm-1有吸收，确定化合物是芳 香族。
指纹区 a 作为化合物含有什么基团的旁证，指纹区许多吸收 峰都是特征区吸收峰的相关峰。 b 确定化合物的细微结构
总的图谱解析可归纳为：先特征，后指纹； 先最强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否 定，后肯定。一抓一组相关峰。
举例：
例1：由元素分析某化合物的分子式为C4H6O2，测 得红外光谱如图2.16，试推测其结构。
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）单一组份的纯物质，纯度应>98%或符合药典规格 （多组分抗生素不列入红外光谱鉴别） （2）试样应适当干燥。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。
R C O
1 650cm-1
NH2
R
C O
OR'
1 735cm-1
（2）氢键的影响
氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩 振动频率降低。
O......H RCOOH （游离） R C O H......O O C R(二聚体)
1 760cm-1
1 700cm-1
（3）振动偶合
当两个振动频率相同或相近的基团相邻并具有一公共 原子时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键 的长度发生改变，产生一个“微扰”，从而形成了强 烈的振动相互作用。其结果是使振动频率发生变化， 一个向高频移动，一个向低频移动，谱带裂分。
O R R C O C O
~1 820cm-1
O R R C O C O
~1 760cm-1
（4）Fermi共振
当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由 于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂 分，这种现象叫Fermi共振。
COCI
1 773cm-1和1 736 cm-1出现两个C=O吸收峰。
3.5 红外光谱仪及样品制备技术
固体试样
（3）薄膜法 主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接加热熔 融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶 剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。 （4） 衰减全发射法（ATR） 当样品量特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光 器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全 反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量。
示例

水分子——非线性分子
F 3 3 6 3
吸收谱带的强度
红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩的变化， 而偶极矩与分子结构的对称性有关。振动的对称性越高， 振动中分子偶极矩变化越小，谱带强度也就越弱。 一般地，极性较强的基团（如C=0，C-X等）振动，吸收