第六章红外吸收光谱法 (Infrared Absorption Spectroscopy,IR
第六章 红外吸收光谱法 (Infrared Absorption Spectroscopy,IR )
第一节概述 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，产生振 动或转动运动引起偶极矩的净变化，从而 分子振动和转动能级从基态到激发态的跃 迁
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，产生振 动或转动运动引起偶极矩的净变化，从而 分子振动和转动能级从基态到激发态的跃 迁。 第一节 概述
1、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 0.75μm1000μm。 根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三 个区： 区域 X/um 波数/cm-l 能级跃迁类型 近红外区0.8~2.512500~4000 OH、NH及CH键倍频吸收 中红外区2.5～25 4000~400 ·分子振动，伴随转动 远红外区25~1000 400~10 分子转动，骨架振动
1、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 µm ～1000µm。 根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三 个区： 区域 /m 波数/cm-1 能级跃迁类型 近红外区 0.8 2.5 12500 4000 OH、NH及CH键倍频吸收 中红外区 2.5 25 4000 400 分子振动，伴随转动 远红外区 25 1000 400 10 分子转动,骨架振动
2、红外光谱法的特点： a.是一种分子吸收光谱，主要研究在振动中伴随有 偶极矩变化的化合物，能研究除单原子分子和同 核分子外的有机化合物 b.能进行定性和定量分析，能鉴定化合物和分子结 构 c.可测定气、液、固体样品，用量少、分析速度快、 不破坏试样
2、红外光谱法的特点: a.是一种分子吸收光谱，主要研究在振动中伴随有 偶极矩变化的化合物，能研究除单原子分子和同 核分子外的有机化合物 b.能进行定性和定量分析，能鉴定化合物和分子结 构 c.可测定气、液、固体样品，用量少、分析速度快、 不破坏试样
3、红外吸收光谱与紫外吸收光谱的区别 (1)起源不同 紫外线波长短，频率高，光子能量大，引起 分子外层电子的能级跃迁，紫外光谱属于电子光谱。 研究的是具有共轭体系的不饱和化合物。 红外线波长长，光子能量比紫外线小得多， 只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁， 中红外光谱是振动一转动光谱
3、红外吸收光谱与紫外吸收光谱的区别 （１）起源不同 紫外线波长短，频率高，光子能量大，引起 分子外层电子的能级跃迁，紫外光谱属于电子光谱。 研究的是具有共轭体系的不饱和化合物。 红外线波长长，光子能量比紫外线小得多， 只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁， 中红外光谱是振动－转动光谱
(2)适用范围不同 紫外吸收光谱法适用于研究芳香族或具有共轭 结构的不饱和脂肪族化合物及某些无机物，不适用 于饱和有机化合物，主要用于定量分析。 测定对象：液体、少数物质蒸汽 红外吸收光谱适用于（除单原子分子和同核双原 子分子外)，几乎所有的有机化合物，还可以用于 研究某些无机物，用于定性鉴别，测定有机化合物 的分子结构。 测定对象：液体、气体、固体（最为方便)
（２）适用范围不同 紫外吸收光谱法适用于研究芳香族或具有共轭 结构的不饱和脂肪族化合物及某些无机物，不适用 于饱和有机化合物，主要用于定量分析。 测定对象：液体、少数物质蒸汽 红外吸收光谱适用于(除单原子分子和同核双原 子分子外），几乎所有的有机化合物，还可以用于 研究某些无机物，用于定性鉴别，测定有机化合物 的分子结构。 测定对象：液体、气体、固体（最为方便）
(3)特征性不同 紫外光谱是电子光谱，由分子中的π电子 和n电子跃迁产生，特征性较差。 红外光谱是振动一转动光谱，每个官能团 都有几种振动形式，光谱复杂，特征性强。化合 物都有各自特征的红外光谱，因此，可以做定性 鉴别。 相同点：定量基础都依据朗伯比耳定律。 红外光谱吸收能量小，分析时需要较宽的光谱通 带，物质的红外吸收峰比较多，碓以找出不受干 扰的检测峰
（３）特征性不同 紫外光谱是电子光谱，由分子中的π电子 和ｎ电子跃迁产生，特征性较差。 红外光谱是振动－转动光谱，每个官能团 都有几种振动形式，光谱复杂，特征性强。化合 物都有各自特征的红外光谱，因此，可以做定性 鉴别。 相同点:定量基础都依据朗伯比耳定律。 红外光谱吸收能量小，分析时需要较宽的光谱通 带，物质的红外吸收峰比较多，难以找出不受干 扰的检测峰
4、红外光谱的特点： 由于红外光谱分析特征性强，气体、 液体、固体样品都可测定，并具有用量 少，分析速度快，不破坏样品的特点。因 此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法 一样，能进行定性和定量分析，而且该法 是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方 法之一
4、红外光谱的特点： 由于红外光谱分析特征性强，气体、 液体、固体样品都可测定，并具有用量 少，分析速度快，不破坏样品的特点。因 此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法 一样，能进行定性和定量分析，而且该法 是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方 法之一
5、红外吸收光谱表示 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的曲线，就得到 红外光谱。 .3000 2500 2000 1.5001.30011001000900 800 700650 100 80 60 60 40 0 20 13
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的曲线，就得到 红外光谱。 5、红外吸收光谱表示
T~入曲线或T~o曲线 纵坐标为百分透射比T%,因而吸收峰向下， 向上则为谷，横坐标是波长入（单位为m), 或o（单位为cm1) 波长)与波数之间的关系为： 波数(cm1)=104/(m） 中红外区的波数范围是4000~400cm1
T～曲线或T～σ曲线 纵坐标为百分透射比T%，因而吸收峰向下， 向上则为谷，横坐标是波长（单位为µm ）， 或σ （单位为cm-1） 波长与波数之间的关系为： 波数（ cm-1）=104 / （ µm ） 中红外区的波数范围是4000 ～ 400 cm-1