复旦大学：《仪器分析 Instrumental Analysis》课程教学资源（讲义课件）红外吸收光谱法 infrared spetrophotometry IR 红外光谱法的基本原理

第十二章红外吸收光谱法 infrared spetrophotometry; IR 可见光 红外 无规电液 aA,M、U.m.9,1.,,是m,m,HHm 常外光H yyg

第十二章 红外吸收光谱法 infrared spetrophotometry; IR yyq 1

电子激发态 NH3 CO0 电子 基态 转动跃迁振转电子一振一转 振动能级:△E0.05~1eV

2 振动能级：∆E 0.05~1eV

光谱区划 振转光谱 UV VIS INFRARED 入200nm~400nm~760nm~1000um 近红外中红外远红外 um0.76---2.5---25--1000 cm113158400040010

UV VIS INFRARED  200nm400nm760nm1000m 近红外 中红外 远红外 m 0.76------2.5------25------1000 cm-1 13158 4000 400 10 光谱区划 振转光谱 3

红外吸收光谱图 6789101215μm 100 T%80 60 40 Vc=C OH L-0 0 4000 3000 2000 1600 1200 800600cm-1 苯酚的红外光谱 ●习惯上以波数(o)表示单位为cm1=1/ 图谱以T-或T一曲线描述

苯酚的红外光谱  习惯上以波数()表示 单位为cm-1  =1/  图谱以T－或T－曲线描述 红外吸收光谱图 4

特点和用途 结构分析 化合物 定性分析 类别结构 鉴定 定量分析 特征性和 指纹性立体 构型 基础 研究

特点和用途 5 特征性和 指纹性 化合物 类别 结构 鉴定 基础 研究 立体 构型 结构分析 定性分析 定量分析

第一节红外光谱法的基本原理 、分子振动能级与振动形式 (一)振动能级 00 U=K(r200m0

一、分子振动能级与振动形式 6 第一节 红外光谱法的基本原理 re U= K(r-re ) 1 2 2 （一）振动能级

总能量E、=U+T(动能) 位能曲线 离解能 当r=r时U=0 当r0 r> 振动过程总能量 零点能 V=0 re EV=(V+h

位能曲线 7 离解能 零点能 当r= re时 • U=0 • U>0 当r re 总能量 Ev = U + T（动能） EV )h 2 1  (V  振动过程总能量

分子振动能级差 V一振动量子数,V=0、1、2. E1=(+)h 分子振动频率 基态 V=0E=1/2hv △E=hv 激发态·=1E、=(1+12)hv △E=△hv 第n振动 激发态 E=(+1/2)hv

8 基态 • V =0 Ev = 1/2 h • V= 1 Ev =（1 + 1/2）h 第一振动 激发态 Ev =（V + 1/2）h 第n振动 激发态 EV V )h 2 1  (  V — 振动量子数，V=0、1、2  — 分子振动频率 Ev = V h Ev= h 分子振动能级差

分子吸收红外辐射由基态 跃迁至激发态 EV=(+h 分子吸收光子的能量E=h 分子振动能级差 △Ev=△hv 分子吸收光子的能量,产生红外吸收 h=△hvV=△v

分子吸收红外辐射由基态 跃迁至激发态 9 EV V )h 2 1  (  分子吸收光子的能量 EL = hL 分子振动能级差 EV = V h hL ＝ V h 分子吸收光子的能量，产生红外吸收 L ＝ V 

(二)振动形式 伸缩振动 双原子分子 多原子 分子 弯曲振动

（二）振动形式 伸缩振动 双原子分子 弯曲振动 10 多原子 分子