红外光谱基本原理

第二章 红外光谱

第一节 红外光谱的基本原理

红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射 的选择性吸收的特性来进行结构分 析、定性和定量的分析方法，又称 红外吸收光谱法。

一、红外光的区划红外光：波长在0.75~1000μm范围内的电 磁波。 它划分为以下三个区域： 近红外区：0.75~2.5μm 中红外区：2.5~25μm 远红外区：25~1000μm 最常用的区域是中红外区：2.5~25μm 。

中红外区的频率常用波数 ν 表示， 波数的单位是cm-1,标准红外谱图标有频 率和波长两种刻度。波长和波数的关系 是：

( cm ) 1

10

4

( m )

2.5~25μm用波数对应于4000~400 cm-1

二、红外吸收过程 UV—分子外层价电子能级的跃迁(电子光谱) IR—分子振动和转动能级的跃迁 (振转光谱) 三、红外光谱产生的条件 满足两个条件： 1、分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频 率整数倍 即 V L

2、分子在振、转过程中的偶极矩的变化不为0, 即分子产生红外活性振动。即 0

红外活性振动：

分子振动产生偶极矩的变化， 从而产生红外吸收的性质。 非对称分子：有偶极矩，红外活性。 红外非活性振动： 分子振动不产生偶极矩的变化， 不产生红外吸收的性质。

对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振， 无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。

四、红外光谱的表示方法

由红外光谱得到的结构信息1、吸收峰的位置(吸收频率) 2、吸收峰的强度 很强吸收带 vs (T%<10), 强吸收带 s (10<T%<40) , 中强吸收带 m (40<T%<90) , 弱吸收带 w (T%>90) 3、吸收峰的形状 尖峰sh 、宽峰b 、肩峰

红外光谱的吸收强度

五、红外光谱的作用1.可以确定化合物的类别 2.确定官能团： 例：—CO—,—C=C—,—C≡C— 3.推测分子结构(简单化合物) 4.定量分析

第二节

仪 器 介 绍及 实 验 技 术

一、仪器类型与结构1、类型：

色散型干涉型(傅立叶变换红外光谱仪)

2、结构由红外光源、单色器、样品室、检测器、 放大器和记录仪组成。 光源：能斯特灯和硅碳棒。

色散型红外光谱仪

傅立叶红外光谱仪