第三章 红外光谱

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第四章 红外吸收光谱(IR)

Infrared Absorption Spectroscopy

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本章主要内容

1.1红外光谱的基本原理 1.2红外谱图的峰数、峰位与峰强(难点) 1.3红外光谱特征基团的吸收频率(重点) 1.4红外光谱在结构分析中的应用(重点)

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红外光谱法发展历程 50年代初期，商品红外光谱仪问世。 70年代中期，红外光谱已成为有机化 合物结构鉴定的最重要的方法。 近十年来，傅里叶变换红外的问世以 及一些新技术的出现，使红外光谱得到更 加广泛的应用。

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红外光谱法的特点

任何气态、液态、固态样品均可进行红外 光谱测定； 不同的化合物有不同的红外吸收，由红外 光谱可得到化合物丰富的结构信息； 常规红外光谱仪价格低廉； 样品用量少； 可针对特殊样品运用特殊的测试方法

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一、红外光谱的基础知识红外光谱是分子吸收红外光引起振 动和转动能级跃迁产生的吸收信号。

红外光(0.76~1000μm)λ( m) σ(cm-1) 0.78 12820 近红外 3 3333 中红外 30 333 远红外 300 33

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红外光谱分类及功能

10 4 (cm ) ( m) 1

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1. 红外光谱的定义：当样品受到频率连续变化的红外光照 射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其 振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产 生的分子振动和转动能级从基态到激发态 的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红 外光谱，又称为分子振动转动光谱。

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2. 红外活性分子和非红外活性分子 产生红外吸收的分子称为红外活性分子，如CO2分 子；反之为非红外活性分子，如O2分子。3. 局限 (1)CH3(CH2)6CH3 与 CH3 (CH2)8CH3图谱区别不大 (2)定量测量的误差可达百分之几！

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4. 红外光谱图

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5. 红外谱图的峰数由n个原子组成的分子有3n-6个(线性分子为3n-5)振动模式,即有3n-6个吸收带。 例：HCl 自由度=3×2-5=1 只有一个伸缩振动 H2O 自由度=3×3-6=3 有三个基本振动模式 C6H6 自由度=3×12-6=30 有30个基本振动模式

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6. 红外谱图的峰位分子的振动频率决定分子基团吸收的红外光频率，即红 外吸收位置。

1 2 K m1

K

m2

或

1 2 C

K

m1 m2 m1 m2

K为双原子形成的化学键力常数

双原子分子伸缩振动示意图

m1和m2分别为质量两个原子 相对原子

振动频率

与

原子的质量

化学键强度

有关

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7、分子的振动方式

伸 缩 振 动 改 变 键 长对称伸缩振动

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分子的振动方式

伸 缩 振 动 改 变 键 长不对称伸缩振动

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分子的振动方式

弯 曲 振 动 改 变 键 角平面箭式弯曲振动

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分子的振动方式

弯 曲 振 动 改 变 键 角平面摇摆弯曲振动

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分子的振动方式

弯 曲 振 动 改 变 键 角平面外摇摆弯曲振动