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1、红外光谱2021/10/716:12:01(InfraredSpectrometry)红外光谱二、红外光谱的三要素一、红外光谱的基本概念三、红外光谱的应用五、付立叶变换红外光谱仪六、上机操作软件介绍四、样品制备技术2021/10/716:12:01《红外光谱》22021/10/716:12:01《红外光谱》3一、红外光谱的基本概念1.红外光谱的定义2.红外活性分子和非红外活性分子4.分子振动方式3.红外光区的划分一、红外光谱的基本概念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

2、振动运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。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。2021/10/716:12:01《红外光谱》4一、红外光谱的基本概念区域名称波长(µm)波数(cm-1)能级跃迁类型近红外区泛频区0.75-2.513158-4000OH、NH、CH键的倍频吸收中红外区基本振动区2.5-254000-400分子振动，伴随转动远红

3、外区分子转动区25-300400-10分子转动注：■红外光区的划分如下表：根据实验技术和应用的不同，将红外光区分成三个区:近红外区、中红外区、远红外区。其中中红外区是研究和应用最多的区域，一般说的红外光谱就是指中红外区的红外光谱.3.红外光区的划分2021/10/716:12:01《红外光谱》51)双原子分子的振动2021/10/716:12:01《红外光谱》6一、红外光谱的基本概念用经典力学方法把双原子分子的振动形式用两个刚性小球的弹簧振动来模拟，如下图所示:δδ该体系的基本振动频率的计算公式为：双原子分子振动示意图

4、由上式可见，影响基本振动频率的直接因素是相对原子质量和化学键的力常数。其中4.分子振动方式一、红外光谱的基本概念2)多原子分子的振动对于多原子分子，由于一个原子可能同时与几个其它原子形成化学键，它们的振动相互牵连,不易直观地加以解释，但可以把它的振动分解为许多简单的基本振动，即简正振动。原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动。它又分为对称伸缩振动(νs）和不对称伸缩振动(νas）。b.变形振动（又称弯曲振动或变角振动，用符号δ表示）基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为变形振动。变形振动又分为面

5、内变形振动和面内变形振动。a.伸缩振动(νsνas）一般将振动形式分成两类：伸缩振动和变形振动。2021/10/716:12:01《红外光谱》7一、红外光谱的基本概念水分子是非线型分子，振动自由度：3×3-6=3个振动形式，分别为不对称伸缩振动、对称伸缩振动和变形振动。这三种振动皆有偶极矩的变化是红外活性的。如图所示:下面以水分子的振动为例加以说明：2021/10/716:12:01《红外光谱》82021/10/716:12:01《红外光谱》9二、红外光谱的三要素1.峰位2.峰强3.峰形2021/10/716:12:0

6、1《红外光谱》10二、红外光谱的三要素1.峰位分子内各种官能团的特征吸收峰只出现在红外光波谱的一定范围，如：C=O的伸缩振动一般在1700cm-1左右。以下列化合物为例加以说明：υC=O1650cm-1υC=O1715cm-1υC=O1780cm-1二、红外光谱的三要素2.峰强3.峰形不同基团的某一种振动形式可能会在同一频率范围内都有红外吸收，如-OH、-NH的伸缩振动峰都在34003200cm-1但二者峰形状有显著不同。此时峰形的不同有助于官能团的鉴别。红外吸收峰的强度取决于分子振动时偶极矩的变化，振动时分子

7、偶极矩的变化越小，谱带强度也就越弱。一般说来，极性较强的基团(如C=O,C-X)振动，吸收强度较大；极性较弱的基团(如C=C,N-C等)振动，吸收强度较弱；红外吸收强度分别用很强(vs)、强(s)、中(m)、弱(w)表示.2021/10/716:12:01《红外光谱》112021/10/716:12:01《红外光谱》12三、红外光谱的应用红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的特定振动形式。据此进行化合物的定性分析和定量分析。广泛应用于石油化工、生物医药、环境监测等方面。（1）已知物的鉴

8、定在得到试样的红外谱图后，与纯物质的谱图进行比较，如果谱图中峰位、峰形和峰的相对强度都一致，即可认为是同一物质。1.定性分析（2）未知物的鉴定是红外光谱法定性分析的一个重要用途，涉及到图谱的解析。首先应了解样品的来源、用途、制备方法、分离方法、理化性质、元素组成及其它光谱分析数据如UV、NMR、MS等有助于对样品结构信息的归属和辨