红外光谱法

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1、红外吸收光谱法概述定义：物质的分子受到红外光照射时，吸收特定频率的红外光，发生生了分子振动能级和转动能级的跃迁，所产生的吸收光谱，称为红外吸收光谱，简称红外光谱与紫外吸收光谱的异同点光谱跃迁能级研究对象紫外电子能级具有方向或共轭不饱和结构的有机物红外振动能级所有有机物和无机物（除单原子和同核分子外）红外光谱的位置25~300μm0.75~2.5μm2.5~25μm红外光谱产生的条件1.辐射与物质间有偶合作用对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性，如N2、O2、H2等非对称分子：有偶极矩，有红外活性。2.辐射应具有能

2、满足物质产生振动跃迁所需的能量光子EV=0V=1ΔE只有当E=ΔE时，才能产生吸收。1.影响吸收谱带的因素偶极矩变化越大，吸收越大（强极性分子比弱极性分子吸收大）如：C＝C，C－C，N＝N等吸收较弱；C＝O，C－F，C－Cl等吸收较强。2.吸收强度分类（五等）vs（很强，ε＞200）s（强，ε为75～200）m（中强，ε为25～75）w（弱，ε为5～25）vw（很弱，ε＜5）吸收谱带强度红外光谱的分区1.官能团区和指纹区官能团区：4000～1300cm-1，特征基团振动光谱，区域吸收峰比较稀疏，容易辨认，是伸缩振动的吸收带。指

3、纹区：1800～600cm-1，特定分子的特征光谱，区域吸收峰特别密集，主要是C-X单键的伸缩振动以及各种变形振动的吸收带。红外光谱的分区2.红外光谱的四个区段氢键区4000~2500cm-1叁键区2500~2000cm-1双键区2000~1500cm-1单键区1600~400cm-1O-HC-HN-HS-H等C≡CC≡NC＝C＝CC＝OC＝CX-H变形振动X-Y伸缩振动红外光谱的分区吸收峰的实际观察数理论上：吸收峰应比简正振动数目多，因为有倍频、组合频、振动偶合等。实际上：吸收峰数目比简正振动数目少。原因：（1）红外非活性振

4、动，有高度对称的分子，分子偶极矩不变，不产生红外吸收；（2）相同频率的振动重叠，发生简并；（3）仪器分辨率低，不能区别频率十分接近的振动，或因吸收带很弱，仪器检测不出；（4）有些基团的振动频率超出仪器测试范围。影响基团频率的因素诱导效应共轭效应氢键空间效应振动偶合费米共振存在状态溶剂极性外部因素内部因素基团频率：吸收谱带的频率，主要由基团中原子的质量及原子间的化学健力常数决定，但分子内各基团振动不是孤立的，要受到邻近基团及整个分子其他部位的影响。红外光谱的特点优点：（1）红外光谱的高特征性：任何不同物质光谱都不会相同，可提供官

5、能团信息，是定性分析的重要依据。（2）固体、液体、气体样品（如CO2）都可以测定。（3）不破坏样品。（4）分析速度快，样品用量少，操作简便。缺点：（1）定量分析时灵敏度不够。（2）对复杂组分无法完全定性，需要和其它方法结合。试样的制备1.对试样的要求（1）试样纯度高，应大于98%，或符合商业要求；（2）试样应不含水（结晶水或游离水