红外吸收光谱与紫外荧光的区别
光谱技术与应用
光谱技术与应用光谱技术是研究和应用光的科学，通过对物质与光的相互作用进行测量与分析。
光谱技术包括广泛的方法，如可见光、紫外光（UV）、红外光（IR）和拉曼光谱等，它们具有独特的特点和应用。
以下是光谱技术的一些常见应用：1. 可见光和紫外光吸收光谱：这种技术用于测量溶液或固体材料在可见光和紫外光范围内吸收的光的强度。
这可以帮助我们了解物质的组成、浓度、结构和稳定性。
它被广泛应用于颜色测量、化学分析和材料表征。
2. 红外光光谱：红外光谱技术用于测量物质对红外辐射的吸收。
它提供了关于物质振动和旋转能级的信息，可用于识别有机和无机化合物、分析功能团、研究分子结构等。
此外，红外光谱还可以应用于气体分析、食品检测和环境监测。
3. 拉曼光谱：拉曼光谱技术基于物质发生激发态的振转和旋转转变时发射或散射光粒子的能量差异，提供关于物质振动和分子结构的信息。
拉曼光谱在化学和材料科学中具有广泛应用，可以用于物质的成分分析、相变研究、微量探测等。
4. 荧光光谱：荧光光谱技术用于研究物质通过光吸收后再发射的光谱特性。
这种技术可以用来检测材料的组成、测量荧光强度和寿命，了解分子间相互作用，以及细胞和组织的荧光标记。
5. 质谱：质谱被用于分析物质的质量、质量比和结构。
质谱技术可以提供关于分子的质量、组成、分子结构、碎片图谱等信息。
它在化学、环境科学、生命科学等领域有广泛应用，包括物质探索、代谢组学、药物检测等。
除了上述应用，光谱技术在食品安全检测、医学诊断、环境监测、材料研究等领域都具有重要作用。
这些技术的研究和应用有助于我们更好地理解和探索物质的特性和行为，为科学研究和工业领域提供有价值的工具。
紫外吸收光谱与红外吸收光谱
共轭烯烃（不多于四个双键）p p*跃迁吸收峰位置可由伍德
沃德——菲泽 规则估算。 max= 基+nii 基-----是由非环或六环共轭二烯母体决定的基准值； 无环、非稠环二烯母体： 基=217 nm
2020/10/25
异环（稠环）二烯母体：
基=214 nm
同环（非稠环或稠环）二烯母体：
基=253 nm
niI : 由双键上取代基种类和个数决定的校正项
(1)每增加一个共轭双键 +30
(2)环外双键
+5
(3)双键上取代基：
酰基（-OCOR） 0 卤素（-Cl，-Br） +5
烷基（-R）
+5 烷氧基（-OR） +6
2020/10/25
（3）羰基化合物共轭烯烃中的 p → p*
1．紫外—可见吸收光谱
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：
σ电子、π电子、n电子。
s*
HC O
s
Hp
n
p*
K
R
E
E,B
n
p
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反
键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
① Y=H,R n → s* 150-160nm p → p* 180-190nm
p* KR K
ห้องสมุดไป่ตู้
n → p* 275-295nm
②Y= -NH2,-OH,-OR 等助色基团 p
光谱测试系统(透射、反射、吸收、荧光、PL、拉曼、紫外可见红外)
元 件
□ 宽光谱范围全自动光谱扫描
□ 系统由激发光源部分、样品室部分、分光部分、探测部分、信号采集处理部分、软件部分组成
□ 采用了高通光效率、低杂散光水平的单色仪和优化的光路
光
□ 采用锁相放大器进行信号的处理，大大的提高了系统的信噪比
电
□ 系统经过多年技术积累和客户的成功使用经验，具有很高的可靠性
探
785nm 等
□薄膜厚度测量，厚度范围：10nm-50um，1nm 分辨率
光
□采用氘灯溴钨灯复合光源
学
□自动装载、卸载、定位，每 25 片一包
平
台
光 学 元 件
六、LE-SP-SR 光电探测器光谱响应度测量系统 Spectral Response Measurement System
光
应用范围
电
□本系统专门用于测试光电探测器及各种光电转换材料和器件的光谱响应曲线。针对太阳能电池领域，可以测试太阳能电池的
器
□宽光谱范围，覆盖了紫外可见和红外
□结构设计紧凑，高分辨率
主要规格
光
□光谱范围：200-1100nm（Up to 2200nm 可选）
机
□采用低噪声线阵 CCD，2048 象素
产 品
□适合晶圆尺寸：2 英寸、4 英寸、6 英寸、8 英寸
□多种激光波长可选：266nm、325nm、375nm、405nm、532nm、658nm、
测
□ 采用模块化设计，使用灵活，便于功能扩展和升级
弱
&
□ 可实现样品原位测量
信
□ 可升级做显微的 PL 光谱测试
号
处
□ 可升级做 EL 电致发光测量
理
□ 可升级做电场调制光谱
仪器分析复习材料
仪器分析复习材料仪器分析复习材料Ⅰ名词解释:内插法：图p153（⾃绘）透射率：T=I t /I 0吸光度与透射率关系A=-lgT朗伯⽐尔定律： A=ξ*L*C ；ξ=M/10*E (双波长法联⽴⽅程) 紫外分光仪器相对误差： RE=0.434△T/T*lgT 荧光效率=发射荧光量⼦数/吸收激发光量⼦数荧光强度 F=KC (ECL<0.05)不饱和度Ω=1+C+（N-H(和卤族)）/2 核磁峰数=n+1受到不同相邻H 时，J 值相同峰数=(n+n ’+….)+1 J 值不同峰数=（n+1）(n ’+1)… 质谱分辨率 R=M ⼩/△M亚稳离⼦峰 M=M 2（裂解后）/M （裂解前）⽤于验证裂解产物⾊谱分辨率 R=2*(Tr2-Tr1)/(w1+w2) 分配系数 K Tr=To(1+K*V) 分配因⼦ k=Tr’/To理论塔板⾼度 n=16(Tr/w)2=5.54(Tr/w 1/2)2理论塔板数H=L/n⽓相⾊谱重要公式 H=A+B/u+Cu 归⼀化法公式 M i =Af i /∑Af 内标法公式 W=A i f i m s /A s f s m 相对⽐移值 R f =L/L 0Ⅳ课后习题答案第⼋章电位法和永停滴定法1.名词解释指⽰电极：在电化学电池中借以反映待测离⼦活度，发⽣所需电化学反应或激发信号的电极参⽐电极：在恒温恒压条件下，电极电位不随溶液中被测离⼦活度的变化⽽变化，具有基本恒定电位值的电极⽢汞电极：由汞、⽢汞及KCL溶液组成随CL-浓度⽽改变电位的电极. 在CL-浓度不变时多做参⽐2.简述离⼦选择电极类型以及测量⽅法离⼦选择电极类型：晶体膜电极、⾮晶体膜电极、⽓敏电极、酶电极测量⽅法：标准曲线法、标准⽐较法、标准加⼊法3.简述玻璃电极作⽤原理。
以及为什么使⽤前要在蒸馏⽔中浸泡⼀天原理：玻璃膜吸收⽔分形成⽔化凝胶层使凝胶层内Na+位点⼏乎全被H+占据，因SiO3对H+选择性更强导致H+进⼊多⽽Na+出来少产⽣了电位差8.总离⼦强度调节剂主要组成和作⽤，并说明加⼊的⽬的组成：离⼦强度调节剂、缓冲剂、掩蔽剂作⽤：1.提⾼离⼦强度 2.保持液接电位稳定 3.PH缓冲作⽤ 4.掩蔽⼲扰离⼦计算100ml⽔中测Ca2+ E=-0.0619 v 加⼊0.0731MOL/L Ca2+标准液1ML E=-0.0483求原Ca2+浓度解析利⽤标准加⼊法公式解（3.87*10-4）PH=4.00缓冲液⽤电级测E=0.209 当插⼊未知液时 E=0.312 E=0.088 E=-0.017求未知液的PH值利⽤计算ph公式计算（5.75 1.15 0.17）第九章光谱分析概论2.吸收光谱和发射光谱有何异同？同：都是通过物质能级的跃迁，量⼦化的以辐射形式进⾏的能量变化显⽰异：吸收光谱是物质选择性吸收辐射产⽣的谱线发射光谱是物质受刺激后，由激发态回到基态或较低能态时所释放的辐射强度谱线3.什么是分⼦光谱法，什么是原⼦光谱法原⼦光谱：明锐分⽴的现状光谱，每条线状光谱对应⼀定波长，只于原⼦离⼦性质有关，与原⼦、离⼦来源的分⼦⽆关。
紫外-可见分光光度法
E=A / C C为100ml溶液中所含被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算），g
（C = 0.003001g ×（1-水分）/ 100ml)
二.鉴别: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
在高精度的分析测定中（紫外区尤其 重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池 材料本身的吸光特征以及吸收池的光程长 度的精度等对分析结果都有影响。
玻璃吸收池因为能吸收紫外光，故只 能用于320nm以上的可见光区。
石英吸收池因不吸收紫外光而常用 于3０0nm以下的紫外光区，但也可用于 可见光区。
最常用的光路长度为: 1cm的吸收池。
表示方法：
（1）百分吸收系数（E）：
以
E 1% 1cm
表示。
E=A/C(%)×L(cm)
中国药典规定的吸收系数即为
E 1% 1cm
。
在用吸收系数法计算含量时，E11c%m 通常要
大于100
（2）摩尔吸收系数（ε）：
当溶液的浓度（C）为1mol/L,光路长 度（L）为1cm时，相应的吸光度为摩尔吸 收系数，以ε表示。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长 范围为190～900nm。
第二节 光吸收基本定律和吸收系数
1.光吸收基本定律： 比尔—郎伯（Beer—Lambert）定律
为光吸收基本定律，是分光光度分析的 理论基础。 Lambert于1730年提出了光 强度与吸收介质厚度的关系。1852年 Beer提出了光强度与吸收介质中吸光物 质浓度之间的关系。
光源为空心阴极灯。每种元素都 有各自的空心阴极灯，因此原子 吸收光谱是锐线光谱。
紫外光谱法与红外光谱法
部分一紫外光谱法与红外光谱法摘要：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法，紫外光谱法(UV)，红外光谱法(IR)都是属于光谱法。
一、原理不同1、紫外光谱(UV)分子中价电子经紫外光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。
紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区, 一般的紫外光谱是指近紫外区。
2、红外光谱法（IR）分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。
利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。
红外光区的波长范围是0.76—500 μm，近红外0.76—2.5μm中红外2.5—25μm远红外波长25—500μm 。
二、仪器对比三、分析目的1、紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。
电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外曲线所淹没。
除某些化合物蒸气（如苯等）的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外，一般不显现。
因此，紫外吸收光谱属电子光谱。
光谱简单。
2、中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起，红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因而中红外光谱是振动—转动光谱，光谱复杂。
3、紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析，不适用于饱和有机化合物。
红外吸收光谱法不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，用于定性分析及结构研究，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱，除此之外，红外光谱还可以用于某些无机物的研究4、红外光谱的特征性比紫外光谱强。
各种光谱技术及其应用
各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具，它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用，如化学、生物学、物理学等，本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。
1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术，它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。
UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。
例如，可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。
2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。
红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。
例如，通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。
在核磁共振光谱中，物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振，从而产生一系列特征峰。
核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。
例如，核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。
4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。
荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。
例如，荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。
5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。
质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。
例如，质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。
6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。
生物物理学中的光谱技术分析
生物物理学中的光谱技术分析在生物物理学中，光谱技术是广泛应用的工具之一。
它可以用来分析生物分子的结构、动力学和相互作用等信息，进而为生物体系的研究提供了重要的数据支持。
本文将介绍生物物理学中常用的几种光谱技术，包括红外光谱、荧光光谱、紫外光谱和拉曼光谱等，并探讨其在生物领域中的应用。
一、红外光谱红外光谱是利用物质对红外光的吸收和散射来研究物质结构和成分的技术。
在生物领域中，红外光谱被广泛应用于生物分子的结构分析和催化酶活性的研究等方面。
以蛋白质为例，蛋白质的红外吸收峰可以提供其二级结构（α-螺旋、β-折叠、β-转角等）和氨基酸的结合状态等信息。
此外，红外光谱还可以测量酶催化反应中产生的化学键的变化，从而揭示其催化机理。
二、荧光光谱荧光光谱是利用物质发生荧光现象时发射的荧光信号来研究其结构和功能的技术。
在生物领域中，荧光光谱被广泛应用于蛋白质、核酸、细胞和药物等的结构和相互作用研究。
以蛋白质为例，荧光光谱可以反映蛋白质整体构象的变化，如受体和配体之间的相互作用等。
此外，荧光光谱还可以用于研究蛋白质的折叠状态、稳定性和配体的结合亲和力等。
三、紫外光谱紫外光谱是利用物质对紫外光的吸收和散射来研究物质结构和成分的技术。
在生物领域中，紫外光谱被广泛应用于蛋白质、核酸和细胞等的结构和相互作用研究。
以蛋白质为例，蛋白质的紫外吸收峰可以用来确定其三级结构（α-螺旋、β-折叠、β-转角等）和含量等信息。
此外，紫外光谱还可以用于研究蛋白质的热稳定性、强度和原位折叠等。
四、拉曼光谱拉曼光谱是利用物质散射入射光而发生的拉曼散射效应来研究物质结构和成分的技术。
在生物领域中，拉曼光谱被广泛应用于蛋白质、核酸和细胞等的结构和相互作用研究。
以蛋白质为例，拉曼光谱可以用来分析其二级结构（α-螺旋、β-折叠、β-转角等）和氨基酸的结合状态等信息。
此外，拉曼光谱还可以用于研究蛋白质的折叠状态和分子作用力等。
总结综合来说，光谱技术是生物物理学研究中不可或缺的工具之一。
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§10-1 红外吸收光谱分析概述
第22讲
A红外光谱基本原理
第3页
• 光谱的表 示方式
• 紫外：用A表示 吸收光的程度， 波长为横坐标； 紫外可见吸收光 谱的特征用λmax 和κ来描述
λ （λ）
T%
• 红外：用T%来表示吸光强度，光的性质用波长或 波数表示；红外吸收光谱的特征用吸收峰位置和κ 来描述
第22讲
红外光谱基本原理
第17页
振动的基本类型 伸缩振动：表示 原子沿着化学键的方向来回振动； 涉及化学键键长改变，键角不变； 弯曲振动： 表示 原子沿着化学键的垂直方向振动，又 称变形振动； 涉及键角及键的方向改变，键长不变；
第22讲
红外光谱基本原理
第18页
三、分类：分子的振动形式可分为两类， 1.伸缩振动 （1）对称伸缩振动； （2）反对称伸缩振动； 2.变形或弯曲振动 （1）面内变形振动 剪式振动 面内摇摆振动 （2）面外变形振动 面外摇摆振动 扭曲变形振动
第22讲
红外光谱基本原理
第1页
第四章 红外吸收光谱法
第22讲
红外光谱基本原理
第2页
一、定义： 利用物质对红外辐射的吸收所产生的红外吸收 光谱，对物质的组成、结构及含量进行分析测定 的方法叫红外吸收光谱分析法。红外吸收光谱又 称为分子振动转动光谱 二、与紫外可见吸收光谱法的比较 1. 相同点：都是分子吸收光谱，都反映分子结构的 特性 2. 不同点： 所用光源与起源不同 研究范围 光谱的表示方式 特点
（1）对于具有相似质量的原子基团来说，振 动频率与力常数k1/2成正比。 （2）对于相同化学键的基团， σ 与相对原 子质量平方根成反比。 由于各个有机化合物的结构不同，他们 的相对原子质量和化学键的力常数各不相 同，就会出现不同的吸收频率，因此各有 其特征的红外吸收光谱。
第22讲
二、注意点：
红外光谱基本原理
第22讲
红外光谱基本原理
第9页
§4-2
m1
分子振动方程式
m2
一、 简振振动
伸
缩
伸
将两原子看成是质量为m1与m2的两个小球， 把连接它们的化学键质量忽略，看作为弹簧，原子 在平衡位置作伸缩振动，近似看成简谐振动。
第22讲
红外光谱基本原理
第10页
分子振动的频率根据虎克定律计算
1 2
k
或
1 k 2c
第5页
• 波数为波长λ的倒数，即1cm中所含波的 个数 =1/λ=107/λnm =104/λm 单位：cm-1
习惯上将红外吸收光谱分为远、中、近红 外三个区，红外光谱一般用的是中红外区
中红外区：波 长 2.5~25 m 波 数 4000~400 cm-1
第22讲
红外光谱基本原理
第6页
第22讲
红外光谱基本原理
第16页
2.对于直线型分子，若贯穿所有原子的轴是在x 方向，则整个分子只能绕y、z转动，因此直线 型分子的振动形式为（3n-5）种。 二、典型例： 非线型分子，H2O的基本振动数为3×3－6 = 3， 故水分子有三种振动形式：伸缩振动（对称和反 对称伸缩振动）、弯曲振动（变形振动）。 直线型分子，CO2的基本振动数为3×3－5 = 4，故 有四种基本振动形式。对称伸缩振动、反对称 伸缩振动、面内弯曲振动、面外弯曲振动。 其中，面内弯曲振动和面外弯曲振动的能量都 是一样的，谷吸收都出现在667cm-1处而产生简 并，此时只观察到一个吸收峰。
第22讲
红外光谱基本原理
第22页
§10-5 红外光谱的吸收强度
一、强度与偶极矩的关系 分子振动时偶极矩的变化不仅决定该分子能否吸收 红外光，而且还关系到吸收峰的强度。根据量子 理论，红外光谱的强度与分子振动时偶极矩变化 的平方成正比。 二、偶极矩与对称性：对同一类型的化学键，偶极 矩的变化与结构的对称性有关。对称性愈差，吸 收愈强。 三、氢键的影响：由于氢键的影响以及氢键强弱的 不同，使原子间的距离增大，偶极矩变化增大， 吸收增强。 四、谱带的强度还与振动形式有关。
O=C=O 对称伸缩 缩 无吸收峰
O=C=O 面内弯曲
O=C=O 面外弯曲
O=C=O 反对称伸 吸收峰
简并为一个吸收峰
第22讲
红外光谱基本原理
第21页
（2）吸收峰增多原因
产生倍频峰（ 0 2、 3）和组频峰(各种 振动间相互作用而形成）——统称泛频 振动偶合—相邻的两个基团相互振动偶合使峰数 目增多 费米共振—当倍频或组合频与某基频峰位相近时， 由于相互作用产生强吸收带或发生峰的分裂，这 种倍频峰或组合频峰与基频峰之间的偶合称为费 米共振。
k 是化学键的力常数，单位：N· cm-1
为原子的折合质量
m1m2 (m1 m2 )
第22讲
红外光谱基本原理
第11页
1 k 2c
上式改写为:
1307
k
M r1M r 2 为折合相对原子质量 M r1 M r 2
化学键力常数：单键—4~8 双键—8~12
第22讲
红外光谱基本原理
第23页
五、注意： 1.即使是强极性基团的红外振动吸收带，其强 度也要比紫外及可见光区最强的电子跃迁小二 到三个数量级。 2.由于红外分光光度计能量较低，测定时必须 用较宽的狭缝，使单色器的光谱通带同吸收峰 的宽度相近。这样就使测得的红外吸收带的峰 值及宽度，受所用狭缝宽度的强烈影响。 3.同一物质的摩尔吸收系数ε 随不同仪器而改 变，这就使ε 在定性鉴定中用处不大。所以红 外光谱的吸收强度常定性地用s（强），m（中 等），w（弱），vw（极弱）等来表示。
第22讲
红外光谱基本原理
第7页
§10-2 红外吸收光谱的产生条件
物质吸收电磁辐射应满足两个条件： 1.辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量； 2.辐射与物质之间有偶合作用（相互作用）。 通常可用分子的偶极矩μ 来 描述分子极性的大小. 设正负电中心的电荷 分别为+q和-q，正负 电荷中心为d （fig10-1），则 μ = q· d 10.2
第22讲
红外光谱基本原理
第24页
吸收峰强度比紫外可见弱得多 红外 κ﹥100 20~100 10~20 1~10 ﹤1 紫外 104~105 103~104 102~103 ﹤102
非常强 较强 中强 弱 非常弱
叁键—12~18
利用实验得到的键力常数和计算式，可以估算 各种类型的基频峰的波数
第22讲
红外光谱基本原理
第12页
例： HCl
k = 5.1N· cm-1 k 据公式 计算基频吸收峰频率 1307
5.1 1307 2993 （cm1） 1 35.45 1 35.45
第14页
1.上述用经典力学的方法来处理分子的振动是为 了得到宏观的图象，便于理解并有一定的概念。 但是，一个真实的微观粒子—分子的运动需要 用量子理论方法加以处理。小球振动，能量变 化是连续的，而真实分子的振动能量的变化是 量子化的； 2.虽然根据式10-5可以计算其基频峰的位置，而 且某些计算与实测值很接近。但这种计算只适 用于双原子分子或多原子分子中影响因素小的 谐振子。实际上，在一个分子中，基团与基团 间，基团中的化学键之间都相互有影响，因此 基本振动频率除决定于化学键两端的原子质量、 化学键的力常数外，还与内部因素（结构因素） 及外部因素（化学环境）有关。
应用：
1.分子结构的基础研究： a.可测定分子键长、键角，以此推断出分子的立体 构型； b.根据所得的力常数可以知道化学键的强弱； c.由简正频率来计算热力学函数。 2.化学组成的分析. a.根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物结 构； b.依照特征吸收峰的强弱来测定混合物中各组分含 量. 特点：快速、高灵敏度、检测试样用量少，能分析各 种状态的试样。红外光谱已成为结构化学、分析化学 最常用和 不可缺少的工具。
第22讲
红外光谱基本原理
第15页
§10-4 分子振动的形式
对于多原子分子，可以把它的振动分解为 许多简单的基本振动。 一、分子振动自由度 设分子由n个原子组成，每个原子在空间都有 三个自由度，因此n个原子组成的分子总共应 有3n个自由度，亦即3n种运动状态。 1.对于非线性分子，这3n种运动状态中，包括 三个整个分子的质心沿x、y、z方向平移运动 和整个分子绕x、y、z轴的转动运动.这六种运 动都不是分子的振动，故振动形式应有（3n-6） 种。
第22讲
红外光谱基本原理
第4页
不同点 光 源 起 源
紫外可见吸收光谱 紫外可见光 电子能级跃迁
红外吸收光谱 红外光 振动能级跃迁 几乎所有有机化合 物; 许多无机化合物
研究
范围 特 色
不饱和有机化合物
共轭双键、芳香族等
反映发色团、助色团 反映各个基团的振 的情况 动及转动特性
第22讲
红外光谱基本原理
C—C C=C C≡C C—H
k ~ 5 N· cm-1 = 1190cm-1 k ~ 10 N· cm-1 = 1683 cm-1 k ~ 15 N· cm-1 = 2062 cm-1 k ~ 5 N· cm-1 = 2920 cm-1
第22讲
红外光谱基本原理
第13页
第22讲
红外光谱基本原理
第19页
以亚甲基为例
伸缩振动
H C H H C H
对称伸缩振动
反对称伸缩振动
+ H
同向
弯曲振动
H C H
相向
H C
H
+ H C
同一方向
+ H C
—HΒιβλιοθήκη 相反方向剪式振动摇转振动