红外光谱与有机化合物结构
红外光谱法测定高分子化合物的结构
红外光谱法测定高分子化合物的结构一、实验目的1.熟悉傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的使用方法和工作原理。
2.初步掌握红外光谱试样的制备和红外光谱仪的使用。
3 通过对高分子材料红外光谱的解释的，初步学会红外光谱图的解析，能从图上获取一些高分子的组成结构信息。
二、实验原理红外光谱与分子的结构密切相关，是研究表征分子结构的一种有效手段，与其它方法相比较，红外光谱由于对样品没有任何限制，它是公认的一种重要分析工具。
红外光谱是研究波长为0.7—1000 微米的红外光与物质的相互作用，为分子振动光谱。
是表征高聚物的化学结构和物理性质的一种重要工具。
它们可以对以下一些方面提供定性和定量的信息。
是研究高分子化合物的一种重要手段。
1.化学：结构单元、支化类型、支化度、端基、添加剂、杂质。
2.立构：顺—反异构、立构规整度。
3.物态：晶态、介晶态、非晶态、晶胞内链的数目、分子间作用力、晶片厚度。
4.构象：高分子链的物理构象、平面锯齿形或螺旋形。
5.取向：高分子链和侧基在各向异性材料中排列的方式和规整度。
还可以鉴定高聚物的主链结构、取代基和双键的位置、相转变，甚至还可以研究橡胶的老化。
总之，在微结构上起变化而在光谱上出现特殊谱线的都可以用过程都可以用红外光谱来研究。
当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一样，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收了一定频率的红外光。
分子吸收光能后，由原来的振动基态能级跃迁到较高的振动能级。
按照量子学说，当分子从一个量子态跃迁到另一个量子态时，就要发射或吸收电磁波，两个量子状态间的能量差ΔE 与发射或吸收光的频率ν之间存在如下关系：ΔE=hν，式中h 为普朗克（Plank）常数，等于6.626*10-34J•s，频率ν=C/λ，C 是光速，C=2.9979*108m/s。
红外辐射的波长在2μm-50μm 之间。
红外光量子的能量较小，只能引起原子的振动和分子的转动，所以红外光谱又称振动转动光谱。
红外光谱测定有机化合物的结构
红外光谱测定有机化合物的结构红外光谱测定有机化合物的结构（KBr 压片法）一、实验目的1、学习用红外吸收光谱进行有机化合物的结构分析。
2、掌握KBr 压片法测定固体试样的方法。
3、熟悉傅里叶红外分光光度计的工作原理及其使用方法。
二、仪器与试剂1、仪器：iS5 傅里叶变换红外光谱仪（美国Thermo Fisher Nicolet）一台ID1Transmission 附件DF-4型压片机（天津港东）一台HF-12压片模具（天津港东）一套玛瑙研钵一个2、试剂：KBr （A.R. ）；乙酰胺（CH 3CONH 2）（A.R. ）三、Thermo Fisher Nicolet IS5傅里叶变换红外分光光度计的构造及工作原理光源：Ever-Glo 长寿命空冷光源干涉仪：VECTRA TM 磁浮式干涉仪检测器：DTGSTM四、实验原理具有红外活性的化合物分子中含有共价键，这些共价键在不停地进行着伸缩和弯曲振动，其振动频率由所含原子的质量和连接它们的化学键的种类决定。
分子的各种振动频率与红外光的频率在同一范围。
当某一振动频率恰好等于红外光的某一频率时，这一频率的红外光被分子吸收，结果分子振动的振动幅度随之增大。
由于分子获得的光能立即以热能形式失去，所以吸光的逆过程不存在。
这样就得到了红外光谱。
具有相同化学键的原子基团，其基本振动频率吸收峰（简称基频峰）基本上出现在同一频率区域内，但又有所不同，这是因为同一类型原子基团，在不同化合物分子中所处的化学环境有所不同，使基频峰频率发生一定移动。
因此，红外活性的化合物不同时，可产生不同的红外光谱，从而可用标准物对照或和标准图谱查对法来进行化合物的定性分析。
也可由试样的红外光谱图找出主要吸收峰的归属，即属于那种化学键的什么振动类型，从而确定化合物分子的结构单元，最终确定其结构。
五、实验内容1、KBr 压片法测定乙酰胺（1）纯KBr 晶片的制作取KBr150mg 左右，置于洁净的玛瑙研钵中，充分研细至颗粒粒度约2μm ，然后转移到压片模具上，放好各部件后，把呀片模具置压片机中央，并旋转压力丝杆手轮，压紧压模，顺时针旋转放油阀到底，上下移动压把，加压开始，当压力加到20MPa 时，停止加压，维持2min , 反时针旋转放油阀，加压解除，旋松压力丝杆手轮，取出压模，即可得到透明的KBr 晶片，放到试样架上，插到样槽的合适位置中，，用于仪器采集背景。
实验三 有机化合物红外光谱的测绘及结构分析
实验三有机化合物红外光谱的测绘及结构分析一、目的要求1．掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法；2．了解傅立叶变换红外光谱仪的基本原理，学习和掌握美国PE公司Spectrum Two型红外光谱仪的使用方法；3．初步学会红外吸收光谱图的解析方法。
二、实验原理1. 红外吸收光谱法当物质的分子对红外线进行选择性吸收时，其结构若使得振动能级及转动能级发生跃迁，就会形成具有特征性的红外吸收光谱。
红外吸收光谱是物质分子结构的客观反映，谱图中吸收峰都对应着分子中各基团的振动形式，其位置和形状也是分子结构的特征性数据。
因此，根据红外吸收光谱中各吸收峰的位置、强度、形状及数目的多少，可以判断物质中可能存在的某些官能团，进而对未知物的结构进行鉴定。
即首先对红外吸收光谱进行谱图解析，然后推断未知物的结构。
最后还需将未知物的红外吸收光谱通过与未知物相同条件下得到的标准样品的谱图或标准谱图集中的标准光谱进行对照，以进一步证实其分析结果。
2. 傅立叶变换红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是20世纪70年代出现的新一代红外光谱测量技术和仪器。
这种新技术具有采样速度快、分辨率和波数精度高、光谱范围宽、灵敏度高等优点，因而发展迅速，将逐步取代色散型红外光谱仪。
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是根据光的相干性原理设计而成的一种干涉型光谱仪。
它主要由光源、干涉仪（迈克尔逊)、吸收池（样品室）、检测器、计算机和记录系统等组成（图1）。
其工作原理：由光源发出的光经过干涉仪转变成干涉光，干涉光中包含了光源发出的所有波长光的信息。
当干涉光通过试样时某一些特定波长的光被试样吸收，所以检测器检测到的是含有试样信息的干涉光，通过模数转换送入计算机得到试样的干涉图，在经过计算机快速傅里叶变换后得到吸光度或透光率随频率或波长变化的红外光谱图。
图1傅里叶变换红外光谱仪结构框图三、仪器与试剂1．仪器美国PE公司Spectrum Two型红外光谱仪；压片机；玛瑙研钵；2. 试剂无水乙醇（A.R）；苯甲酸（A.R）；溴化钾（光谱纯或分析纯）130 ℃下干燥24 h，存于干燥器中，备用。
有机化合物的光谱分析红外光谱
有机化合物的光谱分析红外光谱一、引言有机化合物的光谱分析是一种重要的实验手段，其中红外光谱是最常用的一种方法。
红外光谱能够提供有机化合物中基团的信息，通过分析红外光谱，我们可以确定有机化合物的结构以及它所含有的基团类型。
二、红外光谱的原理红外光谱是通过测量有机化合物在红外辐射下吸收光线的能量来得到的。
红外辐射的频率范围是10^12 Hz到10^14 Hz，相当于波长在0.74 μm到100 μm之间。
在红外光谱图上，横轴表示波数，纵轴表示吸光度。
有机化合物中的化学键会吸收特定频率的红外光，这些吸收峰对应着不同的基团类型。
例如，羰基（C=O）的振动频率通常在1700-1750 cm^-1范围内，而羟基（OH）的振动频率通常在3200-3600 cm^-1范围内。
通过观察红外光谱图中的吸收峰位置和形状，我们可以确定有机化合物中存在哪些基团。
三、红外光谱的应用1. 有机化合物的结构确定红外光谱可以帮助确定有机化合物的结构。
通过对红外光谱图进行分析，我们可以识别出有机化合物中的各种基团，进而确定其结构。
例如，如果红外光谱图中出现了1650 cm^-1附近的吸收峰，则可以判断有机化合物中含有羰基。
2. 有机化合物的质量分析红外光谱还可以用于有机化合物的质量分析。
通过比对样品的红外光谱与已知有机化合物的红外光谱数据库，可以确定样品的成分和纯度。
这对于药物分析、环境监测以及食品安全等领域非常重要。
3. 有机化合物的反应监测红外光谱还可以用于监测有机化合物的反应过程。
通过在反应过程中多次采集红外光谱，我们可以观察吸收峰的强度和位置的变化，从而了解反应的进行情况。
这对于研究有机合成反应机理以及工业生产中的过程控制非常有帮助。
四、红外光谱的实验操作进行红外光谱分析需要使用红外光谱仪。
下面是一般的实验步骤：1. 准备样品：将有机化合物制备成固体样品或液体样品，并挤压成透明薄片。
2. 放样：将样品放置在红外光谱仪的样品室中，确保样品和仪器接触良好。
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种重要的分析技术，可以用于确定化合物的结构和化学键的类型。
在红外光谱图中，横坐标表示波数（单位为cm⁻¹），纵坐标表示吸收强度或透射率。
有机化合物：1. 烷烃：烷烃的红外光谱图通常没有明显的峰。
C-H键的拉伸振动一般在3000-2900 cm⁻¹范围内，C-H键的弯曲振动通常在1450 cm⁻¹附近。
2. 烯烃：烯烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1650-1600 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动和弯曲振动与烷烃类似。
3. 芳香烃：芳香烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1600-1475 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸和弯曲振动在3100-3000 cm⁻¹和1500-1000 cm⁻¹范围内。
4. 醇和酚：醇和酚的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-3200 cm⁻¹范围内。
C-O键的拉伸振动通常在1300-1000 cm⁻¹范围内。
5. 酮：酮的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-C和C-H键的伸缩振动可以在3000-2850cm⁻¹范围内观察到。
6. 醛：醛的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动通常在2850-2700 cm⁻¹范围内。
7. 酸：酸的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-2500 cm⁻¹范围内。
C=O伸缩振动通常在1800-1600 cm⁻¹范围内。
9. 酯：酯的红外光谱图中通常有一个称为C=O伸缩振动的特征峰，在1750-1735 cm⁻¹范围内。
1-红外光谱法推测化合物的结构
红外光谱法推测化合物的结构实验题目：红外光谱法推测化合物的结构一、实验目的1、了解红外光谱的基本原理，初步掌握红外定性分析法；2、熟悉有机化合物特征官能团的红外吸收频率，掌握常规样品的制样方法；二、实验原理红外光谱分析是研究分子振动和转动信息的分子光谱。
当样品受到红外光照射时，化合物中某个化学键的振动或转动频率与红外光频率相当，就会吸收光能，并引起分子永久偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应频率的透射光强度减弱；分子中不同的化学键振动频率不同，会吸收不同频率的红外光，若将透过的光用单色器色散，可以得到一带暗条的谱带，若以波长或波数（1/cm）为横坐标，以百分透过率T（%）为纵坐标，把这谱带记录下来，就可得到该样品的红外吸收光谱图。
通过红外光谱可以判定各种有机化合物的官能团；结合标准红外光谱图还可用于鉴定有机化合物的结构。
三、主要仪器与试剂主要仪器：PerkinElmer instruments Spectrum one FT-IR Spectrometer；压片机；压片模具；玛瑙研钵；溴化钾窗片；样品架；分析天平试剂：KBr（A.R.）；无水乙醇；脱脂棉；邻苯二甲酸氢钾四、实验内容与步骤1、样品的制备压片法称1.2mg酸氢钾与200mg干燥的KBr在玛瑙研钵中充分研磨后均匀压片。
本底采用纯KBr片。
2、样品检测(1)、打开PerkinElmer instruments Spectrum one FT-IR Spectrometer电源开关和计算机电源，运行IR Solution程序；(2)、选择仪器及初始化a.选择菜单上的“环境”→“仪器参数选择”选择仪器“IR Prestige-21”；b.选择菜单条上的“测量” →“初始化”初始化仪器至两只绿灯亮起，即可进行测量。
(3)、光谱测定a.参数设定；点击“测量”键。
分别设定“Date”，“Instrument”，“More”和“File”等参数；b.光谱测定：点击窗口的“背景”键，进行背景扫描，插入样品片，点击“样品”键，进行样品扫描。
有机化学基础知识点红外光谱与有机化合物的官能团识别
有机化学基础知识点红外光谱与有机化合物的官能团识别红外光谱是有机化学中常用的分析手段之一，通过观察有机分子在红外光谱中的吸收峰，可以确定有机化合物的官能团及其取代位置，为化学合成、结构鉴定和反应机理研究提供了重要的依据。
在本文中，我们将介绍红外光谱的基本原理和常见的官能团在红外光谱中的特征吸收峰，以及如何通过观察红外光谱图谱来识别有机化合物中的官能团。
一、红外光谱的基本原理红外光谱是一种通过检测有机分子吸收红外辐射能量来研究有机化合物结构的方法。
红外光谱的原理是基于薛定谔量子力学中的振动-转动理论，即分子中原子的组成和排列方式决定了分子的振动频率。
红外光谱的频率范围通常为4000-400 cm^-1，可分为三个区域：近红外区（4000-2000 cm^-1），中红外区（2000-200 cm^-1）和远红外区（200-10 cm^-1）。
在红外光谱图谱中，我们可以观察到吸收峰的位置和强度，这些吸收峰与分子中特定官能团的振动频率有关，进而可以推断出分子的结构和功能团。
二、常见官能团的红外吸收峰不同官能团在红外光谱中的吸收峰位置和形状是有规律可循的，下面将介绍一些常见的官能团及其红外吸收峰的特征。
1. 羰基官能团羰基官能团是有机化合物中常见的官能团之一，包括醛和酮。
在红外光谱中，羰基官能团通常表现为吸收峰在1700-1750 cm^-1之间。
酮的吸收峰通常在1700-1725 cm^-1，而醛的吸收峰则在1725-1750 cm^-1之间。
2. 羟基官能团羟基官能团是指醇和酚中的-OH基团。
在红外光谱中，羟基官能团通常表现为宽而强的吸收峰，在3200-3600 cm^-1之间。
3. 胺基官能团胺基官能团包括一级胺、二级胺和三级胺。
在红外光谱中，胺基官能团的吸收峰通常在3300-3500 cm^-1之间，表现为宽而强的吸收峰。
4. 烷基官能团烷基官能团是指烃中的碳-氢键。
在红外光谱中，烷基官能团通常表现为C-H键的伸缩振动吸收峰。
红外光谱定性分析示例
红外光谱定性分析示例红外光谱法无论是在科学技术方面，还是结构关系的研究方面都比较成熟，因此，应用也相当广泛，是现代物质研究的重要工具之一。
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。
基于这一点我们可以通过红外光谱图对物质进行定性和定量分析。
1．定性分析1.1鉴定化合物在鉴定是否为已知的化合物时，通常又有这二种情况：一种是用已知的标准样品与样品在同样条件下测试，所得的红外光谱图，如果官能团区和指纹区的吸收峰及其相对强度完全吻合，则样品即被认为与该标准品为同一化合物。
另一种情况是没有标准样品时，可查阅有关的红外光谱的标准图谱。
一般来说官能团区和指纹区的吸收峰及其相对强度都完全吻合，则可以认为是同一化合物。
对于一个文献上没有的全新化合物的鉴定工作，则是一项很复杂的工作，仅凭一种红外光谱图是不能完全解决的，但是红外光谱图可以给我们提供一些很有用的官能团信息。
再用其他波谱方法，经典化学法，以及各项物理常数的测定等配合，然后经过多方面判断、推理综合考虑后才能下结论。
1.2．判断有机化合物的结构用红外光谱图判断化合物的结构通常是用的较多的。
下面我们将应用一些实例来讨论应用红外光谱判断化合物结构的方法：计算有机物的不饱和度不饱和度表示有机物中碳原子的饱和程度。
通过不饱和度的计算，可以缩小判断结构的范围。
提供可能结构的线索。
所以在测定结构时非常有用。
计算不饱和度u的经验公式为：u=1+n4+(n3–n1)/2式中n1，n3，n4分别表示分子中一价，三价和四价原子的数目。
通常规定双键（如C＝C，C＝O等）和饱和环的不饱和度为1；（Ｃ≡Ｃ，Ｃ≡Ｎ）的不饱和度为２，苯环的不饱和度为４（可理解为一个环加三个双键），但是应注意式中对二价原子不做考虑。
红外谱图解析根据不饱和度的计算，估计可能的基团，在谱图的不同区域查找该基团特征吸收峰存在的佐证。
下图是C7H9N的红外光谱图，我们根据该图谱可推断出该化合物的结构为邻甲苯胺。
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1 . 简正振动
由于低频骨架振动能灵敏地反映出 结构变化，所以对异构体的研究特别方 便。此外，还能用于金属有机化合物 （包括络合物）、氢键、吸附现象的研 究。但由于该光区能量弱，除非其它波 长区间内没有合适的分析谱带，一般不 在此范围内进行分析。
红外吸收光谱一般用T - 曲 线或T -（波数）曲线表示。纵坐 标为百分透射比T%，因而吸收峰 向下，向上则为谷；横坐标是波 长（单位为µm ），或（波数） （单位为cm-1）。
由经典力学可导出该体系的 基本振动频率计算公式
式中k为化学键的力常数， 定义为将两原子由平衡位 置伸长单位长度时的恢复 力（单位为N•cm-1）。
单键、双键和三键的力常数分别近似为5、10 和15 N•cm-1；c为光速（2.9981010cm •s-1）， 为折合质量，单位为g，且
根据小球的质量和相对原子质量之间的关 系，上式可写成： Ar为折合相对原子质量。
而吸收谱带的吸收强度与分子 组成或化学基团的含量有关，可用 以进行定量分析和纯度鉴定。
由于红外光谱分析特征性强，气 体、液体、固体样品都可测定，并具 有用量少，分析速度快，不破坏样品 的特点。因此，红外光谱法不仅与其 它许多分析方法一样，能进行定性和 定量分析，而且是鉴定化合物和测定 分子结构的用效方法之一。
如果用连续改变频率的红外光照射某 样品，由于试样对不同频率的红外光吸收 程度不同，使通过试样后的红外光在一些 波数范围减弱，在另一些波数范围内仍然 较强，用仪器记录该试样的红外吸收光谱， 进行样品的定性和定量分析。
二、双原子分子的振动
分子中的原子以平衡点为中心，以 非常小的振幅（与原子核之间的距离相 比）作周期性的振动，可近似的看作简 谐振动。这种分子振动的模型，以经典 力学的方法可把两个质量为m1和m2的原 子看成钢体小球，连接两原子的化学键 设想成无质量的弹簧，弹簧的长度r就 是分子化学键的长度。
对于相同化学键的基团，波数 与相对原子质量平方根成反比。 例如C-C、C-O、C-N键的力常数相 近，但相对折合质量不同，其大 小顺序为C-C < C-N < C-O，因而 这三种键的基频振动峰分别出现 在1430 cm-1 、1330 cm-1 、1280 cm-1附近。
上述用经典方法来处理分子的振动是 宏个相邻的能级间的能量差为：
E h h k 2
1 1 k 1370 k
2c
K化学键的力常数，与键能和键长有关，
为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的 折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
因此，除了单原子和同核分子如 Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的 有机化合物在红外光谱区均有吸收。 除光学异构体，某些高分子量的高聚 物以及在分子量上只有微小差异的化 合物外，凡是具有结构不同的两个化 合物，一定不会有相同的红外光谱。
红外吸收带的波数位置、波峰 的数目以及吸收谱带的强度反映了 分子结构上的特点，可以用来鉴定 未知物的结构组成或确定其化学基 团；
但一个真实分子的振动能量变化是量子化；
另外，分子中基团与基团之间，基团中的 化学键之间都相互有影响，除了化学键两 端的原子质量、化学键的力常数影响基本 振动频率外，还与内部因素（借光因素） 和外部因素（化学环境）有关。
三、多原子分子的振动
多原子分子由于原子数目增多， 组成分子的键或基团和空间结构不 同，其振动光谱比双原子分子要复 杂。但是可以把它们的振动分解成 许多简单的基本振动，即简正振动。
分子由于构成它的各原子的电负性的不同， 也显示不同的极性，称为偶极子。通常用分子的 偶极矩（）来描述分子极性的大小。
当偶极子处在电磁辐射电场时， 该电场作周期性反转，偶极子将经受 交替的作用力而使偶极矩增加或减少。 由于偶极子具有一定的原有振动频率， 显然，只有当辐射频率与偶极子频率 相匹时，分子才与辐射相互作用（振 动耦合）而增加它的振动能，使振幅 增大，即分子由原来的基态振动跃迁 到较高振动能级。
波长与 波数之间的关系为：
（波数） / cm-1 =104 /（ / µm ） 中红外区的 波数范围是4000
- 400 cm-1 。
二、红外光谱法的特点
紫外、可见吸收光谱常用于研 究不饱和有机物，特别是具有共轭 体系的有机化合物，而红外光谱法 主要研究在振动中伴随有偶极矩变 化的化合物（没有偶极矩变化的振 动在拉曼光谱中出现）。
同时，由于中红外光谱仪最为 成熟、简单，而且目前已积累了该 区大量的数据资料，因此它是应用
极为广泛的光谱区。通常，中红外 光谱法又简称为红外光谱法。
远红外光区吸收带 （25 1000µm ）是由气体分子中的纯转动
跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体 中重原子的伸缩振动、某些变角振动、
骨架振动以及晶体中的晶格振动所引 起的。
又光子能量为 EL=h L
于是可得产生红外吸收光谱的第一 条件为：
EL =△Ev 即
L=△•
因此，只有当红外辐射频率等于振 动量子数的差值与分子振动频率的乘积 时，分子才能吸收红外辐射，产生红外 吸收光谱。
分子吸收红外辐射后，由基态振动 能级（=0）跃迁至第一振动激发态 （=1）时，所产生的吸收峰称为基频 峰。因为△=1时，L=，所以 基频峰 的位置（L）等于分子的振动频率。
由于分子非谐振性质，各倍频峰并
非正好是基频峰的整数倍，而是略小一 些。以HCl为例：
基频峰（0→1） 二倍频峰（ 0→2 ） 三倍频峰（ 0→3 ） 四倍频峰（ 0→4 ） 五倍频峰（ 0→5 ）
2885.9 cm-1 5668.0 cm-1 8346.9 cm-1 10923.1 cm-1 13396.5 cm-1
最强 较弱 很弱 极弱 极弱
除此之外，还有合频峰 （1+2，21+2，），差频 峰（ 1-2，21-2， ）等， 这些峰多数很弱，一般不容易 辨认。倍频峰、合频峰和差频 峰统称为泛频峰。
2 辐射与物质之间有耦合作用
为满足这个条件，分子振动必须伴随偶极矩 的变化。红外跃迁是偶极矩诱导的，即能量转移 的机制是通过振动过程所导致的偶极矩的变化和 交变的电磁场（红外线）相互作用发生的。
在室温时，分子处于基态（ = 0），E= 1/2•h ，此时，伸缩振 动的频率很小。当有红外辐射照射
到分子时，若红外辐射的光子（L） 所具有的能量（EL）恰好等于分子振 动能级的能量差（△Ev）时，则分子 将吸收红外辐射而跃迁至激发态，
导致振幅增大。
分子振动能级的能量差为 △Ev = △•h
二、红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图： 纵坐标为吸收强度，
横坐标为波长λ
（ μm ）
和波数1/λ
单位：cm-1 可以用峰数，峰位， 峰形，峰强来描述。
应用：有机化合物的结构解析。 定性：基团的特征吸收频率； 定量：特征峰的强度；
（一）红外光谱产生的条件一
满足两个条件： 1．辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； 2．辐射与物质间有相互偶合作用。
红外吸收光谱是一种分子吸收 光谱。
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波 长范围约为 0.75 - 1000µm，根据仪器技术和 应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：
近红外光区（0.75 -2.5µm ） 中红外光区（2.5 -25µm ） 远红外光区（25 - 1000µm ）。
键类型 力常数 峰位
—CC — > —C =C — > —C — C —
15 17 9.5 9.9
4.5 5.6
4.5m
6.0 m
7.0 m
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量 越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为 9.6, 计算波数值
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。 非对称分子：有偶极矩，红 外活性。
偶极子在交变电场中的作 用示意图
（二）分子振动方程式
1．双原子分子的简谐振动及其频率
化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧
分子的振动能级（量子化）：
E振=（V+1/2）h V ：化学键的 振动频率； ：振动量子数。
因此，并非所有的振动都会产 生红外吸收，只有发生偶极矩变化 （△≠0）的振动才能引起可观测 的红外吸收光谱，该分子称之为红 外活性的； △=0的分子振动不能 产生红外振动吸收，称为非红外活 性的。
当一定频率的红外光照射分 子时，如果分子中某个基团的振 动频率和它一致，二者就会产生 共振，此时光的能量通过分子偶 极矩的变化而传递给分子，这个 基团就吸收一定频率的红外光， 产生振动跃迁。
第六章 红外分光光度法
第一节 红外光谱分析基本原理
一、概述 二、红外光谱与有机化合物结构 三、分子中基团的基本振动形式 四、影响峰位变化的因素
一、概述
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生： 振-转光谱
分子的振动能量比转动能量大， 当发生振动能级跃迁时，不可避免 地伴随有转动能级的跃迁，所以无 法测量纯粹的振动光谱，而只能得 到 分子的振动-转动光谱，这种光 谱称为红外吸收光谱。
影响基本振动频率的直接原因 是相对原子质量和化学键的力常数。
化学键的力常数k越大，折合相
对原子质量Ar越小，则化学键的振 动频率越高，吸收峰将出现在高波 数区；反之，则出现在低数区。
例如C–C、 CC、 CC三种碳碳键的质量相同，键 力常数的顺序是三键 > 双键 >单 键。因此在红外光谱中， CC 的吸收峰出现在2222 cm-1，而 CC约在1667 cm-1 ，C-C在 1429 cm-1。
近红外光区的吸收带