红外光谱原理及应用
红外吸收光谱的原理及应用
红外吸收光谱的原理及应用一、红外吸收光谱的原理红外吸收光谱（Infrared Absorption Spectroscopy）是一种常见的光谱分析技术，它利用物质分子对红外辐射的吸收特性进行分析和研究。
红外光谱的原理基于分子的振动和转动引起的能量变化。
在红外辐射的作用下，分子会吸收特定波长或频率的光，从而发生能级跃迁并产生吸收峰。
根据不同的吸收峰位置和强度，可以推断物质的结构、组成和化学环境等信息。
红外吸收光谱的原理主要包括以下几个方面： 1. 分子的振动和转动：分子在吸收红外辐射时，会发生振动和转动。
振动包括拉伸、弯曲和扭转等不同形式，每个分子都有特定的振动模式和频率，使其能够吸收不同波长的红外辐射。
2. 分子吸收特定波长的光：分子在特定波长范围内吸收红外辐射，产生吸收峰。
根据吸收峰的位置和强度，可以确定分子的化学键、官能团和分子结构等信息。
3. 光谱图的解读：通过测量物质对红外辐射的吸收情况，可以得到红外光谱图。
光谱图通常以波数为横轴，吸收峰强度为纵轴，常用峰位和峰形进行分析和判断。
二、红外吸收光谱的应用红外吸收光谱具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 化学分析红外光谱在化学分析中起着重要作用，可以用于鉴定和分析各种有机和无机化合物。
通过测量样品的红外光谱，可以获得化学键和官能团的信息，从而判断物质的结构和组成。
红外光谱被广泛应用于有机化学、药物分析、环境监测等领域。
2. 药物研发红外光谱在药物研发中具有重要的应用价值。
通过红外光谱分析药物的结构和成分，可以判断药物的稳定性、纯度和相态等性质。
红外光谱还可以用于药物的质量控制和检验，确保药物的安全有效。
3. 材料科学在材料科学领域，红外光谱可以用于材料的表征和分析。
不同材料的红外光谱具有独特的特征，可以用于识别和鉴别材料，评估材料的结构、质量和性能。
红外光谱被广泛应用于聚合物材料、无机材料、涂层材料等领域。
4. 生物医学研究红外光谱在生物医学研究中有着重要的应用。
红外光谱技术的应用和意义
红外光谱技术的应用和意义红外光谱技术是一种非常重要的分析技术。
它可以对物质的结构、组成以及性质进行分析，具有极高的灵敏度和精确性，已经被广泛应用于化学、材料、生物等领域。
本文将从红外光谱技术的原理、应用和意义三个方面来探讨它的重要性。
一、红外光谱技术的原理红外光谱技术是一种基于分子振动的谱学方法。
分子由一系列原子组成，这些原子之间通过键相连，形成不同的结构和化学键。
每种结构和化学键都有其特定的振动模式，产生不同的红外光谱响应。
通过测量分子在不同波长下吸收和散射的红外光谱，可以对分子进行定性分析和定量分析。
红外光谱技术通常使用红外光谱仪来进行测量。
光谱仪通过红外光源和红外检测器，将样品置于光路上，并根据样品所吸收的不同波长的光强度，绘制出其光谱图。
利用这些光谱图，可以得出物质的分子结构、化学键的类型、烷基取代位置等信息。
二、红外光谱技术的应用红外光谱技术的应用涉及多个领域。
下面将介绍一些典型的应用。
1. 化学领域化学中经常需要分析化合物的结构和性质，以确定其用途。
红外光谱技术可以用于确定分子结构、化学键的类型和烷基取代位置等信息。
例如，通过红外光谱分析，可以确定某种化合物是否含有酮基、酯基等化学键。
这对于药物研发、新材料的开发等有着极大的意义。
2. 材料领域红外光谱技术也广泛应用于材料领域。
例如，通过红外光谱分析，可以确定材料的组成、结构和变化趋势等信息。
这对于高分子材料的研究、新材料的开发等都具有很大的帮助。
此外，红外光谱技术也可以用于石油、化工等行业的分析。
3. 生物领域在生物领域，红外光谱技术可以用于研究蛋白质、DNA等化合物。
例如，通过红外光谱分析，可以确定蛋白质的二级结构（如α螺旋、β折叠等），也可以进行生物分子的相互作用研究。
这对于疾病治疗、药物研发等都有着极大的帮助。
三、红外光谱技术的意义红外光谱技术的意义在于其具有广泛的应用价值，并且可以在多个领域中为人们提供便利。
红外光谱技术可以用于分析不同的物质，并确定它们的化学结构和化学键类型，这对于科学研究具有很大的帮助。
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
红外光谱的概念原理和应用
红外光谱的概念原理和应用概念介绍红外光谱是一种用来研究物质结构和性质的重要手段。
它是利用物质分子固有振动、转动以及与辐射场相互作用而产生的红外吸收或散射现象进行分析的方法。
原理介绍红外光谱的原理基于物质分子的振动和转动。
当物质受到红外辐射时，物质分子将吸收部分红外光子的能量，使得分子内部的振动和转动状态发生变化。
这些能量变化表现为红外光谱上的吸收带或峰。
每种物质的红外光谱都是独特的，可以用来鉴定物质的成分和结构。
应用领域红外光谱在许多领域中得到广泛应用，包括：1.化学分析：红外光谱可以用于物质的定性和定量分析，如药物、化妆品、食品和环境样品的分析。
2.材料科学：红外光谱可以用于研究材料的组成和结构，如聚合物材料、无机材料和纳米材料等。
3.制药工业：红外光谱可以用于药物的质量控制和成分分析，以及药物的药代动力学研究。
4.环境监测：红外光谱可以用于分析环境样品中的污染物，如大气中的有机物和水中的有机溶解物。
5.生命科学：红外光谱可以用于生物大分子的结构分析，如蛋白质、核酸和多糖的红外光谱研究。
6.石油化工：红外光谱可以用于石油和石油化工产品的分析和质量控制。
红外光谱仪的类型红外光谱仪是进行红外光谱分析的关键仪器，常见的红外光谱仪包括：1.傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）：这种光谱仪利用傅里叶变换的原理将红外光谱信号转换为可见光信号，具有高分辨率和快速扫描的优点。
2.红外光谱仪（IR）：这种光谱仪利用红外辐射源和探测器对红外光谱信号进行检测，适用于常规的红外光谱分析。
3.偏振红外光谱仪：这种光谱仪利用偏振特性对红外光谱进行分析，可以提供更多样化的红外光谱信息。
红外光谱的优势和限制红外光谱具有以下优势：•非破坏性：红外光谱分析不需要对样品进行破坏性处理，可以保持样品的完整性。
•快速准确：红外光谱仪可以快速获取样品的光谱信息，有助于提高分析效率和准确性。
•高灵敏度：红外光谱可以检测到物质在低浓度下的存在，具有高灵敏度。
有机化学基础知识点红外光谱的原理与应用
有机化学基础知识点红外光谱的原理与应用红外光谱是有机化学中一种常用的分析工具，它通过检测物质分子在红外区域（波长2.5-25微米）的吸收和发射光来获取有机物的结构信息。
本文将介绍红外光谱的原理以及它在有机化学中的应用。
一、红外光谱的原理红外光谱的原理基于物质分子的振动和转动。
在红外区域，分子发生振动和转动时会吸收特定波长的红外光线，产生红外光谱图。
红外光谱图中的吸收峰对应着物质分子中不同的振动模式。
红外光谱图常用两种单位表示：波数和波长。
波数是一个与波长倒数成正比的物理量，表示波长的倒数。
波数越大，波长越短。
在红外光谱图中，吸收峰的波数与分子中相应的振动模式有关。
二、红外光谱的应用红外光谱在有机化学中有广泛的应用。
下面将介绍红外光谱在有机合成、结构鉴定和质谱联用等方面的应用。
1. 有机合成：红外光谱可以用于有机合成反应的监测和鉴定。
通过监测反应物的消耗和产物的生成，可以确定反应的进行情况和产物的纯度。
此外，红外光谱还可以用于鉴定合成物的结构，通过比对红外光谱图上的吸收峰位置和强度，可以确定有机合成的产物是否与目标结构一致。
2. 结构鉴定：红外光谱是有机化学中常用的结构鉴定技术之一。
通过对不同分子的红外光谱进行比对，可以确定有机物的结构。
不同官能团在红外光谱图中有特定的吸收峰，通过分析吸收峰的位置和强度，可以确定有机物中存在的官能团。
此外，红外光谱还可以用于鉴定有机物的同分异构体。
3. 质谱联用：红外光谱和质谱可以联用，通过红外光谱与质谱技术的结合，可以获得更准确的结构信息。
质谱可以提供物质分子的分子量和碎片信息，而红外光谱可以提供物质分子的官能团信息。
二者相结合可以更准确地确定分子的结构。
三、红外光谱的局限性红外光谱在有机化学中有着广泛的应用，但也存在一些局限性。
首先，红外光谱对于某些类似结构的化合物鉴定会存在困难，因为它们的红外光谱图可能非常相似。
其次，红外光谱只适用于固态物质或液态物质，对于气体物质的分析有一定的限制。
红外光谱产生的原理及应用
红外光谱产生的原理及应用红外光谱产生的原理红外光谱是一种用于研究物质结构和性质的分析技术。
它基于红外辐射与物质相互作用产生的光谱现象。
红外辐射是电磁辐射的一部分，具有较长的波长。
在分析对象（样品）吸收红外光时，分子会发生振动或转动，并产生特征性的振动光谱。
这些振动光谱通过红外光谱仪来检测和记录。
红外光谱仪由光源、样品和探测器组成。
光源产生红外辐射，样品与红外辐射相互作用并发生光谱响应，而探测器则记录并分析这些响应。
红外光谱产生的原理可以简单概括为以下几个步骤：1.光源产生红外辐射：红外光谱仪中的光源产生红外辐射。
常见的光源包括硅灯（固体光源）和氨化镉灯（气体光源）。
2.红外辐射通过样品：红外辐射穿过待测样品，与样品内的化学键相互作用。
不同化学键对红外辐射的吸收、反射和透射表现出不同的光谱特征。
3.探测器接收光谱信号：红外辐射穿过样品后，到达探测器。
探测器会转换光信号为电信号，并对信号进行放大和处理。
4.记录和分析光谱数据：探测器输出的电信号会被记录下来，并通过计算机进行数据分析和处理。
常见的分析方法包括傅立叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）和散射红外光谱。
红外光谱的应用红外光谱在多个领域有着广泛的应用。
下面列举了一些主要的应用领域和相关的应用案例。
1. 化学分析•有机物质鉴定：通过对有机物质的红外吸收谱进行分析，可以确定其分子结构和化学组成。
•无机物质分析：红外光谱还可以用于无机物质的成分分析，如金属离子、矿石和无机固体材料等。
2. 环境监测•大气污染监测：红外光谱可以用于监测大气中的污染物，例如CO、CO₂、SO₂和NO₂等。
•水质检测：红外光谱技术可以用于监测水中的有机化合物、金属离子和污染物等。
3. 医药和生物科学•药物分析：红外光谱可以用于药物的质量控制和成分分析。
•蛋白质和核酸研究：红外光谱可以用于研究蛋白质和核酸的结构和构象变化。
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪是一种利用红外光谱技术来测试物质或物质表面的一种仪器。
它的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外光谱仪主要有两种工作方式：吸收光谱和反射光谱。
吸收光谱是利用物质吸收红外光的能量来分析物质的性质，反射光谱是利用物质反射红外光的能量来分析物质的性质。
红外光谱仪应用非常广泛，主要应用在化学、石油、农业、食品、医药、环境、生物等领域。
如分析石油中的含量，鉴定药物成分，检测食品中毒素，监测环境污染等。
红外光谱仪的原理
红外光谱仪的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外线是一种电磁波，其频率在可见光之外，波长在700纳米到1纳米之间。
当红外线照射到物质上时，物质中的分子会吸收其中的能量。
每种物质都有其特有的吸收光谱，因此可以利用这些吸收光谱来分析物质的性质。
红外光谱仪通常包括一个红外光源、一个分光仪、一个探测器和一个计算机控制系统。
红外光源发出红外线，分光仪将红外线分成不同波长的光束，探测器检测物质对不同波长的吸收程度，计算机控制系统将检测数据处理成可视化的光谱图。
红外光谱仪还可以进行反射光谱和透射光谱的测试，其原理是一样的。
反射光谱是利用物质对红外线的反射能力来分析物质的性质。
而透射光谱是利用物质对红外线的透射能力来分析物质的性质。
红外光谱技术是一种非接触式的分析方法，不会对样品造成破坏，可以在试样的原始状态下进行测试，因此被广泛应用于各种领域。
红外光谱的原理及应用综述
红外光谱的原理及应用综述红外光谱是一种通过测定物质吸收或散射红外辐射来研究物质结构和化学反应的分析方法。
红外光谱所使用的光源主要是红外区域的线状源以及红外分光仪。
下面将对红外光谱的原理和应用进行综述。
红外光谱基于物质在红外区域的吸收和散射现象，红外光谱的原理与分子的振动、转动和拉伸等有关。
当分子的振动与辐射光子的能量相等时，分子吸收辐射光子并发生光谱峰的吸收峰。
红外光谱通常分为近红外、中红外和远红外三个区域，其中近红外（2500-4000 cm-1）是最常用的区域。
分子的振动通常包括对称拉伸、不对称拉伸、弯曲与扭转等形式，不同化学物质的分子结构和键的种类会导致不同的振动频率和模式，进而表现为不同的红外光谱。
1.化学研究：红外光谱可以对化学物质的分子结构、键信息和有机化学反应进行分析。
通过测量样品的红外吸收峰，可以推断样品中存在的化学官能团、碳氢化合物以及其他功能团。
2.化学品鉴定：红外光谱可以用于鉴定未知化合物，通过比对红外光谱图谱可以确定样品的分子结构和元素组成，进而鉴定样品的化学品种类和纯度。
3.药物分析：红外光谱可以对药物的分子结构进行分析，评估药物的纯度、稳定性和结构特征。
4.食品检测：红外光谱可以用于食品杂质的检测和分析，如添加剂、农药残留、重金属含量等。
5.石油和燃料分析：红外光谱可以用于石油、燃料和润滑油等的成分分析，如鉴定有机功能团、饱和度和微量元素含量。
6.环境监测：红外光谱可以应用于环境监测，如水质分析、大气污染检测和土壤分析等。
7.生物医学研究：红外光谱可用于生物体内的组织和生物分子的研究，用于分析生物标志物、蛋白质结构和药物作用机制等。
红外光谱在以上领域的应用不仅具有快速、非破坏性、灵敏度高等特点，还可以进行实时监测和定量分析。
然而，红外光谱也存在分辨率较低、峰值重叠以及含水样品的干扰等问题，为了克服这些问题，可以结合其他分析方法，如红外光谱-质谱联用、拉曼光谱等。
总结起来，红外光谱作为一种广泛应用于化学分析和材料科学等领域的工具，不仅可以用于分析物质的结构和化学反应，还可以解决许多实际问题，为科研和生产提供了重要的支持。
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曲振动在红外光谱中呈现1450cm-1特征吸收带
NH3以其独对电子与L 酸配位形成L∶NH3，其红外吸 收带出现在1630cm-1附近
属于氢键接受体的常用红外探针分子：苯、三氘乙腈、CO、
H2 、N2 等分子
设备
红外光谱仪
真空处理装置：活化待测样品、净化探针分子并辅
助进行定量化学吸附，其真空度应达1.33×10-2Pa。
除掉样品中的水份以及其它吸附物。因为水是弱碱性分 子而且是红外活性的，会干扰探针分子的红外测定。 探针物质中所含微量水份和微量空气也会干扰红外测定, 故应在干燥脱水之后进一步在真空装置上将其脱除。
打开气阀，从液压机上取下制片模具，将样品底座和样品框架 一同取出，放到模压底座上，套上保护外套，插入模压冲杆。 将整个装置再放到液压机上轻压，听到“铛”的响声即停。
将制片装置取下拆除，用镊子取下样片放入样品架的样 品腔中，用磁片固定好，插入到仪器的样品槽中。
样品测定
模式选择 转换函数 扫描次数 分辨率 扫描范围
搜索结果分三部分，最上面显示样品图谱，最下面是结 果报告的详细信息，中间显示选中结果的标准图谱。
回到“View”状态下，点右下的“Calculate”，可以进 行峰值表操作。
红外光谱在催化研究中的应用
常用测定固体表面酸酸性的测定方法
红外光谱法测定表面酸性的基本原理
通过具有碱性的探针分子在表面酸位吸附后，所 产生的红外光谱的特征吸收带或吸收带的位移， 测定酸位的性质、强度与酸量。
指纹区：红外吸收光谱中1333-400 cm-1的低频区通常称 为指纹区。该区域出现的谱带主要是单键的伸缩振动 以及各种弯曲振动引起的。这一区域谱带特别密集， 对分子结构的变化极为敏感，结构上的微小变化往往 导致光谱上的显著不同，如同人的指纹一样。
吸收峰的强度
红外吸收峰强度通常用峰高和峰面积表示，峰高或峰 面积越大，吸收强度越大。 红外吸收强度（用摩尔吸光系数表示）与偶极距随核 间距变化率的平方成正比
在底座上先放一个样品底座（硅碳钢圆柱，光滑干净面向 上），再将压片框架平稳的套在样品底座露出部分上。
将充分研磨的样品和KBr混合粉末倒入样品框架中，注 意尽量不要散落到侧壁上，用药匙柄将药品调节铺平后 放上第二个样品底座，此时光滑面向下。
套上保护外套，放上弹簧，最后插入模压杆。
用手掌按紧模压杆，放在手动液压机上，打开液压机油 阀，关闭气阀（顺时针到转不动），用压杆增压，直到 表头示数达80KN，稳定5分钟左右。
需采用狭缝，光能量受到限制； 扫描速度慢，不适于动态分析及和其它仪 器联用； 不适于过强或过弱的吸收信号的分析。
傅立叶变换红外光谱仪
——利用光的相干性原理而设计的干涉型红外分光光
度仪
特点：
检测器直接检测样品与红外光的干涉光，无光栅和单色 器，能量高、响应快。与时间分辨技术配合，可以跟踪毫微
酯
丁酸乙酯的红外光谱
C=O伸缩振动
C-O伸缩振动
-C-H伸缩振动
摄取红外吸收光谱的工具—红外光谱仪
红外光谱仪
第一代红外光谱仪：人工晶体棱镜作色散元件 第二代红外光谱仪：光栅作色散元件
第三代红外光谱仪：以干涉仪为分光器—傅立叶
变换红外光谱仪（FT-IR） 第四代红外光谱仪：用可调激光光源
以光栅为分光元件的红外光谱仪不足之处：
红外光谱的表示方法
以透过率T~λ 或T~ν 来表示： ν / cm−1 = 104 /(λ /μm) T(%)= I/I0×100%， I—透过强度，I0—入射强度
T(%)
苯酚的红外光谱
红外光谱的区域
红外光谱的区域
近红外区（泛频区13158~4000cm-1）： -OH，-NH，-CH的特征吸收区（组成及定量分析）
辐射光子应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量
辐射与物质间有相互耦合作用
对称分子：无偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外 活性。 N2、O2、Cl2等。 ——拉曼光谱 非对称分子：有偶极矩， 有红外活性 红外特征吸收产生的条件 ——红外光谱
红外特征吸收产生的特异性
双原子分子中化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧：
吸附装置/红外吸收池
样品的制备
金属蒸膜技术 气溶胶膜技术 压片制备技术
实验步骤
(1) 待测样品压成可透过红外光的圆片；
(2) 将圆片放在位于红外吸收池直管中部的支撑架上； (3) 开启电炉加热样品至一定温度并在真空度小于1.33×10-2 Pa下 活化样品； (4) 活化处理结束后，降至室温测定羟基红外光谱或未吸附探针 分子时的基线；
根据这一原则，可以定性地说，振动过 程中偶极矩变化幅度越大，吸收强度越大。
分子中基团的基本振动形式
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基： 对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1 变形振动 甲基 对称δ s(CH3)1380㎝-1 不对称δ
as(CH3)1460㎝ -1
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
在“Measure”状态下，根据需要逐项设置参数。
放入空白KBr片或以空气为背景，点击“BKG”， 做背景扫描。
样品扫描结束后，得到Aspirin的红外谱图，点击主菜 单，选择“Save as”进行保存。
谱图处理
谱库搜索：点功能菜单的“Search”，可以选择 “Spectrum Search”方式进行搜索。
样品扫描 Sample Scan
制备固体样品和 KBr压片
KBr压片的制备（以制备Aspirin样品为例）
弹簧 模压杆
底座
模压底座 样品底座 (硅碳钢圆柱) 压片 框架 保护外套 模压冲杆
KBr压片模具
玛瑙研钵
油阀
气阀 压力 杆
手动液压机
取0.2～0.4克KBr，在玛瑙研钵中充分研细，然后取2～4毫克 Aspirin，即样品的量约为KBr的1%（此操作在红外灯下进行）
-C-H伸缩振动
苯酚的红外光谱图 苯环的=C-H 伸缩振动 缔合O-H伸缩振动
苯环的骨架振动
醛和酮
戊醛的红外光谱图
醛基的C-H伸缩振动 2820cm-1 2720cm-1
C=O伸缩振动 1720cm-1 -C-H伸缩振动
羧酸
戊酸的红外光谱图
缔合O-H伸缩振动 3300~2500cm-1
C=O伸缩振动
k— 化学键力常数。反映化学键强弱，键对变形、伸展运动的阻力。 μ—双原子分子的折合质量
任意两个相邻的能级间的能量差为：
化学键键强越强（即键的力常数k越大）、原子折合质 量越小，则化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在 高波数区
在一般情况下，分子的转动和振动处于基态 当物质被红外光照射时，分子的转动和振动将吸收红 外光而发生能级跃迁
中红外区（基本振动区4000~400cm-1）： 绝大多数有机和无机化合物的化学键振动基频区（分 子中原子的振动及分子转动），化合物鉴定的重要区域
远红外区（转动区400~10cm-1 ）： 金属有机化合物的键振动（分子转动、晶格振动)
红外特征吸收产生的条件及其特异性
产生红外特征吸收的必要条件：
红外光谱原理及应用
一、红外基本原理
一定频率的红外线经过分子时，被分子
中相同振动频率的键振动吸收，记录所得透 过率的曲线称为红外光谱图
红外基本原理
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：分子振动-转动光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
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，相应于这些区域的透射 光强减弱，记录T%对波数或波长的曲线，即为红 外光谱。又称为分子振动转动光谱。
秒级瞬时过程。其能量大、灵敏度和分辨率，准确度均高。 分辨率可达0.1-0.005cm-1。
FTIR-8400S红外光谱仪（日本，岛津公司）
样品的测定（KBr压片法） 固体样品测定流程示意：
制备KBr空白压片 （高纯KBr可不做） 空气（高纯KBr时） 背景扫描 Background Scan
谱图处理
质子化的H:B+ 在红外光谱中出现特征吸收带: —C5H5NH+的特征吸收带在1540 cm-1 和1635 cm-1 —NH4+ 的特征带为1450 cm-1
碱性探针分子与路易斯酸位的电子对授受作用
固体表面的L酸位接受碱性探针分子的电子对形成配位 键络合物：
配位络合物在红外光谱中有特征吸收带： —吡啶吸附后出现1455 cm-1吸收带 —NH3吸附后出现1640 cm-1吸收带
C-H弯曲振动
=C-H伸缩振动 ＞3000cm-1 -C-H伸缩振动 C=C伸缩振动 1670~1640cm-1
芳烃 乙苯的红外光谱图
C-H弯曲振动
苯环的=C-H 伸缩振动
烷基-C-H 伸缩振动
苯环的骨架振动 1600~1450cm-1
醇和酚 1-己醇的红外光谱
缔合O-H伸缩振动 3400~3200cm-1
择性属于几何形状的选择性。可用吡啶吸附的红外光
谱判断小孔沸石内/外表面或大笼/小笼中的酸性位。 烷基取代吡啶也可用于表面酸性的表征。2 ,6 - 二甲 基吡啶的两个甲基使该分子的碱性增强，质子亲合势 增加，从而易被酸性羟基质子化,可以作为质子酸的
探针分子。
NH3作为探针分子
NH3也是强碱性分子,其N上的独对电子有比较高的质子
酮、醛、酸或酰胺中的羰基：1700 cm-1
脂肪化合物中的-OH的振动吸收：3600-3700 cm-1