红外光谱原理及使用讲解
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。
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。
红外光谱分析技术的使用指南
红外光谱分析技术的使用指南红外光谱分析技术是一种常用的非破坏性分析方法，通过测量物质与红外光的相互作用来获取物质的结构和组成信息。
它在化学、生物、材料科学等领域具有广泛的应用。
本文将为读者介绍红外光谱分析技术的基本原理和使用指南。
一、红外光谱的基本原理红外光谱是指当物质被红外辐射照射时，物质分子会吸收部分红外辐射的能量，发生能级转跃，并产生特定的红外光吸收峰。
这些红外光吸收峰与物质分子的结构和化学键有关，因此可以通过分析红外光谱图谱来确定物质的组成和结构。
二、红外光谱分析仪器使用红外光谱分析技术需要一台红外光谱仪。
红外光谱仪由光源、样品室、光谱仪和检测器等组成。
光源产生红外辐射，样品室用于放置待测样品，光谱仪分光装置将红外光分解为不同波长的光线并进行检测，检测器记录红外光谱。
根据应用需求和分析目的的不同，红外光谱仪的类型和规格有所差异。
三、样品准备和技术要点在进行红外光谱分析之前，需要合理准备样品并制备样品片。
样品片的制备通常采用将样品与稀有中性盐混合并压制成片的方法。
需要注意的是，样品片的制备应尽量保持一致的制备条件，以避免误差的引入。
此外，在进行红外光谱分析时，还需注意以下几个技术要点：1. 温度控制：红外光谱分析通常在室温下进行，因为温度的变化会对样品的红外光谱产生影响，因此需保持恒定的温度条件。
2. 光谱扫描范围选择：波数是红外光谱的横坐标，不同波数对应不同的红外辐射能量，根据分析的目的需要选择合适的波数范围进行扫描，以保证测量结果的准确性和可靠性。
3. 校正和基线校正：红外光谱分析仪器在使用前需要进行校正和基线校正。
校正过程可通过使用相对标准品来校正光谱仪，基线校正则是为了排除仪器本身的干扰信号。
四、红外光谱分析的应用案例红外光谱分析技术在各个领域都有广泛的应用。
以化学领域为例，红外光谱分析可以用于物质的定性和定量分析、鉴别和鉴定物质的结构、表征化合物的官能团等。
在药物研发和制造过程中，红外光谱分析技术可以用于药物的质检、药物与辅料的相容性研究、药物结构的分析等，为药物研发和生产提供可靠的数据支持。
红外光谱仪的工作原理与应用
红外光谱仪的工作原理与应用红外光谱仪（Infrared Spectrometer）是一种重要的分析仪器，广泛应用于物质的表征和定性分析领域。
它利用物质与红外辐射的相互作用，通过检测光谱图像，得到物质的特征信息。
本文将详细介绍红外光谱仪的工作原理与应用。
一、工作原理红外光谱仪的工作原理基于物质对红外辐射的吸收特性。
红外辐射由红外光源产生，经过样品后，被红外探测器接收。
探测器将吸收的红外辐射信号转化为电信号，进而得到光谱图像。
1. 光源红外光谱仪常用的光源包括炽热丝灯、硅化钨灯和Nernst灯等。
不同类型的光源适用于不同的红外波段，可以提供适合的辐射强度和波长范围。
2. 样品样品置于红外光源与探测器之间，红外辐射通过样品后会发生吸收、散射和透射等过程。
样品的化学结构、纯度和浓度等特性会影响其对红外辐射的响应特点。
3. 分光装置分光装置用于将入射的红外光分解成不同波长的光束，以获取样品吸收光谱。
常见的分光装置包括棱镜和光栅，它们具有不同的光谱分辨率和波长范围。
4. 探测器红外探测器将样品吸收的红外光转化为电信号。
常用的红外探测器包括热偶极化物（如热电偶、热电阻）、半导体和光学检测器（如光电二极管、荧光探测器）等。
5. 数据采集与处理探测器输出的电信号通过数据采集系统进行数字化处理，得到样品的红外吸收光谱。
数据处理包括数据滤波、峰识别和谱图解析等步骤，以提取样品的化学信息并进行定性或定量分析。
二、应用领域红外光谱仪在众多领域发挥着重要作用，以下将介绍其几个主要应用领域。
1. 化学分析红外光谱仪可用于化学物质的分析和鉴别。
每种化学物质都有独特的红外吸收谱，通过与已知物质的光谱图进行比对，可以快速确定未知物质的成分和结构。
2. 药物研究红外光谱仪在药物研究中有广泛应用。
通过红外光谱技术，可以对新型药物进行结构表征和质量控制，同时还可以研究药物与载体的相互作用以及释放行为等。
3. 食品安全红外光谱仪可以用于食品中有害成分的检测与分析，如重金属、农药残留和添加剂等。
红外光谱技术的原理与应用
红外光谱技术的原理与应用近年来，红外光谱技术因其在分析领域中的广泛应用而备受瞩目。
它是一种非破坏性的分析技术，能够准确地确定目标物质的分子结构和功能组成。
本文将介绍红外光谱技术的原理、基础知识和应用。
一、红外光谱技术的原理红外光谱技术是一种利用物质对红外辐射的吸收和发射谱线进行分析的技术。
红外辐射可以被物质中的化学键吸收或发射，这些化学键的振动和转动运动产生了特定的谱线，对应于物质的分子结构。
红外光谱图展示了分子内各个化学键的谱线，可用于确定样品中不同分子的存在和浓度。
二、基础知识：红外光谱图的读取红外光谱图由x轴和y轴组成。
x轴表示波数（单位为cm-1），而y轴则表示对应波数下吸收带的相对强度。
红外光谱图的预处理非常重要。
为了获得最佳效果，我们需要对光谱图进行基线校正、去除噪声、调整基于吸收线强度等组合过程的光谱数据。
在光谱图上，各吸收带也需要进行标记和解释。
三、红外光谱技术的应用1. 化学分析红外光谱技术可以用于分析有机化合物的结构和组成。
化学家们可以用红外光谱图来检测样品中特定的化学键，以及确定这些化学键的类型和位置。
这项技术对于药物合成、有机化学和聚合物工程等领域的研究非常重要。
2. 食品安全红外光谱技术可以用于检测食品中的有害物质和营养成分。
例如，它可以用于测量食品中各种脂肪、糖类和蛋白质的含量。
此外，红外光谱技术还可以分析食品中的添加剂和农药残留情况。
3. 医学诊断红外光谱技术对于疾病的早期诊断和治疗也具有很大的帮助作用。
例如，红外光谱技术可以用于分析血液样品中患者的代谢物质，以及检测特定疾病标志物的存在。
此外，它还可以用于研究不同组织和器官的结构和组成。
4. 环境监测红外光谱技术可以用于分析环境样品中的有害物质和化学物质。
例如，可以通过分析水体中的化学物质来确保其安全饮用。
它还可以测定大气中的污染物质和土壤中的重金属含量。
四、未来发展随着科技的进步和新技术的出现，红外光谱技术也在不断发展。
红外光谱仪的原理及应用方法
红外光谱仪的原理及应用方法1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种用于分析样品中化学物质的仪器。
它基于红外光谱技术，通过测量样品在红外光波段的吸收特性，来确定样品中的化学物质的成分和结构。
红外光谱仪的原理主要包括以下几个方面：•红外辐射源：红外光谱仪使用的红外辐射源通常为热电偶或钨丝灯。
这些辐射源能够产生红外光波段的辐射光。
•样品室：红外光谱仪的样品室通常是一个封闭的空间，用于放置样品和测量光的传输。
样品室通常可以保持恒定的温度和湿度，以确保准确的测量结果。
•光学系统：红外光谱仪的光学系统主要包括红外光源、样品和检测器。
光源发出的红外光通过样品，被检测器接收并转换为电信号。
•检测器：红外光谱仪的检测器通常是一种能够测量红外光强度的器件。
常见的检测器包括热电偶、半导体探测器和光电倍增管。
检测器接收到的光信号经过放大和处理后，可用于生成红外光谱图。
•数据处理：红外光谱仪的数据处理部分主要包括光谱图的绘制和分析。
通过对光谱图进行峰值分析、峰位标定和谱图匹配，可以确定样品中的化学物质的种类和含量。
2. 红外光谱仪的应用方法红外光谱仪在化学、生物、医药、环保等领域有着广泛的应用。
下面列举几种常见的应用方法：2.1 定性分析红外光谱仪可以通过样品在红外光谱范围内的吸收特性，确定样品中存在的化学官能团和化学键。
通过与已知化合物的光谱图对比，可以判断未知样品的化学成分和结构。
2.2 定量分析红外光谱仪也可以用于定量分析。
通过测量红外光谱图中特定吸收峰的峰值强度与样品中物质浓度的关系，可以建立定量分析模型。
这种方法对于含有特定官能团的化合物的定量分析非常有效。
2.3 有机物鉴定红外光谱仪可以用于有机物的鉴定。
不同有机物在红外光谱图上有特征性的吸收峰，可以通过识别和比对特征峰来确定样品中有机物的种类和含量。
2.4 质谱结合将红外光谱仪与质谱仪结合可以得到更为详细的化学信息。
红外光谱提供了化学键类型和官能团的信息，而质谱则可以确定特定化合物的分子量和分子结构。
红外光谱原理及应用的使用教程
红外光谱原理及应用的使用教程一、红外光谱原理红外光谱是研究物质分子结构和化学键状态的重要工具。
红外光谱的原理基于物质分子的振动和转动。
当红外辐射通过样品时，样品分子吸收特定波长的红外辐射能量，产生振动能级的跃迁。
这些振动能级的跃迁对应着不同的红外吸收峰，从而可以通过分析吸收峰的位置和强度来推测样品的化学成分。
在红外光谱的测量中，常用的仪器是傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）。
该仪器通过将红外光分解成各个波长的组成部分，再通过样品，最后通过傅里叶变换将得到的信号转换为红外光谱图。
二、红外光谱的应用红外光谱广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域。
以下将重点介绍红外光谱在有机化学和医药领域的应用。
1. 有机化学中的红外光谱应用红外光谱在有机化学中有着广泛的应用，可以用于分析和鉴定化合物。
通过对物质的红外吸收峰位置和强度进行分析，可以判断有机化合物中的功能基团类型和存在状态，从而帮助确定化合物的结构。
2. 医药领域中的红外光谱应用红外光谱在医药领域的应用十分重要。
它可以用于药物成分的分析和质量控制。
通过红外光谱仪的测定，可以得到药物中各成分的红外光谱图，从而进行药物的质量评估。
此外，红外光谱还可以用于药物的相似性研究和药代动力学的研究。
通过比较不同药物的红外光谱图，可以判断药物的相似性和差异性。
而通过红外光谱分析药物在体内的代谢过程，可以研究药物的药代动力学，了解药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
三、红外光谱的使用教程1. 采集样品首先，我们需要准备样品进行红外光谱的测量。
将待测样品制备成均匀的薄片或粉末形式。
确保样品的制备过程中不会有其他杂质的干扰。
2. 调整仪器参数接下来，将样品放置于红外光谱仪的样品室中，并确认光谱仪的相关参数。
一般来说，光谱仪会自动进行扫描，但我们也可以手动调整扫描范围和积分时间，以获取更准确的结果。
3. 开始扫描确认仪器的参数后，可以开始进行红外光谱的扫描。
光谱仪会自动扫描样品，并将得到的信号转换为红外光谱图。
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c 光速： 2.998 1010 cm s
k 弹簧的力常数。
即联结原子的化学键的力常数 dyn cm
两个小球（两个原子）的折合质量
= m1 m2
m1 m2
……（2）
根据小球的质量和原子量的关系，⑴式改为：
1
v =N2 k
2c M
……⑶
分子振动方程式
M 折合相对原子质量
N 阿佛加德罗常数（6.02×1023）
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
振动的自由度
指分子独立的振动数目，或基本的振动数目 ➢ N个原子组成分子，每个原子在空间具三个自由度 分子自由度＝平动自由度+转动自由度+振动自由度＝3N 分子振动自由度＝ 3N-（平动自由度+转动自由度）
面内弯曲 ——弯曲振动在几个原子所构成的平
面内进行，以γ表示。
{剪刀振动——两个相同原子在同一平面内彼此相
分类 向弯曲振动，键角发生变化。 面对摇摆振动——两个相同原子在同一平面内 向同一方向弯曲振动，键角不发生变化。
H
H
C
H
H
C
剪式 δ:1468 cm1
摇摆 σ:720 cm1
面外弯曲 ——指弯曲振动在几个原子所构成的平面
⑤ 分子振动方程
m1
m2
m1 、m2 为小球质量（原子质量）
r→弹簧长度（分子化学键的
伸
缩
伸 长度）
r
谐振子振动示意图
简谐振动：——分子中的原子以平衡点为中心，以 非常小的振幅作周期性的振动。
模型——弹簧带小球的模型
运用虎克定律：
体系的振动频率 v（以波数表示）可表示如下：
1
v = 2c
k
……（1） 分子振动方程式
段。 3. 测量精度低，需用外部标
准校正。
3. 利用He-Ne激光器提供0.01
cm-1的测量精度。 4. 为了获得高分辨光谱图需
用光栏限制光束，使光通量降 4. 光束全部通过，光通量大，
低，检测灵敏度下降。
检测灵敏度高。
色散型
FTIR
5.使用色散法，在某时间 5.具有多路通过特点，所有频率
间隔内只能测量很窄的波 同时测量。
段范围。
6.扫描速度最快可达60次/秒，可
6.扫描速度慢不宜测量快 作快速反应动力学研究，并可与G
速变化的过程，与GC、L C、LC联机检测。
C联机检测困难。
7.使用调制音频测量，杂散光不
7 . 杂 散 光 易 造 成 虚 假 读 数 。影响检测。
v 1 1 k 1307 k 1307 9.6 1650cm1
2c
12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
⑥ 分子振动形式
双原子分子 只有 一种振动形式 伸缩振动
{ 多原子分子 有 多种振动方式 伸缩振动 弯曲振动
伸缩振动：指原子沿着旋轴方向作使键长发生变 化的往复运动。以符号V表示。 弯曲振动：即变形振动，是指原子沿垂直与它 的键轴方向的运动，它可能有键角的变化。
2. 红外光的波长——0.7~500 m
3. 红外光的能量表示：
——用波数代表（而不用波长或频率）。
当用cm作为波长单位时，波数定义为波长
的倒数。
即
v(
cm
1)
=
1 (cm)
如 =2.8 m的红外线，它的波数为：
10 4
v=
2.8
=3.6× 103 cm1
4. 红外光谱区分类
根据红外线波长，习惯将红外光谱分成三个区域，其中中红 外应用最多。
最强 较弱 很弱 极弱 极弱
⑦ 红外光谱的吸收强度
吸收峰的强度——取决于振动进程中偶极矩 的变化及能级的跃迁几率。 红外光谱的强度——与分子振动时偶极矩变 化的平方成正比。 跃迁几率——指能级跃迁过程中，激发态分 子所占分子总数的百分数。
红外吸收带的波数位置
定
分子结 构特点
波峰的数目
性
分
吸收谱带的强度
④ 红外光谱图的产生：
当一定频率 的红外光
照射
分子
该分子中的某个振动频 率和红外光一样
两者产生共振
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。
红外光的振动频率
如果
分子中各基团的振 动频率
不符合导致结果 该部分的红 外光不吸收
因此用连续改变频率红外光照射某试样，由于某试样 对不同频率的红外光的吸收不同，使通过试样后的红 外光在一些波长范围内变弱（被吸收），在另一些范 围内则较强（不吸收）。将分子吸收红外光的情况用 仪器记录，就得到该试样的红外吸收光谱图。
名称
波长/m
近红外 （泛频区）
0.78~2.5
中红外（基本 振动区）
2.5~50
波数/cm1 能级跃迁类型
O-H，N-H及C-H 12820~4000 键的倍频吸收
分子中原子的振 4000~200 动及分子转动
远红外 （转动区）
50~300
200~33
分子转动，晶格 振动
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
将有偶极矩变化 的振动基团
视为
一个偶极子
具有一定的
振动频率Βιβλιοθήκη 因此由原来 基态振动较高的 振动能级
条件是：
当辐射频率与偶极子频率相匹配时，分子才与辐 射发生相互作用（振动偶合），而增加它的振动 能，使振动能加激，振幅加大。
③ 红外吸收条件：
——发生偶极矩变化的振动才能引起 可观测的红外吸收带，这种振动为红 外活性，反之称为非红外活性。
四 峰
倍频峰——由基态跃迁至第二激发态、第三 激发态所产生的吸收峰。
合频峰—— v1 v2 2…v1… v2
差频峰—— v1 v2
2v1 v2
……
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
析
与分子组成或化学基团的含 量有关，可进行定量分析
红外光谱仪 及原理
1. FTIR光谱的基本原理
色散型红外与傅立叶变换红外比较 ：
相同点：都是用来获得物质的红外吸收光谱 异同点：测定原理都不同
光源
样品
分光器
检测器
光谱图
图1 色散型红外原理图
色散型红外光谱——光源发出的光照射试样，而后再经光栅分成单色 光，由检测器检测后获得光谱。
表1 色散型与FTIR光谱性能比较表
色散型
FTIR
1. 光学部件复杂，带有多种 1. 光学部件简单，只有一个
易磨损的活动部件，有机械公 可动镜在实验过程中运动。
差。
2. 测量波段宽，只需换用不
2. 测量波段窄，扩宽波段设 同的分束器、光源和探测器，
计复杂，制作困难。
就能测45000—6cm-1整个光谱波
2、发展历史
第一代： 棱镜式色散型红外光谱仪。它对 温度、湿度敏感，对环境要求苛刻。
第二代： 60年代光栅型色散式红外光谱仪。 这是由于光栅的刻制和复制技术的发展，出 现了光栅代替棱镜。提高了仪器的分辨率， 展宽了测量波段，降低了环境要求。
第三代：干涉型红外光谱仪。工作原理和 色散型完全不同，它具有宽的测量范围， 高测量精度和极高的分辨率以及极快的测 量 速 度 。 此 类 的 代 表 是 FTIR（Fourier Transform Infrared Spectroscopy）。
{ 反对称
伸缩振动 对称
面外弯曲
{ 弯曲振动 面内弯曲
对称伸缩振动——相对中心原子而言，两个相同
原 子 沿 键 轴 的 运 动 方 向 相 同 ， 用 Vs 表 示 。
如： H
H
C
对称 Vs 2853 cm1(s)
反对称伸缩振动——两个相同原子沿键轴的运动
方向相反，用V as表示。如：
H
H
C
反对称Vas 2926 cm1(s)
非线性分子：F＝3N-6 线性分子：F＝3N-5 理论上，多原子分子的振动数应与谱峰数相同。
✓ 水分子——非线性分子 F 3 3 6 3
H2O分子IR谱图
实际上，谱峰数常常少于理论计算出的振动数。 例如：CO2
（1388cm-1) （2349cm-1) （667cm-1)
（667cm-1)
∵分子内原子处于在其平衡位置不断振动 的状态，∴d的瞬时值也不断变化，μ也相 应变化即分子有确定的偶极矩变化频率。
HCl
d
H
Cl
+q
_q
H2O
_q
O
d
H
H
+q
+q
② 分子振动能级的跃迁条件：
——只有在吸收外界光的 能量后才能实现。换句话 说，将外界红外光的能量 转移到分子中去才能实现 振动能级的跃迁，而这种 能量的转移是通过偶极矩 的变化来实现的。
检测器
光谱图
光源
干涉仪
样品
检测器
FTIR——光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变 成干涉光，再让干涉光照射样品，检测器获 得干涉图，而得不到红外吸附光谱，实际吸 收光谱是由计算机把干涉图进行傅立叶数学 变换得到的。
干涉图
计算机
光谱图
傅立叶变换红外光谱仪工作原理图
FTIR无分光系统，测量时是应用经过迈克尔逊干涉仪调制了的干涉光， 可一次取得全波段光谱信息，具有高光通量，低噪声，测量速度快等一 系列优点。