红外吸收光谱法教案.doc
第六章红外吸收光谱法基本要点：1. 红外光谱分析基本原理；2. 红外光谱与有机化合物结构；3.各类化合物的特征基团频率；4.红外光谱的应用 ;5.红外光谱仪 .学时安排： 3 学时第一节概述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。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁 ,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
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 ~ 2.5 μm），中红外光区（ 2.5 ~ 25μm），远红外光区（ 25 ~ 1 000μm）。
近红外光区（ 0.7 5 ~ 2. 5μm）近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O — H 、 N — H 、 C — H ）伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区（ 2.5 ~ 2 5μm）绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
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（ 25 ~ 10 00μm）该区的吸收带主要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。
由于低频骨架振动能很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）。
波长与波数之间的关系为：波数 / cm - 1 =1 04 / （/ μm）中红外区的波数范围是 40 00 ~ 4 00 cm - 1。
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）。
因此，除了单原子和同核分子如 N e、 H e、 O 2、 H 2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。
通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，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；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，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。
一、产生红外吸收的条件1 .辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等红外吸收光谱是分子振动能级跃迁产生的。
因为分子振动能级差为 0. 05 ~1.0 eV ，比转动能级差（ 0. 00 01 0. 05 eV ）大，因此分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随转动能级的跃迁，因而无法测得纯振动光谱，但为了讨论方便，以双原子分子振动光谱为例说明红外光谱产生的条件。
若把双原子分子（ A - B ）的两个原子看作两个小球，把连结它们的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，则两个原子间的伸缩振动，可近似地看成沿键轴方向的间谐振动。
由量子力学可以证明，该分子的振动总能量 (E ) 为：E =（+ 1/ 2 ） h（=0 ， 1 ， 2 ，）式中为振动量子数（= 0 ， 1， 2 ，）；E是与振动量子数相应的体系能量；为分子振动的频率。
在室温时，分子处于基态（=0 ）， E = 1/ 2 ?h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（E L ）恰好等于分子振动能级的能量差（△E 振）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△ E振 =△?h又光子能量为E L = h L于是可得产生红外吸收光谱的第一条件为：E L = △ E 振即L =△表明，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。
在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态（=0 ）跃迁至第二激发态（= 2）、第三激发态（= 3 ），所产生的吸收峰称为倍频峰。
由=0 跃迁至=2 时，△= 2 ，则L = 2，即吸收的红外线谱线（L ）是分子振动频率的二倍，产生的吸收峰称为二倍频峰。
由=0 跃迁至=3 时，△=3 ，则L =3，即吸收的红外线谱线（ L ）是分子振动频率的三倍，产生的吸收峰称为三倍频峰。
其它类推。
在倍频峰中，二倍频峰还比较强。
三倍频峰以上，因跃迁几率很小，一般都很弱，常常不能测到。
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 H Cl 为例：基频峰（0 → 1 ）28 85.9 cm - 1最强二倍频峰（较弱三倍频峰（很弱四倍频峰（极弱五倍频峰（极弱0 → 20 → 30 → 40→ 5）56 68.0 cm - 1）83 46.9 cm - 1）10 92 3. 1 cm - 1）13 39 6. 5 cm - 1除此之外，还有合频峰（ 1 + 2 ，2 1 + 2 ，），差频峰（ 1 - 2 ，2 1 - 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。
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的电场中时，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。
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，此时光的能量就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁。
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 M 1和 M 2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。
由经典力学可导出该体系的基本振动频率计算公式= （ 1/ 2 ） ? （ k/ ）或波数 = （ 1/ 2 c ） ? （ k/ ）式中 k为化学键的力常数，其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 1 5 N ?cm - 1； c 为光速（ 2. 99 8 10 1 0 cm ?s- 1），为折合质量，单位为 g ，且= m 1 ?m 2 / （ m 1 + m 2）根据小球的质量和相对原子质量之间的关系波数 = 13 02 （ k /A r）1 / 2 A r为折合相对原子质量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 A r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 、 C C 、 C C 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，C C 的吸收峰出现在 222 2 cm - 1，而 C C 约在 16 67 cm - 1， C -C 在 142 9 cm - 1对于相同化学键的基团，波数与相对原子相对质量平方根成反比。
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 14 30 c m - 1、 1 330 cm - 1、 12 80 cm - 1附近。
需要指出，上述用经典方法来处理分子的振动是宏观处理方法，或是近似处理的方法。
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。
1 .简正振动简正振动的振动状态是分子质心保持不变，整体不转动，每个原子都在其平衡位置附近做简谐振动，其振动频率和相位都相同，即每个原子都在同一瞬间通过其平衡位置，而且同时达到其最大位移值。
第一章 红外吸收光谱法
W—弱(20—40％)
v—变化不定
vw—很弱(＜20%)
sh—肩峰
2，2，4—三甲基戊烷的红外光谱
四、红外吸收光谱中常用的几个术语
（一）基频峰与泛频峰
当分子吸收一定频率的红外线后，振动能级从
基态(V0) 跃迂到第一激发态 (V1)时所产生的吸收峰，
称之为基频峰。
如果振动能级从基态 (V0)跃迁到第二激发态 (V2) 、
s
as
2) 弯曲振动 (bending vibration)
Ⅰ面内弯曲振动 (in-plane bending vibration) δ
剪式振动 (scissoring vibration)
面内摇摆振动 (rocking vibration)
Ⅱ面外弯曲振动 (out-of-plane bending vibration) γ
如果把双原子分子看成谐振子，那么该体系 的势能为：
U＝1/2K(r－re)2
由于振动的非谐振性，△V＝±2、±3等的
跃迁也可发生，即从V＝0也可跃迁到V＝2的能级 （当然其几率小于从V＝0到V＝1的跃迁）。 △V＝±1对应的吸收频率称为基频，从V＝ 0到V＝2的跃迁对应的吸收频率称为倍频。
二、多原子分子的红外吸收频率
第一节 红外吸收光谱的基本原理
一、双原子分子的红外吸收频率 从经典力学的观点，采用谐振子模型来研究 双原子分子的振动，即化学键相当于无质量的弹 簧，它连接两个刚性小球，二刚性球体的质量分 别等于两个原于的质量。
re为平衡时两原子之间的距离，r为某瞬间 两原子因振动所达到的距离。
式中 c——光速（3×108m· s－1） k—— 化学键的力常数，其含义为将两个原于 由平衡位置伸长1埃（Å ）后的恢复力
红外光谱法-教学设计
红外光谱法红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。
简称“IR”,分子吸收光谱的一种。
利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。
被测物质的分子在红外线照射下，只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。
对红外光谱进行剖析，可对物质进行定性分析。
化合物分子中存在着许多原子团，各原子团被激发后，都会产生特征振动，其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。
据此可鉴定化合物中各种原子团，也可进行定量分析。
1红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。
2对样品的要求①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格,这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照。
多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析②试样不应含水（结晶水或游离水）水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。
所用试样应当经过干燥处理③试样浓度和厚度要适当使最强吸收透光度在5～20%之间3定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。
因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具①已知物的鉴定将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadter标准光谱、Sadter商业光谱等）相对照，即可定性使用文献上的谱图应当注意：试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同②未知物的鉴定未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：A利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图B进行光谱解析，判断试样可能的结构。
然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实解析光谱之前的准备：1了解试样的定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证3根据元素分析及分子量的测定，求出分子式计算化合物的不饱和度Ω，用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为：A从特征区的最强谱带入手，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团B用指纹区的谱带验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰来确认一个基团的存在C对于简单化合物，确认几个基团之后，便可初步确定分子结构D查对标准光谱核实③新化合物的结构分析红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。
常职院仪器分析测试技术教案6-1红外吸收光谱法：认知红外光谱实训室
红外吸收光谱法模块之任务1：认识红外光谱实训室教学任务口进入红外吸收光谱实训室，了解实训室的环境要求、基本布局和实训室管理规范。
教学方法□引探法学时□每20人一个学习组，整个任务需2学时。
教学设计进入并观察一个整洁的红外吸收光谱实训室I进入并观察一个凌乱的红外吸收光谱实训室I学生讨论并提出问题：如何管理红外吸收光谱实训室？I教师引出“5S管理”I学生对“5S管理”提问？I学生讨论，教师引导并共同解决“5S管理”常见问题I学生完成凌乱红外吸收光谱实训室整理、整顿与清扫实训I学生绘制红外吸收光谱实训室布局框图I问题：如何设置实训室适宜的环境条件？I学生讨论，教师引导并共同解决学生完成环境条件设置实训教师引导学生认识实训室的管理规范I学生讨论并复述实训室管理规范I问题：红外吸收光谱实训室有哪些安全隐患？I学生讨论，总结I教师引导学生处理红外吸收光谱实训室各种紧急情况I布置作业I下次课程问题：如何操作红外吸收光谱实训室？引入（以20人为一个教学单元，教师可带领学生进行并参观两个实训室，共同讨论教师预先提出来的问题，并对两个实训室进行综合比较，引出实训室管理的“5S管理模式”）□指导教师带领学生进入并观察一个整洁的红外吸收光谱实训室□指导教师带领学生进入并观察一个凌乱的红外吸收光谱实训室□教师提问（教师事先准备一些问题，备用，如下所示：）≡实训室的基本装备（含仪器设备、辅助设备等）割实训室的水、电设施≡实训座的通风设施≡实训室的温度控制S实训室的湿度控制出实验台≡实训室的安全防护设施（如防火、防爆、避雷防护、防静电、电磁屏蔽、卫生急救箱等）□学生认知两个实训室，并进行对比、环境评价□问题：如何管理红外吸收光谱实训室？□教师引出“5S管理模式”5S管理（本过程教师可以“实例”（如凌乱的红外光谱实训室）来说明“5S管理”的必要性，解释什么是aS管理”。
）□什么是5S管理？□5S管理就是整理（SElRI）、整顿（SElTON）、清扫（SElSO）、清洁（SETKETSU）、素养(S HITSUKE)五个项目，因日语的罗马拼音均以“s”开头所以被简称为5S管理。
第三章 红外吸收光谱法
红外吸收光谱法
01 基础知识
02 光栅型红外分光光度计
目录
CONTENTS
03 傅里叶变换红外光谱仪 04 样品的制备
05 实训五 乙酰苯胺的红外光谱测定
06 实训六 苯乙酮的红外光谱测定
案例 导入
药检中经常会遇到硫酸小诺霉素注射液与硫酸庆 大霉素注射液，虽然两者临床药理作用和毒副反应 相差甚多，但从它们的显色反应、薄层斑点位置等 化学鉴定方法来看，两者是难以进行区分的，由于 硫酸小诺霉素注射液在市场上的出售价格要比硫酸 庆大霉素注射液高出许多倍，这样就导致一些不法 分子利用这可乘之机，来进行假药的制作与销售。 因此，必须严把药品质量关，解决这一问题。用什 么方法可以高度准确地将问题彻底解决呢？
04 典型光谱
1 . 芳烃类 取代苯的主要特征峰有： νΦ—Ｈ3100～3030cm-1（ｍ）；νＣ＝Ｃ（骨架振动）～1600cm-1（ｍ或s）及～ 1500cm-1（ｍ或s）；γΦ—Ｈ910～665cm-1（s）；泛频峰2000～1667cm-1（w,vw）。现 以甲苯为例说明取代苯的红外吸收特征，如图3－1所示。
04 典型光谱
2 . 醇、酚、羧酸类 （３）νＣ＝Ｏ
νＣ＝Ｏ是此三类化合物中羧酸独有的重要特征吸收峰，峰位为1740～1650cm-1的高 强吸收峰，干扰较少。可据此区别羧酸与醇和酚。
04 典型光谱
3 . 醛、酮类 （１）醛类
主要特征峰：νＣ＝Ｏ1725cm-1（s）及醛基氢νＯ＝Ｃ—Ｈ～2820与2720cm-1两个吸收 峰。若羰基与双键或芳环共轭，将使νＣ＝Ｏ峰向低波数方向移动至1710～1685cm-1。
2 . 醇、酚、羧酸类
图 3-4 正辛醇、丙酸、苯酚的红外吸收光谱图
分析化学电子教案红外吸收光谱法.doc
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.授课内容教学目的要求教学重点难点教学方法手段教案（四）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级： 2008 级化学专业任课教师：杨季冬 / 牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1学期第四章红外吸收光谱法课时安排 4 学时了解红外吸收光谱法的特点 , 掌握红外吸收光谱法的原理：分子的振动；红外吸收光谱产生的条件和谱带强度；基团振动与红外光谱区域；影响基团频率位移的因素。
了解红外光谱仪的构造及红外吸收法的应用。
教学重点：红外吸收光谱法的原理；红外吸收光谱仪的基本原理及应用。
教学难点：红外吸收光谱法的原理。
多媒体课件，以讲授为主第一节概述一、红外光谱法特点二、红外光谱图表示方法第二节红外吸收基本理论一、分子振动二、红外吸收光谱产生的条件和谱带强度教学三、基团振动与红外光谱区域内四、影响基团频率位移的因素容提第三节红外吸收光谱仪纲一、红外光谱仪主要部件二、色散型红外光谱仪三、傅里叶变换红外光谱仪第四节红外吸收光谱分析一、试样的制备二、红外吸收光谱分析课外学习理解并掌握本章所讲内容，完成课后思考题2、5、7。
要求教学后记第四章红外吸收光谱法第一节概述1红外光谱法特点1.1 红外光谱不涉及分子的电子能级，主要是振动能级跃迁。
红外光谱波长范围约为0.78~ 1000 μm：（1）近红外光区（ 0.78 ~ 2.5 mμ）（2）中红外光区（ 2.5 ~ 50 mμ）（3）远红外光区（ 50 ~ 1000 mμ）与紫外 -可见吸收光谱法比较，红外光谱法具有以下特点：（1）紫外 -可见吸收光谱是电子 -振-转光谱，涉及主要是电子能级跃迁，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；而红外光谱是振 -转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎（除了单原子分析和同核双原子分子外）可用于所有化合物的研究。
（2）红外光谱法最重要和最广泛的用途是对有机化合物进行结构分析。
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法
基本要点：
1.红外光谱分析基本原理；
2.红外光谱与有机化合物结构；
3.各类化合物的特征基团频率；
4.红外光谱的应用;
5.红外光谱仪.
学时安排：3学时
第一节概述
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。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
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
1。
红外吸收光谱法
图4.3 聚苯乙烯红外光谱图
四、紫外吸收光谱与红外吸收光谱的区别
1. 光谱产生的机制不同 紫外：电子光谱； 红外：振－转光谱
2. 研究对象和使用范围不同 紫外：研究不饱和化合物，具有共轭体系； 红外：凡是在振动中伴随有偶极矩变化的化合
物都是红外光谱研究的对象。可研究几乎所有的有 机物。
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二、红外光区的划分
表4.1 红外光谱区划分
区
域
/m
/cm-1
能级跃迁类型
近红外(泛频区)
0.78～2.5
12820～4000
O-H、N-H和C-H键的 倍频吸收区
中红外(基本振动区) 2.5～50 4000～00～10
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红外光谱的表示方法
红外光谱图：纵坐标为透光率（或吸光度），横坐标为波长 λ（ m ）和波数1/λ ，单位：cm-1。 / cm1 104
/ m
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图4.1 苯酚的IR吸收光谱
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图4.2乌桕油的IR光谱
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分子的转动，骨架振 动
最常用的
2.5～15 4000～650
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3. 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有
机物均有红外吸收； 3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰
数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）定量分析； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）分析速度快。
五、红外光谱法的特点和应用
特点：与紫外-可见吸收光谱比较 (1) 除了单原子分子和同核双原子分子等少数 分子外，几乎所有化合物均可用红外吸收光谱法 进行研究。适用范围广。 （2）红外光谱可对物质的组成和结构特征提供 十分丰富的信息。其最重要和最广泛的用途是对 有机化合物进行结构分析。
实验三红外吸收光谱法
红外光谱的产生与特征
红外光谱是由于分子振动和转动能级跃迁而产生的。当特 定波长的红外光与分子相互作用时，分子吸收光能并发生 振动和转动能级跃迁，导致透射光强度减弱，形成红外吸 收光谱。
红外光谱具有特征性，不同化学键或基团在特定波数范围 内有吸收峰，可用于推断分子结构和化学组成。
基团频率与分子结构的关系
误差分析与实验讨论
误差分析是实验结果可靠性的重要保障，需要 对实验过程中可能出现的误差进行详细分析。
误差来源可能包括仪器误差、样品不均匀、环 境因素等，需要采取相应措施减小误差对实验 结果的影响。
实验讨论部分需要对实验结果进行深入分析和 讨论，总结实验的优缺点，提出改进意见和建 议，为后续实验提供参考和借鉴。
样品处理
根据实验需求，对样品进 行适当处理，如干燥、研 磨、溶解等，以便于后续 操作。
样品制备
将处理后的样品制备成适 合测试的形态，如溶液、 薄膜等，以满足测试要求。
仪器准备与校准
仪器检查
确保仪器各部件完好，无 损坏，能够正常工作。
校准
根据仪器使用说明，对仪 器进行校准，确保测试结 果的准确性。
参数设置
基团频率是指特定化学键或基团在红 外光谱中出现的波数范围。基团频率 与分子结构密切相关，不同基团具有 不同的振动频率和吸收峰位置。
通过分析基团频率和峰形特征，可以 推断出分子中的化学键类型、键长、 键角等信息，从而了解分子的结构特 征和性质。
03
实验步骤
样品制备
01
02
03
样品选择
选择具有代表性的样品， 确保样品纯净度高、无杂 质。
根据实验需求，设置合适 的测试参数，如扫描范围 Nhomakorabea 分辨率等。
《红外吸收光谱》教案
《红外吸收光谱》教案教案：红外吸收光谱一、教学目标1.了解红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.掌握红外吸收光谱的测定方法与数据解读。
3.培养学生分析问题和解决问题的能力。
4.增强学生的实验操作能力和科学思维能力。
二、教学重点与难点1.红外吸收光谱的基本概念和原理。
2.测定红外吸收光谱的方法和数据解读。
三、教学内容1.红外吸收光谱的基本概念和原理（1）红外光谱的定义和分类（2）红外光谱仪的组成和工作原理2.红外吸收光谱的测定方法与数据解读（1）红外光谱仪的操作步骤（2）红外吸收峰的解析和判断（3）红外吸收光谱的应用案例四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解介绍红外吸收光谱的基本概念、仪器构造和工作原理。
2.实验操作法：组织学生进行红外吸收光谱的测定实验，并进行数据解读。
3.讨论法：引导学生结合案例，共同分析红外吸收光谱的应用。
五、教学过程1.导入（5分钟）通过展示一些物质的红外吸收图谱和应用案例，引起学生的兴趣和好奇心。
2.讲解红外吸收光谱的基本概念和原理（20分钟）（1）红外光谱的定义和分类：解释红外光谱的概念，介绍近红外、中红外和远红外的区别与应用。
（2）红外光谱仪的组成和工作原理：介绍红外光谱仪的主要部件和工作原理，包括光源、样品室、光谱仪和检测器。
3.实验操作：红外吸收光谱的测定方法与数据解读（40分钟）（1）红外光谱仪的操作步骤：分组进行实验操作，按照红外光谱测定的步骤进行样品的制备和测定。
（2）红外吸收峰的解析和判断：对测得的红外吸收图谱进行解析，根据吸收峰的位置和形状判断样品的特性和结构。
（3）红外吸收光谱的应用案例：通过展示一些实际应用案例，引导学生综合运用红外吸收光谱的知识进行分析和解决问题。
4.讨论与总结（10分钟）组织学生分组进行讨论，总结红外吸收光谱的应用，以及实验中遇到的问题和解决方法。
六、教学评价根据学生的理解程度和实验操作能力，进行个别评价，以及总结讨论的结果和问题解决方法。
红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法基本要点：1.红外光谱分析基本原理；2.红外光谱与有机化合物结构；3.各类化合物的特征基团频率；4.红外光谱的应用;5.红外光谱仪.学时安排：3学时第一节概述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。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
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）。
近红外光区（0.75 ~ 2.5µm）近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O—H、N—H、C—H）伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区（2.5 ~ 25µm）绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
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（25 ~1000µm）该区的吸收带主要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。