红外光谱学的基础知识

红外光谱学是指利用红外线对物体进行光谱学分析的一种技术。它是化学、生物、环境、医药等领域中非常重要的手段，在物质

结构、组成和环境中的应用非常广泛。红外光谱学的基础知识是

研究这一技术的先决条件，下面就介绍一下红外光谱学的基础知识。

一、红外光谱学的定义

红外光谱学是一种物质分析技术，其基础原理是物质对红外辐

射的吸收和散射。在这一技术中，通过对被测样品引入一定的红

外辐射，然后对通过样品的辐射光进行监测和分析，从而得到被

测样品的红外光谱。红外光谱学的应用非常广泛，可以用于材料

及其构造分析、品质控制、安全检测等多个领域。

二、红外光谱的产生原理

对于物质的分子而言，它们是由原子和化学键组成的。原子和

化学键由电子环组成，当红外辐射照射到这些分子结构中时，它

们就能够与其中的电场产生相互作用，从而使分子振动。对于不

同的原子或化学键，其振动的频率和振动模式是不同的。同时，

由于物质的分子构造也是多种多样的，所以它在被照射后也会产

生吸收的信号。这样，就能利用这些吸收信号来识别不同的物质。

三、红外光谱学的分析方法

根据分析方法的不同，红外光谱学可以分为四种基本方法。分

别是：透射法、拉曼散射法、反射法和化学发光法。下面分别介

绍一下这四种方法的原理。

1、透射法

透射法是通过将红外辐射通过样品透明部分测量其强度削减的

方法。这样，就可获得被测样品的吸收光谱。需要注意的是，透

射法所使用的样品需要具有较好的透过性质。对于不同的样品，

其需使用的样品尺寸也是不同的。

2、拉曼散射法

拉曼散射法是通过同样的红外辐射照射到物质中，同时监测散射光而得到的一种分析方法。这种分析方法比较适用于样品表面和非平衡相中的物质。在拉曼散射法中，所使用的激光波长比较短，可以根据散射的波长从而对样品进行分析。

3、反射法

反射法所使用的激光波长比较长，能够适用于大多数样品。在反射法中，激光首先照射到样品表面，然后通过样品表面的反射光测量其吸收。需要注意的是，对于不同的样品，需要选用不同种类的反射器，以获得比较准确的分析结果。

4、化学发光法

化学发光法是通过测量样品在与稀释好的红外辐射混合后的化学发光强度来获得样品的红外吸收光谱的方法。这种分析方法适用于有机物的分析，其分析结果较为准确。

总之，红外光谱学是一种非常重要的物质分析技术，在各行各业的应用中发挥着不可替代的作用。因此，对于红外光谱学的基

础知识有一个深入的了解和学习是必要的，这也是开展物质分析技术的基础。

红外光谱

红外光谱法一、红外光谱 1.1 简介各种物质对不同波长(或波数)红外辐射的吸收程度是不同的，因此当不同波长(或波数)的红外辐射依次照射到样品物质时，由于某些波长的辐射能被样品选择吸收而减弱于是形成红外吸收光谱。通常用透过(或吸收)与波长(或波数)所作的红外吸收光谱曲线来表征各种物质的红外吸收光谱，简称红外图谱或红外谱图。 1.2红外光谱分析原理将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，分子发生振动能级迁移，某些特定波长的红外射线被吸收，从而形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。红外光谱的范围很广，为0.75～1000μm(13300～10 cm-1)。按应用波段不同，红外光谱划分为三个区域：a.近红外（NIR）区：0.75～2.5μm(13300～4000 cm-1)，b.中红外（MIR）区：2.5～25μm(4000～400 cm-1)．远红外（FIR）区25～1000 μ m(400～10 cm-1)。远红外光谱主要由小分子的转动能级跃迁产生的转动光谱。此外还包括离子晶体、原子晶体和分子晶体产生的晶格振动光谱以及原子量较大或键力常数较小分子的振动光谱；中红外和近红外光谱是由分子振动能级跃迁产生的振动光谱。在各类分子中只有简单的气体或气态分子才产生纯转动光谱，而对于大量复杂的气、液、固态物质分子主要产生振动光谱。并且目前被广泛应用于化合物定性、定量和结构分析以及其他化学过程研究的红外吸收光谱，主要是波长处于中红外区的振动光谱。在红外光谱分析中，2.5～15μm(4000～667 cm-1)的中红外区域是应用最广泛的光潜区。其中2.5～7.5μm(4000～1330 cm-1)称为特征谱带区。因为羟基、胺基、甲基、亚甲檗、各类羰基和羧酸盐基等官能团的特征吸收峰都出现在这区域，所以又称它为基团区；7.5～15μm(1330～667cm-1)称为指纹区，物质分子的红外吸收峰在这一区域特别多，像人的指纹一样稠密，又有一定的特征性，所以称它为指纹区。它的特征性虽然比特征谱带区差些，但当物质分子结构有细微变化时，就会引起它的光谱明显变化，因此在鉴定物质分子的官能团时，指纹区的一些吸收峰常瑚作旁证，这在结构分析时，尤其对同系物或异构体的鉴别特别有用。物质的分子振动，即为分子的基团或化学键的振动，而每种分子基团或化学键振动，往往在特征区和指纹区产生若干个吸收峰，这些互相依存和可以相互佐证的吸收峰称为相关峰。

红外光谱简介

2.1.1MALDI离子源在MALDI离子源中，样品分子需要一些小分子有机物的辅助才能离子化，这些小分子物质称为基质(matrix)。将样品专过量基质形成的混合溶液加于样品靶上，待溶剂挥发后样品分子与基质形成共结晶，激光照射样品，基质吸收激光能量后，均匀地传递给样品分子，使样品分子气化并离子化。基质的作用是保护样品分子不因过强的激光能量而被破坏，经过MALDI离子化后，绝大多数样品分子形成单电荷的分子离子，碎片离子极少，质谱图易于分析。 2.1.2ESI离子源由ESI离子源和相应的质量检测器构成的质诺仪称为ESI-Ms。ESI是当今质谱中最软的电离技术，样品溶液通过毛细管导人离子源，毛细管终端加有高电压，样品溶液在强电场和雾化气的作用下形成带电荷的雾滴，随着溶剂的蒸发，，带电雾滴不断变小，电荷密度不断加大，当到达某一临界点时产生离子发射，生成气态样品离子，然后进入质量分析器测定m/z。ESI生成的是多电荷离子，电荷数往往大于10，因此质谱图是由一系列离子峰组成，相邻离子峰相差一个质子，通过计算能精确得到蛋白质的分子量。红外光谱简介摘要：关键词：红外光谱是由分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级跃迁)产生的。用连续波长的红外光照射样品，当某一光波的频率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时，分子就会吸收红外光，发生振动能级的跃迁，产生吸收峰，得到红外光谱(infrared spectra，IR)。通常红外光谱仪使用的波数是400～4000 cm～，属于中红外区，相当于分子的振动能级，因此红外光谱也称为振动光谱。所有的有机化合物在红外光区都有吸收。因此，红外光谱在有机化合物的结构的表征上应用广泛。红外光谱图的横坐标为波数(cm．1)或波长(弘m)，表示吸收峰位置；纵坐标

红外光谱法基本原理

红外光谱法基本原理红外光谱是反映分子的振动情况。当用一定频率的红外光照射某物质分子时，若该物质的分子中某基团的振动频率与它相同，则此物质就能吸收这种红外光，使分子由振动基态跃迁到激发态。因此，若用不同频率的红外光依次通过测定分子时，就会出现不同强弱的吸收现象。用Ｔ％－λ作图就得到其红外光吸收光谱。红外光谱具有很高的特征性，每种化合物都具有特征的红外光谱。用它可进行物质的结构分析和定量测定。气相色谱法基本原理气相色谱法是以气体（此气体称为载气）为流动相的柱色谱分离技术。在填充柱气相色谱法中，柱内的固定相有两类：一类是涂布在惰性载体上的有机化合物，它们和沸点较高，在柱温下可呈液态，或本身就是液体，采用这类固定相的方法称为气液色谱法；另一类是活性吸附剂，如硅胶、分子筛等，采用这类固定相的方法称为气固色谱法。它的应用远没有气液色普法广泛。气固色谱法只适用于气体及低沸点烃类的分析。在毛细管气相色谱法中，色谱柱内径小于lmm，分为填充型和开管型两大类。填充型毛细管与一般填充柱相同，只是径细、柱长，使用的固定相颗粒在几十到几百微米之间。开管型固定相则通过化学键组合或物理的方法直接固定在管壁上，因此这种色谱柱又称开管理柱，它的应用日益普遍。原则上，在填充柱中能够使用的固定液，在毛细管柱中也能使用，但毛细管柱比普通填充柱柱效更高，分离能力更强。气相色谱法的应用面十分广泛，原则上讲，不具腐蚀性气体或只要在仪器所能承受的气化温度下能够气化，且自身又不分解的化合物都可用气相色谱法分析。当样品加到固定相上之后，流动相就要携带样品在柱内移动。流动相在固定相上的溶解或吸附能力要比样品中的组分弱得多。组分进柱后，就要在固定相和流动相之间进行分配。组分性质不同，在固定相上的溶解或吸附能力不同，即它们的分配系数大小不同。分配系数大的组分在固定相上的溶解或吸附能力强，停留时间也长，移动速度慢，因而后流出柱。反之，分配系数小的组分先流出柱子。可见，只要选择合适的固定相，使被分离组分的分配系数有足够差别，再加上对色谱柱和其他操作条件

红外波谱知识总结

红外光谱的分类：近红外区（泛频区）：12820~4000；中红外区（基本转动-振动）4000~400；远近红外区（骨架振动区）400~20. 说明：从IR谱的整个范围来看，可分为4000~1350cm-1与1350~650 cm-1两个区。 4000~1350cm-1区域是由是伸缩振动产生的吸收带，光谱比较简单但具有很强的特征性，称为官能团区。其中： 4000~2500cm-1高波数一端有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O—H、N—H、C —H、S—H键的伸缩振动吸收带； 2500~1900cm-1波数范围出现力常数大的三键、累积双键，如—C三C—、—C三N，—C二二C二C—、—C二C二O—、—N二C二O—等的伸缩振动吸收带；（三为三键，二为双键） 1900cm-1以下的低波数端有碳碳双键、碳氧双键、碳氮双键、及硝基等伸缩振动和芳环的骨架振动； 1350~650cm-1区域，有C—O、C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。该区域中的各峰的吸收位置受整体分子的结构影响较大，分子结构稍有不同，吸收，吸收就有细微差异，称为指纹区。指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。依照图记忆：第一，4000~2500cm-1 C—H：（3000~3300） —C—H：2960~2850(强) <3000 二C—H：3100~3010 (中) <3100 C—H都是<3300的；三C—H：3310~3300(强) ~3300 苯环上的氢：3110~3010（中）和烯氢相似； N—H：（3300~3500）一级胺：（游离）3490~3400（中）处有两个吸收峰；缔合的减少100；（和炔氢相似）二级胺：（游离）3500~3300有一个吸收峰 O—H：（3600）(3100-3700) 酚羟基：（游离）3611~3603（峰尖）；（缔合）3500~3200（峰替较宽）；醇羟基：（游离）3650~3610（峰尖）；（缔合）3500~3000：二聚在3600~3500；多聚3400~3200（峰替较宽）；

有机化学基础知识点整理红外光谱的基本原理与应用

有机化学基础知识点整理红外光谱的基本原理与应用红外光谱是一种常用的有机化学分析技术，通过测量样品在红外辐射作用下吸收的光的特征来获取有关有机物的结构和功能基团信息。本文将对红外光谱的基本原理和应用进行整理。一、红外光谱的基本原理红外光谱是在红外区域（波长为0.78-1000微米）的电磁波谱。有机物分子具有众多振动模式，其中主要有拉伸振动和弯曲振动两种。当红外辐射作用于有机物时，分子中的化学键因振动而产生变化，吸收电磁辐射的能量，使光谱图产生吸收峰，用于表示化学键的类型和特定的功能基团。二、红外光谱的应用 1. 结构表征红外光谱被广泛应用于有机化合物的结构表征，能够确定分子中的官能团和它们的位置。通过与已知标准物质进行比较，可以对未知有机物进行鉴定和确认。 2. 官能团分析红外光谱还可以用于官能团分析。不同官能团在红外区域具有特定的吸收峰，通过观察和解析红外光谱图上的吸收峰，可以确定有机化合物中存在的官能团。

3. 质谱联用红外光谱可以与质谱等其他分析方法联用，提高分析的准确性和灵敏度。质谱结合红外光谱可用于鉴定复杂有机物的分子结构和组成。 4. 药物分析红外光谱在药物分析中有着广泛的应用。通过红外光谱的分析可以确定药物中的特定官能团，帮助药物研发和质量控制。 5. 环境监测红外光谱可以用于环境监测。通过分析空气、水、土壤等样品的红外光谱，可以确定其中的污染物种类和浓度，提供有关环境质量的信息。 6. 食品质量检测红外光谱可以应用于食品质量检测。通过对食品样品的红外光谱进行分析，可以判断其成分和质量，检测其中是否存在污染物或添加剂。 7. 化学反应跟踪红外光谱也可以用于化学反应的跟踪。通过在反应过程中测量红外光谱的变化，可以了解反应物的转化和产物的生成情况，为反应的优化提供依据。三、红外光谱的实验技术红外光谱分析需要使用红外光谱仪。常见的红外光谱仪有傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和单波长红外光谱仪。傅里叶红外光谱仪具有较高

有机化学基础知识点有机物的红外光谱和拉曼光谱

有机化学基础知识点有机物的红外光谱和拉曼光谱有机化学基础知识点——有机物的红外光谱和拉曼光谱有机化学是研究有机物质结构、性质和变化的科学。在有机化学研究中，红外光谱和拉曼光谱是两种重要的分析方法。本文将介绍有机物的红外光谱和拉曼光谱的基本原理、应用场景以及分析流程。一、红外光谱红外光谱是一种常用的谱学方法，通过检测有机物质与红外辐射的相互作用来研究其分子结构。红外光谱的原理基于有机物质分子中的共振和非共振振动。 1. 基本原理红外辐射的频率范围通常为1到300 THz，对应的波长范围为0.78到300 μm。它可以使分子内部的键振动和分子整体的转动、振动产生共振。当有机物质与红外辐射发生共振时，分子的振动状态会发生变化，产生吸收峰。 2. 应用场景红外光谱广泛应用于有机物质的结构鉴定、反应监测和纯度检验等方面。通过红外光谱分析，可以确定有机物分子中的官能团类型、键的性质以及取代基的位置等信息。 3. 分析流程

红外光谱分析的流程一般包括样品制备、仪器调节和数据处理等步骤。首先，需要将待测有机物制备成适当的样品，例如片剂、液体薄膜或气体。然后，根据仪器的要求进行调节，选择合适的光源、检测器和波数范围等参数。最后，通过数据处理软件对测量结果进行峰识别和谱图解析。二、拉曼光谱拉曼光谱是一种非常灵敏和具有高分辨率的分析方法，能够提供关于分子结构和化学键的详细信息。拉曼光谱的测量原理基于拉曼散射效应。 1. 基本原理当光线通过物质时，一部分光被散射，其中一小部分经历拉曼散射。拉曼散射是指入射光子与物质分子相互作用，并相对于入射光产生能量的增减。拉曼光谱测量的是样品与散射光之间的相对频率差异，通过分析产生的拉曼散射光，可以获得物质的结构和键信息。 2. 应用场景拉曼光谱广泛应用于有机物的鉴定、反应动力学研究和药物分析等领域。与红外光谱相比，拉曼光谱对样品准备的要求更低，对水和其他溶剂的干扰也较小。 3. 分析流程拉曼光谱的分析流程一般包括样品制备、仪器调节和数据处理等步骤。样品制备可以是固体、液体或气体。仪器调节方面，需要选择合

红外光谱分析及FTIR基础知识

红外光谱分析及FTIR基础知识红外光谱分析（Infrared Spectroscopy）是一种常用的分析技术，通过测量物质在红外区域的吸收和散射光谱来获取样品的结构和化学信息。红外光谱分析广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学和材料科学等领域。红外光谱是指物质对入射的红外辐射吸收并发生能级跃迁的现象。红外辐射的波长范围约为0.78-1000微米，对应频率范围为1.2×10^13- 3×10^15Hz。红外光谱中的吸收峰对应于分子中的振动和转动能级跃迁。振动能级跃迁主要对应于分子中原子间的相对位移，而转动能级跃迁对应于分子的整体旋转。红外光谱是通过红外光谱仪来获取的。其中，常用的是傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）。FTIR 光谱仪使用了傅里叶变换技术，将样品中吸收红外辐射的能量转换为光强信号。其优点是可以获得更高的分辨率和灵敏度，并且可以对样品进行快速的扫描和数据处理。红外光谱的解析主要通过观察吸收峰的位置、强度和形状来进行。红外吸收峰的位置可以提供有关基团的功能性和化学键的信息。例如，羟基（OH）官能团通常在3000-3500 cm^-1范围内产生宽峰；碳氢键（CH）通常在3000-2800 cm^-1范围内产生尖峰；羰基（C=O）通常在1800-1650 cm^-1范围内产生尖峰。吸收峰的强度与物质中含有的相关基团的浓度有关。峰形可以提供关于物质结构的更详细的信息。在红外光谱分析中，样品的制备非常重要。样品通常以固体、液体或气体的形式进行测量。固体样品通常会与适当的红外吸收剂混合，以增加

红外光谱学习必知知识

(1) 通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(13330~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)和远红外区(400~10cm-1)。通常所说的红外光谱即指中红外光谱。 (2)按吸收峰的来源，可以将4000~400cm-1的红外光谱图大体上分为特征频率区(4000~1300cm-1 )以及指纹区(1300~400cm-1 ) 两个区域。其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生，数目不是很多，但具有很强的特征性，因此在基团鉴定工作上很有价值，主要用于鉴定官能团。如羰基，不论是在酮、酸、酯或酰胺等类化合物中，其伸缩振动总是在1700cm-1左右出现一个强吸收峰，如谱图中1700cm-1左右有一个强吸收峰，则大致可以断定分子中有羰基。指纹区的情况不同，该区峰多而复杂，没有强的特征性，主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。 (3)在定性分析过程中，除了获得清晰可靠的图谱外，最重要的是对谱图作出正确的解析。所谓谱图的解析就是根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，进而推定分子的结构。简单地说，就是根据红外光谱所提供的信息，正确地把化合物的结构翻译”出来。往往还需结合其他实验资料，如相对分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱及质谱等数据才能正确判断其结构。红外光谱的分区 400-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。 2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区 2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区 1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息 (4)红外图谱的解析步骤 1)准备工作在进行未知物光谱解析之前，必须对样品有透彻的了解，例如样品的来源、外观，根据样品存在的形态，选择适当的制样方法；注意视察样品的颜色、气味等，它们住往是判断未知物结构的佐证。还应注意样品的纯度以及样品的元素分析及其它物理常数的测定结果。元素分析是推断未知样品结构的另一依据。样品的相对分子质量、沸点、熔点、折光率、旋光率等物理常数，可作光谱解释的旁证，并有助于缩小化合物的范围。 2)确定未知物的不饱和度由元素分析的结果可求出化合物的经验式，由相对分子质量可求出其化学式，并求出不饱和度。从不饱和度可推出化合物可能的范围。不饱和度是表示有机分子中碳原子的不饱和程度。计算不饱和度的经验公式为： =1+ n4+( n3-n1)/2 式中n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。二价原子如S、O等不参加计算。当计算得： =0时，表示分子是饱和的，应在链状烃及其不含双键的衍生物。当=1时，可能有一个双键或脂环；当=2时，可能有一两个双键和脂环，也可能有一个叁键；当=4时，可能有一个苯环等。 3)官能团分析根据官能团的初步分析可以排除一部分结构的可能性，肯定某些可能存在的结构，并初步可以推测化合物的类别。

红外光谱学的基本原理与应用

红外光谱学的基本原理与应用红外光谱学是一种化学分析方法，其基本原理是物质分子在红外光谱范围内吸收、散射、反射和透过的信息。这些信息可以被检测和记录下来，从而可以得到物质分子的结构和组成信息。红外光谱学被广泛应用于化学、生物、环境、材料等领域。本文将介绍红外光谱学的基本原理和应用。一、红外光谱学的基本原理红外光谱学的原理是利用物质分子在红外光谱范围内的吸收、散射、反射和透过的现象来分析物质。红外光谱范围是指波长在0.8～1000微米之间的电磁波。红外光谱分为近红外光谱、中红外光谱和远红外光谱三个波段。其中，近红外光谱波段是0.8～2.5微米，中红外光谱波段是2.5～25微米，远红外光谱波段是25～1000微米。物质分子的振动和转动是红外光谱的基本原理。物质分子在吸收红外辐射时，分子中的键合振动状态发生改变，从而导致吸收光谱线。物质分子的振动类型可以分为拉伸振动和弯曲振动。拉伸振动是键中原子相对于彼此沿着该键的方向来回振动，例如C-H键、C=C键、C=O键等。弯曲振动是键中原子相对于彼此围绕键轴线进行振动，例如H-C-H键。不同物质吸收红外光的光谱特征不同，这种不同可以用光谱特征来鉴别物质。因此，红外光谱可以用于分析物质成分和结构。此外，它还可以与其他技术如光谱仪、色谱法等联合使用，以达到更好的效果。二、红外光谱学的应用红外光谱学是一种快速、可靠且无损的化学分析方法。它可以用于确定物质的组成，从而确定物质的结构和性质。红外光谱学应用广泛，它可以用于研究生物、农业、环境、药物、食品、化工、材料工程等领域。

1.生物领域在生物领域，红外光谱学被广泛应用于分析生物分子的结构和功能。例如，红外光谱可以用于检测蛋白质、DNA、RNA、酶活性等的结构性质。此外，红外光谱还可以用于检测生物分子的含量和质量变化，从而分析其在生物体内代谢过程中的机理。 2.环境领域在环境领域，红外光谱学可以用于分析土壤、水、空气等环境中的物质成分和污染源。例如，红外光谱可以用于检测各种化合物、有机物、无机物、重金属、土壤有机质等成分。 3.医药领域在医药领域，红外光谱学可以用于分析药物成分、制药过程中的药物变化和化学反应机制。此外，红外光谱学还可以用于分析生物标志物、血清成分等方面的医学研究。 4.材料领域在材料领域，红外光谱学可以用于研究各种材料的性质和组成。例如，红外光谱可以用于研究各种聚合物、纤维、橡胶、塑料、涂层等材料的性质和组成。 5.食品领域在食品领域，红外光谱学可以用于分析各种食品的成分和品质。例如，红外光谱可以用于检测各种食品的脂肪、糖、蛋白质、维生素等含量和品质特征。三、红外光谱学发展趋势随着科技的不断进步，红外光谱学也在不断发展。未来，红外光谱学将会在以下几个方面有所发展：

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。此外，红外光谱并不能提供分子的立体结构信息，对于具有手性的有机物的结构鉴定有一定的局限性。综上所述，红外光谱是有机化学中一种重要的分析工具，它可以用于有机合成的监测和鉴定，有机物的结构鉴定以及与质谱联用等方面。然而，红外光谱也存在一定的局限性，需要结合其他分析技术进行综合分析。在有机化学研究和应用中，熟练掌握红外光谱的原理和应用，对于分子的结构鉴定和化合物的分析具有重要意义。

红外光谱知识介绍

红外光谱知识介绍红外光谱红外光区划分：通常将红外波谱区分为近红外(near-infrared)，中红外(middle-infrared)和远红外(far-infrared)。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，产生分子振动能级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。物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。通过比较大量已知化合物的红外光谱，发现：组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O和C C等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。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（振动量子数的差值）△=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。下图是双原子分子的能级示意图，图中EA和EB表示不同能量的电子能级，在每个电子能级中因振动能量不同而分为若干个 = 0、1、2、3……的振动能级，在同一电子能级和同一振动能级中，还因转动能量不同而分为若干个J = 0、1、2、3……的转动能级。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） 2885.9 cm-1 最强二倍频峰（ 0→2 ） 5668.0 cm-1 较弱

有机波谱学红外光谱总结

总结当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。后者是指原子垂直于化学键方向的振动。通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率

红外光谱分析仪基础知识全解

红外光谱分析仪基础知识前言 (2) 第一章红外光谱法及相关仪器 (4) 一. 红外光谱概述 (4) 1. 红外光区的划分 (4) 2. 红外光谱法的特点 (5) 3. 产生红外吸收的条件 (5) 二. 红外光谱仪 (6) 1. 红外光谱仪的主要部件 (6) 2. 红外光谱仪的分类 (9) 3. 红外光谱仪各项指标的含义 (12) 三．红外光谱仪的应用 (15) 四．红外试样制备 (16) 四．红外光谱仪的新进展 (17)

前言分析仪器常使用的分析方法是光谱分析法，光谱分析法可分为吸收光谱分析法和发射光谱分析法，而吸收光谱分析法又是目前应用最广泛的一种光谱分析方法：它包括有核磁共振，X射线吸收光谱，紫外-可见吸收光谱，红外光谱，微波谱，原子吸收光谱等。但最常用的则是原子吸收光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱，这些方法的最基本原理是物质（这里说物质都是指物质中的分子或原子，下同）对电磁辐射的吸收。还有拉曼光谱和荧光光谱，也是比较常用的手段，它们的原理是基于物质发射或散射电磁辐射。其实物质与电磁辐射的作用还有偏振、干涉、衍射等，由此发展而成的是另外一系列的仪器，如椭偏仪、测糖仪、偏光显微镜、X射线衍射仪等等，这些仪器都不是基于光谱分析法，不是我们介绍的重点。吸收光谱可分为原子吸收光谱和分子吸收光谱。当电磁辐射与物质相互作用时，就会发生反射、散射、透射和吸收电磁辐射的现象，物质所以能够吸收光是由物质本身的能级状态所决定的。例如原子吸收可见光和紫外光，可以使核外电子由基态跃迁到激发态，相应于不同能级之间的跃迁都需吸收一定波长的光。因此，如有一波长连续的光照射单原子元素的蒸气（如汞蒸气、钠蒸气等），将会产生一系列的吸收谱线。由于在一般情况下原子都处于基态，通常只有能量相当于从基态跃迁到激发态的所谓主系谱线出现在原子的吸收光谱中。而分于吸收光谱则比较复杂。它们不是分立的谱线而是许多吸收带。因为每一个分子的能量包括三部分，即分子的电子能量、振动能量和转动能量。每一种能量都是量子化的。当电子有一种能级跃迁到另一能级时，可能同时还伴有振动能级和转动能级的跃迁。应此分子吸收光谱是一系列的吸收带。通常引起原子或分子中外层价电子的跃迁需要1.5-8.0ev的能量，其相应的辐射波长在 150nm-800nm之间，这是紫外－可见吸收光谱的波长范围。引起振动跃迁或振动－转动跃迁的能量是0.05-1.2ev，相应的辐射波长在1.0-25μm之间，这是红外光谱的范围。

红外光谱基础知识问答

红外光谱基础知识问答 1. 红外吸收光谱是怎么产生的？答：红外吸收光谱是在红外辐射的作用下，分子发生振动和转动能级跃迁时所产生的分子吸收光谱。 2. 红外吸收光谱用于定性分析的基础是什么？答：已经证实，除了光学异构体外，没有两种化合物会具有完全相同的红外光谱，因此，红外光谱是每种化合物特异性能很强的一种物理性质，是定性分析的基础。 3. 近红外区、中红外区和远红外区是怎么划分的？ -1 -1 答：通常将红外区划分为近红外区（12800~4000cm ）、中红外区（4000~400cm）、远红外区 -1 （4000~10cm-1）。 4. 通常所指的红外区是近红外区、中红外区和远红外区中的哪一个区？答：通常所指的红外区是中红外区。 5. 中红外区中氢伸展区是怎么划分的？答:氢伸展区在3700~2700cm1,在此区域内强吸收光谱主要来自氢原子和其它原子之间的伸展振动。 6. 中红外区中指纹区是怎么划分的？答：指纹区在1500~700 cm1,在这个光谱区域内，分子构型与结构的微小差别都能引起吸收峰上的明显改变。假若两种化合物在此区域内的光谱很一致, 就可断定它们的结构是相同的。 7. 利用红外光谱进行定性分析的基本步骤是什么？答：基本步骤是；（ 1 ）测验谱图：关键是得到代表性谱图。（2）解析谱图：这是红外光谱定性分析最关键的一步,只有当样品吸收谱图中的吸收峰位置、个数、形状与标准谱图相同,才能证明定性的可靠性。（3）对比利用其它方法提供的信息,综合分析,得出结论。 8. 红外光谱定量分析的理论基础是什么？答；红外光谱定量分析的理论基础是朗伯-比尔定律。 9. 红外光谱定量分析的操作要点有哪些？答：其要点有：（1）选择适当的分析波长,通常应选在被分析组分的特征吸收处。（2）选择适当的样品厚度。 3）选择适当的读取吸光度的方法。 10. 红外吸收光谱定量分析的准确性取决于哪些因素？答：其准确性取决于吸收峰的强度及混合物中各组分特征峰有无干扰等因素。 11. 红外吸收光谱在催化剂研究中有哪些应用？答：可用于测定催化剂表面羰基、测定催化剂的

红外光谱知识

红外光谱在有机化合物的结构鉴定中，红外光谱法是一种重要得手段。用它可以确定两个化合物是否相同，若两个化合物的红外光谱完全相同，则一般他们为同一化合物（旋光对映体除外）。也可以确定一个新化合物中某些特殊键或官能团是否存在。、红外光谱图的表示方法红外光谱以波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置。以透射百分率（Transmittanee %，符号T%为纵坐标，表示吸收强度，吸收带为向下的谷二红外光谱的产生，与有机化合物分子结构的矢系 1・分子振动的分类： ⑴伸缩振动（V）：原子沿着建轴伸长和缩短，振动时键长有变化，键角不变。 a对称伸缩〔％） ⑵弯曲振动（S）：组成化学键的原子离开键轴而上下左右的弯曲。弯曲振动时，键长不变，但键角有变化。 ①：面内弯曲: b平面揺摆 ②：面外弯曲 a非平面揺摆b・扭曲振动

2. 红外光谱的产生当分子吸收红外光子，从低的振动能级向高的振动能级跃迁时，而产生红外吸收光谱。振动能：&ib=（ V + 1⑵h V V=0,1,2,3... 称为振动量子数。 v二振动频率 h=普朗克常数（6.36 X 10'34焦耳•秒）在分子中发生振动能级跃迁所需要的能量大于转动能级跃迁所需要的能量，所以发生振动能级跃迁的同时，必然伴随转动能级的跃迁。因此，红外光谱也成为振转光谱。只有偶极矩大小或方向有一定改变的振动才能吸收红外光，发生振动能级跃迁，产生红外光谱。不引起偶极变化的振动，无红外光谱吸收带。 R_C=C-R* 无红外光借吸收带 3. 原理对于分子的振动，为了便于理解可以用经典力学来说明用不同质量的小球代表原子，用不

红外光谱必备知识资料

红外光谱必备知识资料红外光谱（I R）（Infrared Spectroscopy）【1】(2007-12-22 12:54:17) 标签：我记录我的校园教育杂谈 ir 第一节：概述 1、红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。红外光的能量（△E=0.05-1.0ev）较紫外光（△E=1-20ev）低，当红外光照射分子时不足以引起分子中价电子能级的跃迁，而能引起分子振动能级和转动能级的跃迁，故红外吸收光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。 2、红外光谱的特点：特征性强、适用范围广。红外光谱对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性，构成化合物的原子质量不同、化学键的性质不同、原子的连接次序和空间位置不同都会造成红外光谱的差别。红外光谱对样品的适用性相当广泛，无论固态、液态或气态都可进行测定。 3、红外光谱波长覆盖区域：0.76 mm ~ 1000mm. 红外光按其波长的不同又划分为三个区段。（1）近红外：波长在0.76-2.5mm之间（波数12820-4000cm-1）（2）中红外：波长在2.5-25mm（在4000-400 cm-1）通常所用的红外光谱是在这一段的（2.5-15mm，即4000-660 cm-1）光谱范围，本章内容仅限于中红外光谱。（3）远红外：波长在25~1000mm（在400-10 cm-1）转动光谱出现在远红外区。 4、红外光谱图：当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要吸收能量，从原来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子吸收红外光的情况用仪器记录，就得到红外光谱图。 5、红外光谱表示方法：

红外光谱介绍

Infrared Spectroscopy Dalian(116029),China 2005-02-25

红外光谱（IR）分子振动与红外光谱的基本原理分子中的原子与原子之间的化学键键长、键角不是固定不变的，如同弹簧连接起来的一组球。整个分子一直在不断的振动着，当一定频率的光经过分子时，就被分子中相同频率的振动的键所吸收，如果分子中没有振动频率相同的键，红外光就不会被吸收。因此，用连续改变频率的红外光照射样品时，则通过样品槽的红外光有些区域较弱，有些区域较强。如用频率（v）或波长为横坐标，用透光率（Transmittance，T%）为纵坐标作图，就得到了红外吸收光谱。可以设想分子中的键与弹簧相似，因此，化学键的振动可按谐振动处理，不同的是化学键振动能量是量子化的。双原子分子振动的机械模型如下图：

子质量（m1与m2）的函数：振动频率如以波数表示，则：分子的振动自由度与峰数

分子中键的振动大致可分为伸缩振动和弯曲振动两种，分别以v 和δ表示，如下图所示：伸缩振动引起键长的变化，它们所产生的吸收带在高波数一端，伸缩振动有不对称伸缩和对称伸缩之分，前者在高波数一段。弯曲振动引起键角的变化，它们的力常数较小，因此它们所产生的吸收带在低波数一端，弯曲振动有面内振动和面外振动之分，前者也在高波数一端。它们的表示方法如下图： IR谱产生的吸收峰的数目取决于分子振动自由度。一个原子在空间运动有三个自由度，即向x、y、z三个坐标方向运动，在含有n个

原子的分子中，由于当原子结合成分子时，自由度数不损失，所以，分子自由度的总数为3n个。分子作为一个整体，其运动状态可分为平动、振动及转动三类。分子自由度数=平动自由度数+转动自由度数+振动自由度数振动自由度数=分子自由度数-平动自由度数-转动自由度数【注意】线性分子的转动自由度为2，非线性分子的转动自由度为3 因此，线性分子振动自由度为3n-5，非线性分子振动自由度为3n-6。理论上讲，每个振动自由度在红外光谱区都将产生一个吸收峰。但实际上，吸收峰的数目往往比振动自由度的数目少，其原因是多方面的。如当振动过程中分子不发生瞬间偶极矩变化时，不引起红外吸收，而频率完全相同的振动又彼此发生简并，强宽峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的的吸收峰等等。分子的偶极矩与峰强谱带的强度会因操作条件及仪器而异。但一般来说，主要取决于化合物的吸收特征。如果化合物分子吸收红外光的振动过程中偶极矩变化越大，则峰越强。同样，如果样品浓度加大，峰强也随之加大，这主要是由于跃迁几率增加的缘故。键与吸收峰的位臵 1. 烷烃(C-C、C-H) 3000 cm-1分界线，区分饱和与不饱和v C-H伸展振动