红外吸收光谱法(重点难点讲解)
只有伴随有瞬间偶极矩变化的振动才能产生红外吸收
具有红外吸收的振动方式称为具有红外活性； 具有红外吸收的分子成为红外活性分子 分子是否有红外活性，与分子是否有永久偶极矩无关 如：CO2的永久偶极矩为0，但有红外活性 红外光谱研究的对象 ——振动中伴随有瞬间偶极矩变化的所有分子 除单原子分子和同核分子如H2等外的所有无机和有机物分子
红外吸收光谱法
Infrared spectroscopy
IR
1、红外光谱的基本原理
本 章 主 要 内 容
红外光谱产生的条件 分子的振动频率、振动类型及振动自由 度与红外光谱的关系 影响红外光谱强度及基团频率的因素
2、红外光谱仪
色散型红外光谱仪的结构及特点 傅立叶变换红外光谱仪的结构及特点 红外光谱仪的常用光源与检测器
二、双原子分子的振动
（2）基本振动公式
振动频率
——谐振子振动
化学键的键力常数（将两原子由平衡位置 伸长单位长度时的恢复力，单位为N· cm1）
k 与键的种类及成键原子有关
振动 频率 两原子的折合质量 单键：k = 4～6N· cm-1； 双键：k = 8～12N· cm-1 ； 叁键：k = 12～18N· cm-1；
3、红外光谱实验技术——样品制备
4、红外光谱法的应用
红外光谱解谱的一般步骤及方法 重要的基团频率
§10-1 引 言
一、红外吸收光谱法的定义
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，产生分子振动和转动能级从基态到激发态 的跃迁,从而进行定性、定量和结构分析的分子吸收光谱 方法。
O-H、N-H和C-H键等 某些物质的定量分 的倍频及合频吸收； 析（较少使用）， 特别适合原位、无 属于禁阻跃迁，吸收弱， 损及在线分析 峰重叠较明显 各种化学键的振动并伴 物质定性、定量及 随转动的基频吸收； 结构分子的主要光 谱区 强吸收度大。 分子的转动跃迁吸收； 无机物的结构分析 弱吸收。
4000~200 中红外区 (基本振动区) (4000~400) 远红外区 (转动区) 200~10 (400~10)
红外光谱又称为分子振动－转动光谱
三、红外吸收光谱法的特点
光谱特征强 某些特征基团具有多个特征吸收峰，且吸收峰不因环境 及所在化合物的不同而发生很大的变化 分析速度快、灵敏度高 样品耗量少（mg及ng级）
T％
红外光谱图的特点 吸收峰数目多，谱图复杂 峰的数目与分子振动自由度数目相关，其位置决定于振动能级差 吸收峰强度较小 峰的强度取决于振动过程中偶极矩变化大小和能级跃迁的概率
§10-2 基本原理
一、 红外光谱产生的条件
只有当照射分子的红外辐射能量与分子振动能级跃迁的 能量差相同时，才能产生红外吸收
★ 红外光谱是分子光谱，因此是带光谱 ★ 红外光谱是分子吸收光谱，因此定量分析的依据是 朗伯－比尔定律 ★ 红外光谱涉及的是分子在同一电子能级上的振动和 转动能级的跃迁产生的吸收光谱
★ 红外光谱是分子吸收红外光区的光产生的光谱
二、红外光区的划分及应用
光区名称 近红外区 (泛频区) 波数范围 (cm-1) 12800~4000 吸收类型及特征 应用
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，可近似地看作为简谐振动。 1、谐振子振动
（1）基本假设
振动的两个原子（质量为m1和m2） 看成钢体小球，彼此间无相互作用 连接两原子的化学键设想成无质 量的弹簧，分子化学键的长度为 弹簧的长度r 分子的实际振动并不是简谐振动
叁键的 k 大于双键大于单键
键的极性越大，k越 大
C-H：k = 5.1 N· cm-1； C=C：k = 9.6 N· cm-1 N-H：k = 6.4 N· cm-1； C=O：k = 12.1 N· cm-1 O-H：k = 7.7 N· cm-1；
二、双原子分子的振动
（3）注意事项
★ 按谐振子跃迁选律，只有相邻两个振动能级之间即=1的跃迁才 是许可的；其中从基态向第一激发态的振动跃迁称为基本跃迁 ★ 从基态到第一激发态间的基本跃迁对应的吸收频率称为基频； 相应的吸收带称为基频吸收带或基本振动谱带（强峰） 从基态到第一激发态外的跃迁产生的吸收带称为倍频吸收带（弱峰） ★ 基频波数与化学键的键力常数成正比；与原子折合质量成反比， 即 k 增加， 减小，振动波数 增加， 吸收峰出现在高波数区
（弯曲振动或 变角振动）
（键长不变 而键角变化 的振动）
伸缩振动
对称伸缩振动(s)
C
C C
C
H
H H H
C
面外弯曲
扭曲振动() 非平面摇摆( )
C
H
H C
＋ －
H H
＋
＋
三、多原子分子的振动
几点注意事项
——振动的基本类型
伸缩振动的键力常数大于变性振动的键力常数 伸缩振动产生的吸收峰在高波数区； 变性振动产生的吸收峰在低波数区 不对称伸缩振动的键力常数大于对称伸缩振动的键力常数 不对称伸缩振动产生的吸收峰在高波数区； 对称伸缩振动产生的吸收峰在低波数区 变形振动对环境变化敏感，能体现基团所处位置的变化 如:—CH3 如:H2O as: 3750cm-1附近 as: 2962cm-1附近 -1附近； -1 ： 3650cm s：2872cm 附近； s ： 1595cm-1附近 ： 1450cm-1附近
C–C (约为1429cm-1)；C=C (约为1667cm-1)；C
键力常数增加，折合质量相同，振动波数 增加
C-C (约为1429cm-1)；C-N (约为1330cm-1)；C-O (约为1280cm-1)
键力常数接近，折合质量增加，振动波数 稍有下降 ★ 同类化学键的k值比较接近，对 的影响常以折合质量为主
适用的对象广 ※ 包括除单原子分子及同核分子外的所有其它无机及有机物 ※ 可用于气体、液体及固体试样 ※ 可用于微量及痕量样品的分析 ※ 可以作无损分析、表面分析及过程分析
目前，IR主要的用途是识别分子中存在的特征 基团（如-OH，-NH，-Ar，-C=O等）
四、红外光谱图的表示方法
以透过率 T%为纵坐标，波数（cm-1）或波长（m）为横坐 标绘制的曲线
三、多原子分子的振动
将其分解为多个简单的基本振动（简正振动）来处理
1、多原子分子中描述振动的基本参数 ——键长与键角 2、基本振动类型——按振动中键长与键角的变化情况分类
H H H H H H
分 子 （键长变化 不对称伸缩振动(as) C H H 振 而键角不变 的振动） 动 剪式振动(s) 类 面内弯曲 型 变性振动 平面摇摆()
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红外吸收光谱PPT课件
02
红外吸收光谱仪器
红外光谱仪的构造
01
02
03
04
光源
发射一定波长的红外光，常用 光源有碘、溴钨灯等。
单色器
将光源发出的红外光分成单色 光，常用单色器有棱镜和光栅
。
样品室
放置待测样品，样品可以是气 体、液体或固体。
检测器
检测透过样品的红外光，常用 检测器有热电偶、光电导和光
电二极管等。
红外光谱仪的工作原理
红外吸收光谱的应用
确定物质成分
结构分析
通过比较标准物质的红外吸收光谱，可以 确定未知物质的成分。
红外吸收光谱的峰位置和峰强度可以提供 物质分子的振动和转动信息，有助于分析 分子结构和化学键的类型。
定量分析
反应动力学研究
通过测量样品在不同波长下的透射率或反 射率，可以计算样品中目标成分的浓度。
红外吸收光谱可用于研究化学反应过程中 分子振动和转动能级的跃迁。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高选 择性，能够提供物质分子的振动 和转动信息，广泛应用于化学、 物理、环境和生物等领域。
红外吸收光谱的原理
原理
当红外光与物质分子相互作用时，分 子吸收特定波长的红外光，导致分子 振动和转动能级跃迁，产生红外吸收 光谱。
影响因素
分子结构和化学键的性质决定红外吸 收光谱的特征，不同物质具有独特的 红外吸收光谱。
敏度，适用于复杂样品分析。
微型化红外光谱仪
02
通过集成光学、微电子机械系统等技术，将红外光谱仪小型化，
方便携带和移动检测。
多光谱和超光谱红外光谱仪
03
结合多光谱技术和超光谱技术，可同时获取样品多个波段的红
外光谱信息，提高分析效率。
第三章 红外吸收光谱法
第三章
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
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
仪器分析 第四章--红外吸收光谱法
章节重点：
分子振动基本形式及自由度计算；
红外吸收的产生2个条件；
各类基团特征红外振动频率；
影响红外吸收峰位变化的因素。
第八章 红外吸收光谱分 析法
第三节 红外分光光度计
1. 仪器类型与结构
2. 制样方法
3. 联用技术
1. 仪器类型与结构
两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）
弯曲振动：
1.4 振动自由度
多原子分子振动形式的多少用振动自由度标示。
三维空间中，每个原子都能沿x、y、z三个坐标方向独 立运动，n个原子组成的分子则有3n个独立运动，再除 掉三个坐标轴方向的分子平移及整体分子转动。
非线性分子振动自由度为3n-6，如H2O有3个自由度。 线性分子振动自由度为3n-5，如CO2有4个自由度。
某些键的伸缩力常数：
键类型: 力常数: 峰位:源自-CC15 2062 cm-1
-C=C10 1683 cm-1
-C-C5 1190 cm-1
-C-H5.1 2920 cm-1
化学键键强越强（即键的力常数K越大），原子折合 质量越小，化学键振动频率越大，吸收峰在高波数区。
1.2 非谐振子
实际上双原子分子并非理想的谐振子！随着振动量子 数的增加，上下振动能级间的间隔逐渐减小！
（1）-O-H，37003100 cm-1，确定醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐 ，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
注意区分： -NH伸缩振动：3500 3300 cm-1 峰型尖锐
（2）饱和碳原子上的-C-H -CH3 2960 cm-1 2870 cm-1 反对称伸缩振动 对称伸缩振动
红外吸收光谱的表示法(课件)ppt实用资料
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红外吸收光谱的表示法
随吸收强度的降低,曲线上移,无吸收部分的曲线在谱图的上部。 任务一：红外吸收光谱分析法基础 C随o吸mp收an强y 度Log的o降低,曲线上移,无吸收部分的曲线在谱图的上部。
随吸收强度的降低,曲线上移,无吸收 任务一：红外吸收光谱分析法基础
Company Logo 任Co务mp一an：y 红Log外o吸收光谱分析法基础 随知吸识收 点强：度红的外降吸低收光,曲谱线的上表移示,无法吸收部分的曲线在谱图的上部。
知识点：红外吸收光谱的表示法
情境三：红外分光光度法确定有机物的结构 任务一：红外吸收光谱分析法基础
课程：仪器分析
红外吸收光谱的表示法
红外分光光度计自动记录的红外光谱图, 它的横坐标 以波长(μm)或波数(cm-l)等间隔方式表示，红外光谱图的 纵坐标多以百分透光率表示,纵坐标自下而上由0%～ 100%。
团(或化学键)对红外光的吸收而产生的。 示随,吸纵收坐强标度自的下降而低上,由曲0线%上～移10,0无%吸。收部分的曲线在谱图的上部。
情境三：红外分光光度法确定有机物的结构 情境三：红外分光光度法确定有机物的结构
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部分的曲线在谱图的上部。所谓吸收“峰 Company Logo
所情谓境吸 三收：“红峰外”分实光际光是度向法下确的定“有谷机”物的,它结是构由分子中的基团(或化学键)对红外光的吸收而产生的。 情随境吸三 收：强红度外的分降光低光,曲度线法上确移定,无有吸机收物部的分结的构曲线在谱图的上部。 随任吸务收 一强：度红的外降吸低收光,曲谱线分上析移法,无基吸础收部分的曲线在谱图的上部。
”实际是向下的“谷”,它是由分子中的基 随知吸识收 点强：度红的外降吸低收光,曲谱线的上表移示,无法吸收部分的曲线在谱图的上部。
红外吸收光谱的表示法
随吸收强度的降低,曲线上移,无吸收部分的曲线在谱图的上部。 任务一：红外吸收光谱分析法基础 C随o吸mp收an强y 度Log的o降低,曲线上移,无吸收部分的曲线在谱图的上部。
随吸收强度的降低,曲线上移,无吸收 任务一：红外吸收光谱分析法基础
Company Logo 任Co务mp一an：y 红Log外o吸收光谱分析法基础 随知吸识收 点强：度红的外降吸低收光,曲谱线的上表移示,无法吸收部分的曲线在谱图的上部。
知识点：红外吸收光谱的表示法
情境三：红外分光光度法确定有机物的结构 任务一：红外吸收光谱分析法基础
课程：仪器分析
红外吸收光谱的表示法
红外分光光度计自动记录的红外光谱图, 它的横坐标 以波长(μm)或波数(cm-l)等间隔方式表示，红外光谱图的 纵坐标多以百分透光率表示,纵坐标自下而上由0%～ 100%。
团(或化学键)对红外光的吸收而产生的。 示随,吸纵收坐强标度自的下降而低上,由曲0线%上～移10,0无%吸。收部分的曲线在谱图的上部。
情境三：红外分光光度法确定有机物的结构 情境三：红外分光光度法确定有机物的结构
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部分的曲线在谱图的上部。所谓吸收“峰 Company Logo
所情谓境吸 三收：“红峰外”分实光际光是度向法下确的定“有谷机”物的,它结是构由分子中的基团(或化学键)对红外光的吸收而产生的。 情随境吸三 收：强红度外的分降光低光,曲度线法上确移定,无有吸机收物部的分结的构曲线在谱图的上部。 随任吸务收 一强：度红的外降吸低收光,曲谱线分上析移法,无基吸础收部分的曲线在谱图的上部。
”实际是向下的“谷”,它是由分子中的基 随知吸识收 点强：度红的外降吸低收光,曲谱线的上表移示,无法吸收部分的曲线在谱图的上部。
第三章 红外吸收光谱-4ppt课件
羰基；苯环C=C1650~1450 2~4个中强吸收峰。利用
指纹区判断单、双、三取ppt代课件等完整
9
解析完后，进行验证，不饱和度与计 算值是否相符，性质与文献值是否一致， 与标准图谱进行验证
谱图对照应注意：所用的仪器在分辨 率和精确度一致；测定的条件一致；杂质 引进的吸收带应仅可能避免。
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3400~3300cm-1附近是否有O-H吸收峰)
(4). 观察是否有C=C或芳环
C=C: 1650cm-1附近有弱的吸收
芳环:
1600~1450cm-1范围内有几个中等或强吸收
结合3100~3000cm-1的C-H伸缩振动, 确定C=C或芳环.
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5
(5). 观察是否有C≡C或C≡N
腈 是否存在C≡N(2250cm-1附近有弱峰)
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4
(3). 如果没有C=O, 确定下列状况. 醇、酚 是否存在O-H(3400~3300cm-1, 宽峰; 1300~1000附近
的C-O吸收)
胺
是否存在N-H(3400cm-1附近有中等强度吸收; 有时
是同等强度的两个吸收
醚
是否存在C-O(1300~1000cm-1有强吸收, 并确认
炔 是否存在C≡C(2150cm-1附近有尖的弱峰; 并在
3300cm-1注意观察≡C-H吸收峰
(6). 观察是否有NO2
在1600~1530cm-1和1390~1300cm-1的出现两个 N=O强吸收
(7). 碳氢化合物
没有出现前面的任何吸收峰.
主要吸收峰是3000cm-1附近的C-H伸缩振动, 谱图
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7
二、红外谱解析要点及注意事项
红外吸收光谱ppt课件
OHNH 游 离1690
R
R
3500 1620-1590
HH NO 氢 键1650 3400 1650-1620
HO
O
C
OC3H HO
H3C
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18
OH - 伸缩 2835
3705-3125
❖ （2）外部因素 ❖ 外部因素主要指测定时物质的状态以及溶剂效应等
因素。 ❖ 分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以观察
347.3
610.9
836.8
力常数 k(N.cm-1)
4.5
9.6
15.6
波数范围 (cm-1) 700～1200
1620～1680
2100～2600
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。
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11
一些常见化学键的力常数如下表所示：
① 不饱和碳原子上的=C-H（ C-H ）
苯环上的-C-H
3030 cm-1
=C-H
3100 3000 cm-1
末端= CH2 3085 cm-1附近
C-H 3300 cm-1
3000 cm-1 以上
② 饱和碳原子上的－C－H
-CH3 -CH2-C-H
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 2890 cpmpt课-1件完整弱吸收
由于偶极子具有一定的原有振动 频率，只有当辐射频率与偶极子 频率相匹配时，分子才与辐射发 生相互作用而增加它的振动能， 使振幅加大，即分子由原来的基 态振动跃迁到较高的振动能级。
(完整版)红外光谱知识讲解
正负电荷中心重合的分子如N2、O2不能 产生红外吸收。
17
问题
某物质能吸收红外光波, 产生红外吸收谱图, 其分子结构是
(1) 具有不饱和键
(2) 具有共轭体系
(3) 发生偶极矩的净变化 (4) 具有对称性
丁二烯分子中C=C键伸缩振动如下:
A. ← → ← →
CH2=CH-CH=CH2 B. ← → → ←
C）强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰
D）吸收峰太弱，仪器不能分辨，或者超 过了仪器可以测定的波长范围。
32
3.2.3 红外光谱的分子振动形式与谱带 分子的振动方式分为两大类:
1.伸缩振动ν:原子沿键轴方向伸缩，键长变
化但键角不变的振动，亦称伸展振动。
对称伸缩振动(νs )
反对称伸缩振动(νas )
33
2.弯曲振动δ:沿键的垂直方向振动，基团 键角发生周期性变化，但键长不变的振动。 又称变形振动或变角振动。
(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H
（1）
如果C-H键和C-D键的力常数相同, 则C-H键的振动频率
C-H与C-D健的振动频率 C-D相比是
(1) C-H> C-D
(2) C-H< C-D
(3) C-H= C-D
(4) 不一定谁大谁小
(1 )
36
已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O
9
(4) 红外光谱图的表示方法 横坐标为吸收波长(m)，或吸收频率(波 数:cm-1)，纵坐标常用百分透过率T%表示
10
从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率:波数cm-1） 2 吸收峰的强度 ,常用:
vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak),
17
问题
某物质能吸收红外光波, 产生红外吸收谱图, 其分子结构是
(1) 具有不饱和键
(2) 具有共轭体系
(3) 发生偶极矩的净变化 (4) 具有对称性
丁二烯分子中C=C键伸缩振动如下:
A. ← → ← →
CH2=CH-CH=CH2 B. ← → → ←
C）强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰
D）吸收峰太弱，仪器不能分辨，或者超 过了仪器可以测定的波长范围。
32
3.2.3 红外光谱的分子振动形式与谱带 分子的振动方式分为两大类:
1.伸缩振动ν:原子沿键轴方向伸缩，键长变
化但键角不变的振动，亦称伸展振动。
对称伸缩振动(νs )
反对称伸缩振动(νas )
33
2.弯曲振动δ:沿键的垂直方向振动，基团 键角发生周期性变化，但键长不变的振动。 又称变形振动或变角振动。
(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H
（1）
如果C-H键和C-D键的力常数相同, 则C-H键的振动频率
C-H与C-D健的振动频率 C-D相比是
(1) C-H> C-D
(2) C-H< C-D
(3) C-H= C-D
(4) 不一定谁大谁小
(1 )
36
已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O
9
(4) 红外光谱图的表示方法 横坐标为吸收波长(m)，或吸收频率(波 数:cm-1)，纵坐标常用百分透过率T%表示
10
从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率:波数cm-1） 2 吸收峰的强度 ,常用:
vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak),
红外吸收光谱
Intensity
-1 Frequency cm25002000
1500
1000
500
0 500 1000 1500 2000
-1
2500
frequency cm
（三）、红外光谱吸收频率 1. 基频 0→1振动能级的跃迁 v 0→1 2. 倍频 0 →2、3、4….振动能级 的跃迁 v 0→2、v 0→3 、v 0→4 3. 合频 基频的和 v 10→1 + v 20→1 4. 差频： 基频的差 v 10→1 - v 20→1
C-X (X：O、N、F、P、S)、P-O、Si-O 指纹区 1300~400cm-1
伸缩振动区
1300~900cm-1
-CH2平面摇摆、苯环取代、-C-H面外变 形振动区 900~400cm-1
（一）、X-H伸缩振动区（4000 2500 cm-1) C-H、O-H、N-H、S-H 键的伸缩振动频率区。
红外光谱 官能团
分子结构
分子能级示意图
（二）、红外光谱的区的划分（0.75~1000m）
波谱区 波长/m 波数/ cm-1
跃迁类型
近红外光 0.75~2.5 13300~4000
中红外光 2.5~50 4000~200
远红外光 50~1000 200~10
分子转动
分子振动 中红外光谱区： 分子的振动、转动基频吸收光谱区 应用最为广泛的红外光谱区
化越大，吸收峰也越强。
一、基团特征频率 红外光谱吸收峰 分子中基团振动形式
不同的分子中，相同的基团或化学键 均有近似相同的振动频率。即具有明显的 特征性。（基团特征频率）
二、红外吸收光谱图的分区
X-H伸缩振动区 官能团区 4000~1300cm-1 双键伸缩振动区 4000~2500cm-1
红外吸收光谱法
中红外光区吸收带（2.5 ~ 25µm ）是绝大多数 有机化合物和无机离子的基频吸收带（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）。
2024/7/18
3
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。
例１ 水分子
2、峰数 ：理论值为 3n-6(3n-5)
2024/7/18 实际峰数不等于此值。(原因？）
18
在红外吸收光谱上除基频峰外，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，产生的 吸收峰称为二倍频峰。
2024/7/18
26
表 几种红外检测器
红外检测器 原理
构成
特点
热电偶
温 差 热 电 涂黑金箔（接受面）连接金属（热接 光谱响应宽且一致性
效应
点）与导线（冷接端）形成温差。 好、灵敏度高、受热噪 音影响大
涂黑金箔（接受面）作为惠斯顿电桥 稳定、中等灵敏度、较
测热辐射计 电桥平衡 的一臂，当接受面温度改变，电阻改 宽线性范围、受热噪音
由度相当于红外光谱图上一个基频吸收带。设分子 由n个原子组成，每个原子在空间都有3个自由度， 原子在空间的位置可以用直角坐标中的3个坐标x、y 、z表示，因此，n个原子组成的分子总共应有3n个 自由度，即3n种运动状态。
但在这3n种运动状态中，包括3个整个分子的质
心沿x、y、z方向平移运动和3个整个分子绕x、y、z
2024/7/18
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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。
例１ 水分子
2、峰数 ：理论值为 3n-6(3n-5)
2024/7/18 实际峰数不等于此值。(原因？）
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在红外吸收光谱上除基频峰外，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，产生的 吸收峰称为二倍频峰。
2024/7/18
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表 几种红外检测器
红外检测器 原理
构成
特点
热电偶
温 差 热 电 涂黑金箔（接受面）连接金属（热接 光谱响应宽且一致性
效应
点）与导线（冷接端）形成温差。 好、灵敏度高、受热噪 音影响大
涂黑金箔（接受面）作为惠斯顿电桥 稳定、中等灵敏度、较
测热辐射计 电桥平衡 的一臂，当接受面温度改变，电阻改 宽线性范围、受热噪音
由度相当于红外光谱图上一个基频吸收带。设分子 由n个原子组成，每个原子在空间都有3个自由度， 原子在空间的位置可以用直角坐标中的3个坐标x、y 、z表示，因此，n个原子组成的分子总共应有3n个 自由度，即3n种运动状态。
但在这3n种运动状态中，包括3个整个分子的质
心沿x、y、z方向平移运动和3个整个分子绕x、y、z
红外吸收光谱的解析PPT(完整版)
~3300
3100~3000
3050~3010
但分子量不同的聚合物IR光谱无明显差异。
但分子量不同的聚合物IR光谱无明显差异。
如分子量为100000和分子量为15000的聚苯乙烯，两者在4000~650 cm-1的一般红外区域找不到光谱上的差异。
双峰强度约相等(1:1)
峰强度比1:2
S
S
S
S
S
S
S
S
峰的强度 不定
不定 不定
S S
7、X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区（1475—1000 cm-1）
键的振动类型
烷基δas δs
-CH3 -C(CH3)2 -C(CH3)3
醇νC-O 伯醇 仲醇 叔醇 酚νC-O
醚νC-O 脂肪醚 芳香醚 乙烯醚
酯 胺νC-N
波数/cm-1
1460
峰的强度
1380 1385及1375双峰 1395及1365双峰
但分子量不同的聚合物IR光谱无明显差异。
2260~2120
S
R-N=N=N 经验 “四先、四后、一抓法”
饱和脂肪醛
2160~2120
S
R-N=C=N-R α,β-不饱和脂肪醛
芳香醛
2155~2130
S
饱和脂肪酮
-C=C=C- α,β-不饱和脂肪酮
α-卤代酮
~1950
S
-C=C=O 芳香酮
脂环酮(四员环)
S
S
S
S
经验 “四先、四后、一抓法”
五、解析谱图注意事项
特别注意两点：一是所用仪器与标准谱图是否一致；
2960及2870
二、指纹区和官能团区
从第1-6区的吸收都有一个共同点，每一红外吸收 峰都和一定的官能团相对应，此区域从而称为官能团 区。官能团区的每个吸收峰都表示某一官能团的存在， 原则上每个吸收峰均可以找到归属。