第一节 概述 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 红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收谱带的 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
11 第一节 概 述 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。 红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收谱带的 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
第一节 概述 进行定性和定量分析,而且是鉴定化合物和测定分子结构 的用效方法之一。 12
12 第一节 概 述 进行定性和定量分析，而且是鉴定化合物和测定分子结构 的用效方法之一
第二节 基本原理 产生红外吸收的条件 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0.05~1.0eV,比转动能级差(0.001~0.05eV) 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, 13
13 第二节 基本原理 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 ~ 1.0eV，比转动能级差（0.0001 0.05eV） 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
第二节 基本原理 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、=(V+1/2)hy(v=0,1,2,…) 式中ν为振动量子数(v=0,1,2,);E是与振动量子数v 相应的体系能量:γ为分子振动的频率 在室温时,分子处于基态(V=0),E、=1/2hy,此时, 伸缩振动的频率很小。当有红外辐射照射到分子时,若红外辐 射的光子(v)所具有的能量(E)恰好 14
14 第二节 基本原理 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 ，此时， 伸缩振动的频率很小。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（EL）恰好
第二节 基本原理 等于分子振动能级的能量差(△E)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=△vh 又光子能量为 EL=hYu 于是可得产生红外吸收光谱的第一条件为: EL=△E 即 y=△vy 15
15 第二节 基本原理 等于分子振动能级的能量差（△Ev）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 △Ev = △•h 又光子能量为 EL=h L 于是可得产生红外吸收光谱的第一条件为： EL =△Ev 即 L =△•