第六章红外光谱分析 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强。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
1 第六章 红外光谱分析 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
第一节概述 、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 075~1000m,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(25~25m),远红外光区(25~100m) 近红外光区(075~2.5um) 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OH、NH、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
2 第一节 概述 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
第一节概述 含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区(25~25μm) 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,中红外光谱法又筒称为红外光谱法。 远红外光区(25~1000m) 该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁
3 第一节 概述 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
第一节概述 振动转动跃、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, 般不在此范围内进行分析。 红外吸收光谱一般用T~入曲线或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λ(单位为um),或波数(单位为cm1)
4 第一节 概述 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）
第一节概述 波长λ与波数之间的关系为: 波数/cm1=104/(/um) 中红外区的波数范围是4000~400cm1。 红外光谱法的特点 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Ne、He、O2、H2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
5 第一节 概述 波长与波数之间的关系为： 波数/ cm-1 =104 /（ / µm ） 中红外区的波数范围是4000 ~ 400 cm-1 。 二、红外光谱法的特点 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Ne、He、O2、H2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