仪器分析（含实验） 《仪器分析实验》 实验7-8 红外吸败光谱法 Far Near Hid Far X-Rays w服 Micro Radio Infra Infra Infra violet red red waves waves Infrared Absorption Spectrometry (IR) 编写日期：2006年9月
编写日期：2006年9月 《仪器分析实验》 实验7-8 红外吸收光谱法 Infrared Absorption Spectrometry (IR) 仪器分析(含实验)
红外吸收光谱 Infrared Absorption Spectroscopy (IR) 一、 基本原理 一红外光谱的频率范围 一红外吸收光谱产生的条件 一官能团的特征吸收谱带 二、谱图解析与应用 1.不饱和度 2.谱图解析 3.综合分子式、不饱和度确定可能的结构式 三、仪器原理和操作 一色散型红外光谱仪 - Fourier?变换红外光谱一(FTIR) 四、样品制备和实验步骤 五、注意事项 编写日期：2006年9月
编写日期：2006年9月 红外吸收光谱 Infrared Absorption Spectroscopy （IR） 一、基本原理 – 红外光谱的频率范围 – 红外吸收光谱产生的条件 – 官能团的特征吸收谱带 二、谱图解析与应用 1. 不饱和度 2. 谱图解析 3. 综合分子式、不饱和度确定可能的结构式 三、仪器原理和操作 – 色散型红外光谱仪 – Fourier变换红外光谱一（FTIR） 四、样品制备和实验步骤 五、注意事项
一红外吸收光谱基本原理 红外光是波长范围为0.75~1000um的电磁波，可引起分子中基团 的振动和转动能级跃迁，产生红外吸收光谱，也称分子振动转动光谱. 产生红外吸收的条件 (1)红外光应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量： (2)红外光与物质间有相互偶合作用一 分子振动时，必须伴有 瞬时偶极矩的变化，即分子显示红外活性。 作用力 偶极 同核双原子分子是非红外 电场 活性的：如：N2、O2、C2 O=C=0对称伸缩振动也 一d= 1 HC1 H2O 是非红外活性的。 0d H H +q -g +a +q 偶极子与交变电场的作用示意图 编写日期：2006年9月
编写日期：2006年9月 一 ̖红外吸收光谱基本原理 (1) 红外光应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2) 红外光与物质间有相互偶合作用－ 分子振动时，必须伴有 瞬时偶极矩的变化，即分子显示红外活性。 偶极子与交变电场的作用示意图 红外光是波长范围为0.75~1000 m的电磁波,可引起分子中基团 的振动和转动能级跃迁, 产生红外吸收光谱,也称分子振动-转动光谱. 同核双原子分子是非红外 活性的: 如: N2、O2、Cl2； O=C=O 对称伸缩振动也 是非红外活性的。 产生红外吸收的条件
红外光谱的三个波区和能级跃迁类型 可按波长将红外光谱分为近红外中红外和远红外三个波区，中红外 区对应分子振动基态到第一激发态的跃迁，可伴随转动能级的跃迁，是 最为常用的红外光谱区. 高 频率V 低 1 能量 电子跃迁 振动跃迁 」特动跃迁原子仪自转玉 "=0 化学键断裂 x射线 紫外 红外 微波 电波 区 纯电子 IR 跃迁 R 紫外 可见 振动红外 核磁共振 6 200nm 纯转动 纯振动 400nm 800mm2.5从 15u 跃迁 跃迁 V'=0 -0 A 短 波长入 光波谱区及能量跃迁相关图 双原子分子的三种能级跃迁示意图 区域 入/小m v/cm-1 能级跃迁类型 近红外区（泛频区） 0.75-2.5 13158-4000 OH,NH及CH键的倍频吸收 中红外区（基本振动区） 2.5~15 4000650 分子振动，伴随转动 远红外区（转动区） 15~1000 650~10 分子转动 编写日期：2006年9月
编写日期：2006年9月 区域 /m /cm-1 能级跃迁类型 近红外区(泛频区) 0.75~2.5 13158~4000 OH, NH及CH 键的倍频吸收 中红外区(基本振动区) 2.5~15 4000~650 分子振动，伴随转动 远红外区(转动区) 15~1000 650~10 分子转动 红外光谱的三个波区和能级跃迁类型 可按波长将红外光谱分为近红外̖ 中红外和远红外三个波区, 中红外 区对应分子振动基态到第一激发态的跃迁, 可伴随转动能级的跃迁,是 最为常用的红外光谱区
分子振动频率与跃迁能量的关系 基本振动频率 (双原子分子) 2π 分子振动能量 E=(U+1/2)hy= h k ( D十1/2) 2πVu 振动能级跃迁对应的能量变化 0-振动量子数，0,1,2. 基本振动频率v △D=h (基态→第一激发态) 对应的红外吸收能量 ER=hyR=△E VIR=V 编写日期：2006年9月
编写日期：2006年9月 1/ 2) 2 E振 ＝（ ＋1/ 2) ＝ （＋ h k h 分子振动能量 振动能级跃迁对应的能量变化 分子振动频率与跃迁能量的关系 k 2 1 基本振动频率 = ( 双原子分子) - 振动量子数, 0,1,2,. ( ) 2 1 2 1 = = 基态 → 第一激发态 k h k E h 基本振动频率 对应的红外吸收能量 EIR = h IR = E IR =