文档介绍：第章红外吸收光谱分析
第一节 概述
一、定义：
红外光谱是依据物质对红外辐射的特征吸收而建立起来的光谱分析方法。分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，故红外光谱又称分子振动-转动光谱，属分子吸收光谱。
红外光谱
(~1000m)
远红外(转动区)
(25-1000 m)
中红外(振动区)
(~25 m)
近红外(泛频〕
(~ m)
倍频
分子振动转动
分子转动
分区及波长范围 跃迁类型
〔常用区〕
13158~4000/cm-1
400~10/cm-1
4000~400/cm-1
红外光区划分
二、红外光谱图表示方法
红外光谱以百分透过率T~或T~σ( ) 曲线来表示，以下图为苯酚的IR光谱。
T(%)
注意换算公式：
三、红外光谱特点
1〕UV吸收光谱是电子-振动-转动光谱，常用于研究具有共轭体系的有机化合物，而红外光谱是振-转光谱，涉及振动能级的跃迁，几乎可用于所有化合物的研究。〔除单原子分子〔He〕及同核分子〔H2〕外〕
2〕红外光谱最重要最广泛的用途是对有机化合物进展构造分析。
3〕可测定固、液、气体样品，而且样品用量少、分析速度快，不破坏样品；
4〕红外光谱可用于定量分析，但干扰较大。
第二节 红外吸收根本原理
一、分子振动
1、双原子分子振动
分子的两个原子以其平衡点为中心，以很小的振幅〔P291图10-5〕作“简谐〞振动，其振动可用经典刚性振动描述：
分子振动方程式：
k为化学键的键力常数 ; c=3 1010cm/s; 为双原子折合质量
发生振动能级跃迁所需要的能量大小(基团振动跃迁的波数)取决于键两端原子的折合质量和键的键力常数 ,即取决于分子的构造特征。
振动波数与k成正比，与成反比
k 大，化学键的振动波数高，如:
kCC(2222cm-1)>k C=C(1667cm-1)>kC-C(1429cm-1)
〔质量相近〕
质量大，化学键的振动波数低，如:
mC-C(1430cm-1) >mC-N(1330cm-1) > mC-O(1280cm-1) (键力常数相近〕
所以：基团振动频率(波数)取决于分子的构造特征。
2、多原子分子
多原子分子的振动更为复杂〔原子多、化学键多、空间构造复杂〕，但可将其分解为多个简正振动来研究。
3、分子振动的形式
伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长变化但键角不变的振动。伸缩振动可分为对称伸缩和不对称伸缩振动。
变形振动：基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动。又称 弯曲振动或变角振动。变形振动可分为面内变形和面外变形振动。
以上介绍了根本振动所产生的谱峰，即基频峰。在红外光谱中还可观察到其它峰跃产生的峰：
倍频峰：由基态向第二、三….振动激发态的
跃迁；
合频峰：分子吸收光子后，同时发生频率为
1，2的跃迁，此时产生的跃迁为
1+2的谱峰。
差频峰：当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰
泛频峰可以观察到，但很弱，可提供分子的
“指纹〞。
泛频峰