文档介绍：第九章红外光谱分析
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概述
1. 定义：红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净共95页，编辑于2022年，星期三
振动形式
4 分子的振动形式
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理论振动数（峰数）
设分子的原子数为n，
对非线型分子,理论振动数=3n-6
如H2O分子，其振动数为3×3-6=3
对线型分子，理论振动数=3n-5
如CO2分子，其理论振动数为3×3-5=4
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理论上，多原子分子的振动数应与谱峰数相同，但实际上，谱峰数常常少于理论计算出的振动数，这是因为：
a）偶极矩的变化=0的振动，不产生红外吸收；
b）谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）；
c）仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。
以上介绍了基本振动所产生的谱峰，即基频峰（V=±1允许跃迁）。在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰：
倍频峰：由基态向第二、三….振动激发态的跃迁（V=±2、± 3.）；
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 1-2。
泛频峰可以观察到，但很弱，可提供分子的“指纹”。
泛频峰
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5 谱带强度
分子对称度高，振动偶极矩小，产生的谱带就弱；反之则强。
如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对称性低，其振动峰强度就大。
峰强度可用很强（vs）、强（s）、中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。
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红外光谱可分为基频区和指纹区两大区域
⑴基频区(4000～1350cm)又称为特征区或官能团区，其特征吸收峰可作为鉴定基团的依据。
X－H伸缩振动区(4000～2500cm-1)
三键及累积双键区(2500～1900cm-1)
双键伸缩振动区(1900～1200cm-1)
X－H弯曲振动区(1650～1350cm-1 )
6 基团振动与红外光谱区域
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红外光谱和分子结构
氢键区：
OH、NH、CH、SH等基团的伸缩振动
单键区：
各种单键的伸缩振动以及含氢基团的弯曲振动
双键区：
C=C、C=O、C=N、C=S、N=O以及苯基的伸缩振动
官 能 团 区
叁键区：
C≡C、C≡N等基团的伸缩振动
4000
3500
3000
2000
2500
1350
400
指纹区
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X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1（氢键区）
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羟基：
吸收在3200-3650cm-1范围。游离羟基吸收在较高波数，峰形尖锐。当缔合形成以氢键相连的多聚体时，键力常数下降，吸收位置移向较低波数，峰形宽而钝。
胺基：
胺基的红外吸收与羟基类似，游离胺基的红外吸收在3300-3500cm-1范围，缔合后吸收位置降低约100cm-1。
伯胺两个吸收峰，仲胺只有一个吸收峰，叔胺因氮上无氢，在此区域没有吸收。芳香仲胺吸收峰比相应的脂肪仲胺波数偏高。
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烃基：
不饱和碳(双键及苯环)的碳氢伸缩振动频率大于3000cm-1 ，饱和碳(三员环除外)的碳氢伸缩振动频率低于3000cm-1，
叁键碳的碳氢吸收峰在3300cm-1 ，峰很尖锐。
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饱和碳的碳氢伸缩振动一般可见四个吸收峰。
2960cm-1(νas)
2870cm-1(νs)
属CH3
2925cm-1(νas)
2850cm-1(νs)
属CH2
由两组峰的强度可大致判断CH2和CH3的比例
3000cm-1附近是否有吸收峰可用于有机物和无机物的区分
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叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）
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双键伸缩振动区（19