文档介绍：红外谱图分析
主要内容
第一节 概述
第二节 红外吸收基本理论
第三节 红外吸收光谱仪
第四节 红外吸收光谱分析
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第一节 概 述
红外光谱是根据物质对倍，而是略小。
（4）基频峰跃迁几率大，峰最强，倍频峰较弱
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二、分子的振动方式
构成分子的原子不是静止不动的，原子在其平衡位置做相对运动，从而产生振动！原子与原子之间的相对运动无非有两种情况，即：键长发生变化（伸缩振动，Stretch），键角发生变化（弯曲振动，Bend）
1、对于双原子分子：没有弯曲振动，只有一个伸缩振动
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2、对于多原子分子来说，情况比较复杂
伸缩振动：change in bond length
弯曲振动：change in bond angle
先看一下伸缩振动：也两种情况：对称和不对称伸缩
以亚***－CH2为例：
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ns
nas
symmetric
asymmetric
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再看一下弯曲振动：键角发生变化而键长不变
两类：面内弯曲振动
r
d
scissoring
wagging
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面外弯曲振动
w
t
twisting/torsion
rocking
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三、分子的振动自由度
分子振动形式的多少称为振动的自由度，换句话说，振动自由度就是分子的独立的振动数目。
如何计算分子的振动自由度？
1、如果一个分子有N个原子，在三维空间里（x,y,z)，每个原子的运动自由度为3，N个原子的总运动自由度（运动数目）＝3N。
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2、分子在空间的运动形式有三种：平动，转动，振动
（1）平动：分子作为一个整体在空间平移。
有三种平动方式，平动自由度为3
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（2）转动：分子在空间围绕一个通过其质心的轴转动。
对于线形分子：
有两种转动方式，转动自由度为2
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对于非线形分子：
有三种转动方式，转动自由度为3
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（3）振动
因此：对于有N个原子的分子来说，总的运动自由度＝平动自由度＋转动自由度＋振动自由度＝3N
振动自由度＝运动自由度－平动自由度－转动自由度
对于线性分子：振动自由度＝3N－5
对于非线性分子：振动自由度＝3N－6
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例如：
H2，双原子分子，3N－5＝1
H2O，三原子分子，非线性，3N－6＝3
vs
vas
d
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CO2,三原子分子，线性，3N－5＝4
+
+
-
d
t
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例如：苯，3N－6＝30种，实际上苯的红外谱图上只有几个吸收峰！
说明：不单苯，许多化合物在红外谱图上的吸收峰数目要远小于其振动自由度（理论计算值）。
原因:(1)相同频率的峰重叠，即简并；（2）频率接近或峰弱，仪器检测不出；（3）有些吸收峰落在仪器的检测范围之外；（4）并不是所有的振动都产生红外吸收！
那么什么情况下的振动产生红外吸收？
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我们在光学导论提到过，光是电磁波（电场＋磁场）
分子也有电场（偶极矩），分子中的原子在做振动时，偶极矩会发生变化。
红外吸收的产生是由于分子电场和红外光电场的相互耦合作用！
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重点讨论
分子吸收红外辐射必须同时满足以下两个条件：
（1）辐射应具有刚好满足振动跃迁所需的能量。
（2）只有能使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射（辐射与物质间有相互偶合作用）。
A、对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。
B、非对称分子：有偶极矩，红外活性。
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四、影响吸收峰强度的因素
1、峰强度的划分：按照吸光系数划分
ε>100，极强
20<ε<100，强
10<ε<20，中
1<ε<10，弱
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2、影响因素：跃迁几率和偶极矩的变化值
（1）从基态向第一激发态跃迁，几率大：基频峰一般较强，而倍频峰一般较弱；
（2）对于基频峰：偶极矩变化越大的振动，吸收峰越强
偶极矩：
，即键的极性越大，偶极矩变化越大：C-Cl比C－H强;
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：越差，偶极矩变化越大，对称性分子没有红外活性。
如：ClCH＝CCl2，有C＝C峰；而Cl2C＝CCl2无C＝C峰
，不对称伸缩>对称伸缩，伸缩>弯曲
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五、基团振动与红外吸收光谱
注意两个问题：
（1）红外光谱的产生是由于分子振动能级的跃迁
（2）分子对红外光的吸收频率与分子振动的频率相匹配
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吸收有规律可循
（1）各种基团的振动频率不一样，因此其对红外光的吸收频率也不一样。换句话