红外吸收光谱法

1、第二章第二章 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 红外吸收光谱红外吸收光谱: 物质的分子受到频率连续变物质的分子受到频率连续变化的红外光照射时，吸收了某些特定频率的化的红外光照射时，吸收了某些特定频率的红外光，发生了分子振动能级和转动能级的红外光，发生了分子振动能级和转动能级的跃迁而形成的光谱。跃迁而形成的光谱。红外吸收光谱法红外吸收光谱法: 利用红外光谱进行定性定利用红外光谱进行定性定量分析的方法。量分析的方法。特点特点光谱来源：光谱来源：分子振动和转动；分子振动和转动；样品：样品：气态、液态、固态样品；气态、液态、固态样品；应用：结构分析。应用：结构分析。本章教学内容本章教学内容红外吸收光谱法的

2、基本原理；红外吸收光谱法的基本原理；红外吸收与物质结构的关系；红外吸收与物质结构的关系；红外光谱仪器；红外光谱仪器；红外吸收光谱法应用；红外吸收光谱法应用；本章知识目标本章知识目标了解红外光谱产生的原因；了解红外光谱产生的原因；掌握伸缩振动振动频率或波数与键力常掌握伸缩振动振动频率或波数与键力常数及折合质量的关系数及折合质量的关系理解基团频率及其影响因素理解基团频率及其影响因素熟悉红外光谱仪的构成及特点熟悉红外光谱仪的构成及特点了解红外光谱法在物质结构分析中的应了解红外光谱法在物质结构分析中的应 本章能力目标本章能力目标 能根据基团频率判断官能团的存在能根据基团频率判断官能团的存在；能掌握固体

3、及液态样品的制备技术能掌握固体及液态样品的制备技术；能操作常用的红外光谱仪能操作常用的红外光谱仪 ；第一节第一节 红外吸收光谱法的基本原理红外吸收光谱法的基本原理红外光谱红外光谱(IR)的产生的产生样品受到的红外光照射时，分子吸收其中样品受到的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，发生振一些频率的辐射，发生振- -转能级的跃迁转能级的跃迁, ,分子的偶极矩发生变化，相应于这些区域分子的偶极矩发生变化，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率的透射光强减弱，记录百分透过率 T% T% 对对波数或波长的曲线，即得红外光谱波数或波长的曲线，即得红外光谱。一、双原子分子的振动一、双原子分子的振

4、动 1双原子分子的简谐振动双原子分子的简谐振动键力常数键力常数kHCl振动示意图振动示意图2 2振动频率振动频率 基本振动频率或波数：基本振动频率或波数：k2112kc2121mmmmK：键力常数（达因：键力常数（达因厘米厘米-1,dyncm-1）；）；C：光速（：光速（2.998 1010cms-1）；）； ：双原子折合质量（：双原子折合质量（g） ：相对原子质量单位；：相对原子质量单位； k：（：（Ncm-1）。）。)(13042)10(1215cmkkcNAN NA A：阿伏加德罗常数（：阿伏加德罗常数（6.0226.02210102323molmol-1-1） 公式简化公式简化 【例题

5、例题2-12-1】HClHCl分子的健力常数为分子的健力常数为5.15.1牛牛顿顿厘米厘米-1-1，试估计该分子的振动频率。，试估计该分子的振动频率。 解：解： （实测值为（实测值为2886cm2886cm-1-1） 121235.5 1.00.9735.5 1.0m mmmK=5.1N/cm15.11304130429840.97kcm讨讨 论论力常数越大，折合质量越小，化学键的力常数越大，折合质量越小，化学键的振动频率（波数）越高。振动频率（波数）越高。C-C、C=C、CC三种碳三种碳-碳键的折合原碳键的折合原子量相同，而键力常数依次为单键双子量相同，而键力常数依次为单键双键叁键，所以波数

6、也依次增大。键叁键，所以波数也依次增大。C-C、C-H、 O-H都属于单键，键力常数都属于单键，键力常数相近，而折合原子量相近，而折合原子量 O-H C-H C-C ，因此因此O-H键的振动频率最大。键的振动频率最大。二、多原子分子的振动二、多原子分子的振动 1振动的基本形式振动的基本形式 双原子分子只有简单的伸缩振动双原子分子只有简单的伸缩振动; 多原子分子的振动分解成许多简单的多原子分子的振动分解成许多简单的基本振动。基本振动。 （1 1）伸缩振动）伸缩振动只有键长发生变化而键角不变的振动只有键长发生变化而键角不变的振动称。伸缩振动分为对称伸缩和反对称伸缩称。伸缩振动分为对称伸缩和反对称伸

7、缩振动。振动。 HOHHOHHOHHOH( a )( b )水分子的伸缩振动。其中（水分子的伸缩振动。其中（a a）为对称伸缩振动）为对称伸缩振动(3652cm(3652cm-1-1) )；(b)(b)为反对称伸缩振动为反对称伸缩振动(3756cm(3756cm-1-1) )（2 2）变形振动）变形振动指基团键角发生周期变化而键长不变的振指基团键角发生周期变化而键长不变的振动。变形振动分为面内变形和面外变形振动。动。变形振动分为面内变形和面外变形振动。 同一基团的变形振动频率比伸缩振动的同一基团的变形振动频率比伸缩振动的频率要低。频率要低。 振动的类型振动的类型伸缩振动伸缩振动变形振动变形振动

8、对称伸缩振动（对称伸缩振动（Vs）反对称伸缩振动（反对称伸缩振动（V Vasas）面内变形面内变形面外变形面外变形剪式振动（剪式振动（）面内摇摆振动（面内摇摆振动（）面外摇摆振动（面外摇摆振动（）扭曲变形振动（扭曲变形振动（） 简单振动的类型简单振动的类型2振动的理论数振动的理论数N N原子分子在红外光谱图上可以出现一个以上原子分子在红外光谱图上可以出现一个以上的基频吸收峰，理论上，吸收峰的数目等于分子的基频吸收峰，理论上，吸收峰的数目等于分子的振动的数目（振动自由度）。的振动的数目（振动自由度）。63 N振动自由度53 N振动自由度非线性分子：非线性分子： 线性分子：线性分子： 解：解：CO

9、CO2 2是由是由3 3个原子构成的线性分子，因此，个原子构成的线性分子，因此，其振动自由度为：其振动自由度为： 【例题例题2-22-2】 试计算试计算COCO2 2的振动自由度，分的振动自由度，分析其振动类型。析其振动类型。 453N三、红外光谱产生的条件三、红外光谱产生的条件 1 1辐射光子具有的能量与发生振动跃辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等迁所需的跃迁能量相等 hhELLvvL只有当红外辐射频率等于振动量子数的差值与只有当红外辐射频率等于振动量子数的差值与分子振动频率的乘积时，分子才能吸收红外辐分子振动频率的乘积时，分子才能吸收红外辐射，产生红外吸收光谱。射，产生红外

10、吸收光谱。1()2VEvh 2 2分子振动引起瞬间偶极矩分子振动引起瞬间偶极矩 变化变化 HCl+q-qdOHH-q+q+q+d(a)(b)dq有当分子内的振动引起偶极矩变化（有当分子内的振动引起偶极矩变化（ 0 0）时）时才能产生红外吸收，该分子称之为红外活性的；才能产生红外吸收，该分子称之为红外活性的； =0=0的分子振动不能产生红外吸收，称为非红外活的分子振动不能产生红外吸收，称为非红外活性的。同核双原子分子如性的。同核双原子分子如H H2 2、O O2 2、N N2 2等其振动过程中等其振动过程中偶极矩始终为偶极矩始终为0 0，因此没有红外活性，不会产生红外，因此没有红外活性，不会产生

11、红外吸收光谱。吸收光谱。 讨讨 论论谱峰数常常少于理论计算出的振动数，原因：谱峰数常常少于理论计算出的振动数，原因：=0=0的振动不产生红外吸收的振动不产生红外吸收, , 如如COCO2 2；谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）；谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）；仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。仪器分辨率或灵敏度不够，有些谱峰观察不到。四、红外光谱的表示方法四、红外光谱的表示方法红外吸收光谱一般用红外吸收光谱一般用T 曲线或曲线或T 表示表示光谱的基本要素：光谱的基本要素：光谱的形状、峰的位置、峰的数目和峰光谱的形状、峰的位置、峰的数目和峰的强度，与分子的结构有密切关系。的强

12、度，与分子的结构有密切关系。 峰的位置：峰的位置： 与化学键的力常数、原子折合质量有关；与化学键的力常数、原子折合质量有关；峰的数目：峰的数目： 与分子中振动数目、光谱产生的条件有关；与分子中振动数目、光谱产生的条件有关；峰的强度：峰的强度： 与振动的类型、化学基团的含量等有关。与振动的类型、化学基团的含量等有关。 第二节第二节 基团频率和特征吸收峰基团频率和特征吸收峰 一、基团频率一、基团频率 二、红外光谱区域的划分二、红外光谱区域的划分 三、常见官能团的特征吸收频率三、常见官能团的特征吸收频率 四、基团频率的影响因素四、基团频率的影响因素 基团频率基团频率: : 能代表基团存在，并有较高能

13、代表基团存在，并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。的位置一般又称为特征吸收峰。基团频率和特征吸收峰对于分子结构鉴基团频率和特征吸收峰对于分子结构鉴定具有重要意义定具有重要意义。数据分析：数据分析：CH伸缩振动伸缩振动 ：2800-3300cm-1OH伸缩振动：伸缩振动： 32003650 cm-1 NH伸缩振动：伸缩振动： 31003500cm-1 二、红外光谱区域的划分二、红外光谱区域的划分 红外光谱仪的工作范围：红外光谱仪的工作范围： 4000400cm-1，常见官能团都在这，常见官能团都在这个区域内产生吸收带。个区域内产

14、生吸收带。红外光谱区划分：红外光谱区划分： 基团频率区（基团频率区（40001300 cm-1） 指纹区（指纹区（1300400cm-1）1基团频率区（基团频率区（40001300cm-1） （1）XH伸缩振动区伸缩振动区 (4000 2500cm-1）；）； （2）三键和累积双键伸缩振动区（）三键和累积双键伸缩振动区（25001900cm-1）；）；（3）双键伸缩振动区（）双键伸缩振动区（19001200 cm-1）。）。 X-H伸缩振动区：伸缩振动区：4000-2500cm-1 醇、酚、酸等醇、酚、酸等 36503580 低浓度（峰形尖锐）低浓度（峰形尖锐） O-H 36503200 34

15、003200 高浓度（强宽峰）高浓度（强宽峰） N-H 35003100 胺、酰胺等，可干扰胺、酰胺等，可干扰 O-H 峰峰 饱和饱和（3000 以以下下）与不饱和与不饱和（3000 以以上上） 饱和饱和-C-H （3000-2800） -CH3(2960，2870) -CH2(2930，2850) 不饱和不饱和=C-H （30103040） 末端末端=CH（3085） 不饱和不饱和 C-H (28903300) 较较弱弱 （2890） 、 较较强强 （3300） C-H 3000 左右左右 ArC-H (3030) 比比饱饱和和 C-H 峰峰弱弱，但但峰峰形形却却更更尖锐尖锐 C C，C N

16、，C=C=C，C=C=O 等等 RC CH 2100-2140 RC CR 2196-2260 R=R则无红外吸收则无红外吸收 叁叁键键 及及累累 积积双双 键键 C N 2240-2260 （非共轭）（非共轭） 2220-2230 （共轭）（共轭） 分子中有分子中有 N，H，C，峰，峰强且锐；强且锐； 有有 O 则弱，离基团越近则弱，离基团越近则越弱。则越弱。 叁键及累积双键区（叁键及累积双键区（25001900cm-1）双键伸缩振动区（双键伸缩振动区（19001200cm-1） C=O 1900-1650 强峰。是判断酮、醛、强峰。是判断酮、醛、酸、酯及酸酐的酸、酯及酸酐的特征吸收峰，其中

17、酸酐因振动偶合而具特征吸收峰，其中酸酐因振动偶合而具有双峰。有双峰。 C=O 1680-1620 峰较弱（对称性较高） 。在峰较弱（对称性较高） 。在 1600 和和 1500附近有附近有 2-4 个峰（苯环骨架振动） ，用于个峰（苯环骨架振动） ，用于识别分子中是否有芳环。识别分子中是否有芳环。 苯苯衍衍生生物物的的泛泛频频 2000-1650 C-H 面面外外、C=C 面面内内变形变形振动振动，很很弱弱，但但很很特特征征（可可用用于于取取代代类型类型的的表表征征） 。 C苯衍生物的苯衍生物的C=C 苯衍生物在苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现出现 C-H和和C=C键的面内键的面

18、内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。20001600 800 700 600 1900 1800 17002 2指纹区（指纹区m400cm-1-1）（1）1300900 cm-1区域区域: CC、CN、CP、CS、 PO、SiO、CX(卤素卤素)等单键的伸缩振动和等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动频率等双键的伸缩振动频率区区; 一些变形振动吸收频率区一些变形振动吸收频率区。 （2）900400cm-1区域。区域。 主要是一些重原子和一些基团的变形主要是一些重原子和一些基团的变形

19、振动频率区。振动频率区。 例如：例如：HRC=CR H的的CH面外变形振动面外变形振动反式结构中，峰位置反式结构中，峰位置990970cm-1；顺式结构中，峰位置顺式结构中，峰位置 690cm-1。 例如：例如： 长碳链饱和烃长碳链饱和烃(-CH2-)n，n4时，时， 在在722cm-1处出现吸收峰。处出现吸收峰。 四、基团频率的影响因素四、基团频率的影响因素不同条件下，基团频率往往有所不同，不同条件下，基团频率往往有所不同，影响基团频率变化的因素大致可分为内部影响基团频率变化的因素大致可分为内部因素和外部因素因素和外部因素。 （一）内部因素（一）内部因素 1. 1. 电子效应：电子效应： 引

20、起化学键电子分布不均匀的效应引起化学键电子分布不均匀的效应。诱导效应诱导效应电负性取代基电负性取代基静电诱导静电诱导电子分布改变电子分布改变K K 变大变大特征频率增加特征频率增加ORCCl.CRROCRROORCCl.ORC.FOC.FF化合化合物物 (cm-1)1715180019201928元素的电负性越强或取代数目越多，诱导元素的电负性越强或取代数目越多，诱导效应越强，吸收峰向高波数移动的程度越效应越强，吸收峰向高波数移动的程度越显著。显著。 诱导效应举例诱导效应举例CORCO共轭效应共轭效应不饱和键共轭不饱和键共轭电子云密度平均化电子云密度平均化键长增加键长增加K K 降低降低特征频

21、率减小特征频率减小CRORCORCO化合物化合物 （cm-1）171017251695168016671661共轭体系越大，频率降低越大。共轭体系越大，频率降低越大。共轭效应举例共轭效应举例2氢键的影响氢键的影响 氢键的形成使电子云密度平均化，氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。从而使伸缩振动频率降低。RCOOH (游离游离)11760cmROCOHOCOHR11700cm3振动耦合振动耦合 当两个振动频率相同或相近的基团相邻具当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一个共原子时，有一个共原子时，两个振动相互作用（微扰）两个振动相互作用（微扰）产生共振产生共振使振动频率发生变化

22、，一个向高频移使振动频率发生变化，一个向高频移动，另一个向低频移动，谱带分裂。动，另一个向低频移动，谱带分裂。 （二）外部因素（二）外部因素 被测样品的物理状态被测样品的物理状态 物质由固态向气态变化，其波数将增加。物质由固态向气态变化，其波数将增加。丙酮为例丙酮为例液态时：液态时： C=O=1718cm-1;气态时：气态时： C=O=1742cm-1因此因此, 在查阅标准红外图谱时，应注意试在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。样状态和制样方法。溶剂效应溶剂效应 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。增加而降低。羧酸中的羰基为例羧酸中的

23、羰基为例乙醚溶剂：乙醚溶剂： C=O=1735cm-1乙醇溶剂：乙醇溶剂： C=O=1720cm-1因此因此, 红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。第三节第三节 红外光谱仪红外光谱仪 色散型红外光谱仪色散型红外光谱仪傅立叶（傅立叶（FourierFourier）变换红外光谱仪）变换红外光谱仪 一、色散型红外光谱仪一、色散型红外光谱仪与紫外可见分光光度计对比与紫外可见分光光度计对比基本组成部件相似：均有光源、吸收池、基本组成部件相似：均有光源、吸收池、单色器、检测器等。单色器、检测器等。 每个部件的结构、材料和性能不同：如光每个部件的结构、材料和性能不同：如光源、

24、吸收池等。源、吸收池等。部件排列顺序不同：如部件排列顺序不同：如红外光谱仪的样品红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间，是放在光源和单色器之间，色散型红外光谱仪工作原理示意图色散型红外光谱仪工作原理示意图与双光束与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同仪器类似，但部件材料和顺序不同1. 1. 光源光源类型类型制作材料制作材料工作温度工作温度特点特点能斯特灯能斯特灯 Zr、Th、Y的氧化物的氧化物 12002200K 稳定性好、稳定性好、机械强度差、机械强度差、价格高。价格高。碳化硅碳化硅 SiC13001500K 波数范围广、波数范围广、机械强度大。机械强度大。白炽线圈白炽线圈 Ni

25、+Cr丝；丝；Rh线线 1100K 辐射能较低、辐射能较低、寿命长。寿命长。 2. 2. 吸收池吸收池液、气态的样品往往使用样品池；液、气态的样品往往使用样品池；固态样品可压片测试。固态样品可压片测试。材料材料波长波长（m）注意事项注意事项NaCl单晶单晶0.217易潮解，要求湿度易潮解，要求湿度低于低于40%KBr单晶单晶0.225易潮解，要求湿度易潮解，要求湿度低于低于35%CsBr单晶单晶138易潮解易潮解CsI单晶单晶150易潮解易潮解KRS-5晶体晶体145微溶于水微溶于水3. 单色器单色器 组成：色散元件、准直镜和狭缝。组成：色散元件、准直镜和狭缝。 棱镜：棱镜：LiF、CaF2、

26、NaF、KBr单晶单晶。 光栅：可用几个光栅组合。光栅：可用几个光栅组合。4. 检测器检测器 构成：构成： 原理：原理：温差热电效应。温差热电效应。 特点：光谱响应宽、特点：光谱响应宽、 稳定性好、热噪影响大。稳定性好、热噪影响大。（1 1）真空热电偶）真空热电偶 构成：构成： 原理：原理：半导体热电效应。半导体热电效应。 特点：响应速度快、特点：响应速度快、 适于快速扫描测量、可用适于快速扫描测量、可用傅立叶变换红外光谱仪。傅立叶变换红外光谱仪。（2 2）热释电检测器热释电检测器 TGS红外光红外光R光照引发电荷释放光照引发电荷释放 构成：半导体材料薄膜（构成：半导体材料薄膜（Hg-Cd-T

27、e，简称，简称MCT），置于非导电的玻璃表面，密闭于），置于非导电的玻璃表面，密闭于真空腔内。真空腔内。 原理：光电导效应原理：光电导效应-吸收辐射后半导体吸收辐射后半导体电阻降低，导电性能发生变化，产生检测电阻降低，导电性能发生变化，产生检测信号信号 。 特点：灵敏度高、响应速度快、适于快速特点：灵敏度高、响应速度快、适于快速扫描测量扫描测量。（3 3）光电导检测器光电导检测器 二、傅立叶变换红外光谱仪二、傅立叶变换红外光谱仪 傅立叶变换红外光谱仪简称傅立叶变换红外光谱仪简称FTIR，没有色散元件，主要由光源、迈克尔逊没有色散元件，主要由光源、迈克尔逊（Michelson）干涉仪、检测器和计

28、算机）干涉仪、检测器和计算机组成，其中光源和检测器部分与色散型组成，其中光源和检测器部分与色散型红外光谱仪相类似。二者的主要区别在红外光谱仪相类似。二者的主要区别在于干涉仪和电子计算机两部分。于干涉仪和电子计算机两部分。傅立叶变换红外光谱仪示意图傅立叶变换红外光谱仪示意图 干涉仪干涉仪光源光源样品室样品室检测器检测器显示器显示器绘图仪绘图仪计算机计算机干涉图干涉图光谱图光谱图FTS麦克尔逊干涉仪工作原理图麦克尔逊干涉仪工作原理图Fourier变换示意图变换示意图 Fourier变换变换 干涉图干涉图红外谱图红外谱图傅立叶变换红外光谱仪的特点傅立叶变换红外光谱仪的特点(1) 扫描速度极快扫描速度

29、极快(1s)，适合仪器联用；，适合仪器联用；(2) 分辨率很高：辨率达分辨率很高：辨率达0.10.005 cm-1 ；灵敏度高灵敏度高 ：可检测可检测10-8g数量级的样品；数量级的样品； (3) 测量精度高：重复性可达测量精度高：重复性可达0.1%。 一、定性分析一、定性分析 1 1已知物的鉴定已知物的鉴定 2 2未知物结构的测定未知物结构的测定1 1已知物的鉴定已知物的鉴定 将试样的谱图与标准样品的谱图进行将试样的谱图与标准样品的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。对照，或者与文献上的谱图进行对照。 如果两张谱图各吸收峰的位置和形状如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强

30、度一样，可以认为完全相同，峰的相对强度一样，可以认为样品是该种标准物。样品是该种标准物。 如果两张谱图不一样，或峰位不一致，如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。质。2 2未知物结构的测定未知物结构的测定基本方法：图谱解析基本方法：图谱解析测绘样品的红外谱图测绘样品的红外谱图分析吸收峰的位置、形状、强度等要素分析吸收峰的位置、形状、强度等要素 确定分子中所含的基团或化学键确定分子中所含的基团或化学键 推断分子的结构推断分子的结构 步骤步骤1 1： 准备工作准备工作 了解样品的来源、制备过程、外观、了解样品的来源、制备过程、

31、外观、纯度、经元素分析后确定的化学式以及熔纯度、经元素分析后确定的化学式以及熔点、沸点、溶解性质等物理性质，取得对点、沸点、溶解性质等物理性质，取得对样品有个初步的认识或判断样品有个初步的认识或判断 步骤步骤2：确定未知物的不饱和度：确定未知物的不饱和度 31412nnn n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。元素原子的数目。 二价原子如二价原子如S、O等不参加计算等不参加计算 =0：分子是饱和的，烷烃及其不含双键的衍生物；：分子是饱和的，烷烃及其不含双键的衍生物； =1：可能有一个双键或脂环；：可能有一个双键或脂环； =2：可能有

32、两个双键或脂环，也可能有一个叁键；：可能有两个双键或脂环，也可能有一个叁键； =4：可能有一个苯环等。：可能有一个苯环等。 步骤步骤3：图谱解析：图谱解析一般顺序：借助于手册或书籍中的基团一般顺序：借助于手册或书籍中的基团频率表，分析官能团区各主要吸收带的频率表，分析官能团区各主要吸收带的基团归属，初步判断化合物中可能含有基团归属，初步判断化合物中可能含有的基团和不可能含有的基团及分子的类的基团和不可能含有的基团及分子的类型。再查看指纹区型。再查看指纹区, ,进一步确定基团的存进一步确定基团的存在及其连接情况和基团间的相互作用在及其连接情况和基团间的相互作用。 注意红外光谱的三要素：红外光谱的

33、吸收注意红外光谱的三要素：红外光谱的吸收峰的位置、强度和形状峰的位置、强度和形状 例例1、CO的特征是在的特征是在16801780cm-1范围范围内有很强的吸收峰，如果在此位置出现较弱的内有很强的吸收峰，如果在此位置出现较弱的峰，不能直接断定峰，不能直接断定 CO的存在。的存在。 例例2、缔合羟基、缔合胺基的吸收位置与游离状、缔合羟基、缔合胺基的吸收位置与游离状态的吸收位置只略有差异，但峰的形状变化很大。态的吸收位置只略有差异，但峰的形状变化很大。 游离态的游离态的OH吸收峰较为尖锐，而缔合吸收峰较为尖锐，而缔合OH的吸收峰圆滑而钝的吸收峰圆滑而钝 缔合胺基吸收峰会出现分岔。缔合胺基吸收峰会出

34、现分岔。 注意观察同一基团或一类化合物的相关吸注意观察同一基团或一类化合物的相关吸收峰：通过观察相关峰，可以更准确地判收峰：通过观察相关峰，可以更准确地判断基团的存在情况。断基团的存在情况。 例例1、CH3在约在约2960和和2870cm-1处有非对称和处有非对称和对称伸缩振动吸收峰，在对称伸缩振动吸收峰，在1450和和1370cm-1有有弯曲振动吸收峰；弯曲振动吸收峰； 例例2、CH2在在2920和和2850cm-1处有伸缩振处有伸缩振动吸收峰，在动吸收峰，在1470cm-1有其相关峰；若是长碳有其相关峰；若是长碳链的化合物，在链的化合物，在720cm-1处出现吸收峰。处出现吸收峰。 综合判

35、断分析结果，提出最可能的结构式，综合判断分析结果，提出最可能的结构式，然后与已知样品或标准图谱对照，核对判然后与已知样品或标准图谱对照，核对判断的结果是否正确。断的结果是否正确。 谱图解释例举谱图解释例举【例例1 1】某化合物的分子式为某化合物的分子式为C C8 8H H8 8O O，其红外光，其红外光谱如图所示，试进行解释并判断其结构。谱如图所示，试进行解释并判断其结构。 4000 3000 2000 1500 1000 500 光谱数据光谱数据:3050cm-1 1460 cm-12950 cm-1 1370 cm-11695 cm-1 1260 cm-11600cm-1 760 cm-1

36、1590 cm-1 690 cm-1解：解：(1)(1)求化合物的不饱和度求化合物的不饱和度0-141 822 表明化合物可能含苯环。表明化合物可能含苯环。（2 2）分析各吸收峰的归宿）分析各吸收峰的归宿 /cm-1归宿归宿结构单元结构单元不饱和度不饱和度3050不饱和不饱和CH伸缩振动伸缩振动41600苯环骨架，苯环骨架，C=C振动振一取代苯环，单一取代苯环，CH变变形振动形振动6901695羰基羰基C=O伸缩振动伸缩振动130002900饱和饱和CH伸缩振动伸缩振动01370与羰基相邻甲基中与羰基相邻甲基中CH变形振动变形振动1260RC=OCH3（3） 推断结构

37、推断结构CH3O二、定量分析二、定量分析 1 1定量分析的理论依据定量分析的理论依据 朗伯朗伯- -比耳定律，即在单一波长下，吸比耳定律，即在单一波长下，吸光度与物质的浓度成正比。光度与物质的浓度成正比。 由于红外光谱的谱带较多，选择的余地由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组份和多组份进大，所以能方便地对单一组份和多组份进行定量分析。行定量分析。 不受样品状态的限制，能定量测定气体、不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。红外光谱定量分析应用液体和固体样品。红外光谱定量分析应用广泛。广泛。 2吸光度的测定吸光度的测定一点法：该法不考虑背景吸收，直接从谱一点法：

38、该法不考虑背景吸收，直接从谱图中分析波数处读取谱图纵坐标的透过率，图中分析波数处读取谱图纵坐标的透过率，再由公式再由公式lgI0/It=A计算吸光度。计算吸光度。基线法：通过测量峰两边的峰谷作一切线，基线法：通过测量峰两边的峰谷作一切线，以两切点连线的中点确定以两切点连线的中点确定I0；以峰最大处确；以峰最大处确定定It 。第五节第五节 实验技术实验技术 获得一张高质量红外光谱图，除了仪获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外，还必须有合适的样品制器本身的因素外，还必须有合适的样品制备方法备方法 一、红外光谱法对试样的要求一、红外光谱法对试样的要求 试样应该是单一组份的纯物质，纯度应试样应该是单一组份的纯物质，纯度应98%98%；试样中不应含有游离水；试样中不应含有游离水；试样的浓度和测试厚度应选择适当，使