《仪器分析》第十章 红外吸收光谱分析（Infrared Absorption Spectrometry）

第十章红外吸收光谱法 Infrared Absorption Spectrometry

第十章 红外吸收光谱法 Infrared Absorption Spectrometry

第一节概述 个分子吸收了外来辐射之后,它的能量变 化△E △E=△E+△E+△Ee △E最大,一般在1~20eV之间。 △E大约比△E。小10倍,一般在005~1eV之间。 △E大约比△E小10倍或100倍,一般小于 0 o5eV

第一节 概述 一个分子吸收了外来辐射之后，它的能量变 化△E: △Ee最大，一般在1～2OeV之间。 △Ev大约比△Ee小10倍，一般在0·05～leV之间。 △Er大约比△Ev小10倍或100倍，一般小于 0·O5eV

红外吸收光谱定义 分子的振动能量比转动能量大,当发生振 动能级跃迁时,不可避免地伴随有转动能 级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱, 而只能得到分子的振动-转动光谱,这种谱 称为红外吸收光谱。 红外吸收光谱是一种分子吸收光谱

分子的振动能量比转动能量大，当发生振 动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能 级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱， 而只能得到 分子的振动-转动光谱，这种谱 称为红外吸收光谱。 红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。 一、红外吸收光谱定义

红外光谱的产生 当样品受到频率连续变化的红外光照射 时,分子吸收某些频率的辐射,并由其 振动或转动运动引起偶极矩的净变化, 产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透 射光强度减弱。记录红外光的百分透射 比与波数或波长关系曲线,就得到红外 光谱

当样品受到频率连续变化的红外光照射 时，分子吸收某些频率的辐射，并由其 振动或转动运动引起偶极矩的净变化， 产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透 射光强度减弱。记录红外光的百分透射 比与波数或波长关系曲线，就得到红外 光谱。 二、红外光谱的产生

三、红外光谱图 红外吸收光谱一般用T~λ曲线或T~δ(波数)曲线表示 纵坐标为百分透射比T%,因而吸收峰向下,向上则为 谷;横坐标是波长λ(单位为μm),或波数δ(单位为 cm 波长与δ波数之间的关系为: 6(波数)/cm1=104/(x/um)

三、红外光谱图 红外吸收光谱一般用T ~ 曲线或T ~ δ （波数）曲线表示 。纵坐标为百分透射比T%，因而吸收峰向下，向上则为 谷；横坐标是波长（单位为µm ），或波数δ（单位为 cm-1）。 波长与 δ波数之间的关系为： δ （波数） / cm-1 =104 /（  / µm ）

5 6 89101215 100 4 8 N 20 350300250920001800160040012010题0960046 乙烯红外光沿图

四、红外光区的划分 红外光谱在可见光区和微波光区之间,波 长范围约为075~1000μm,根据仪器技术 和应用不同,习惯上又将红外光区分为三 个区:近红外光区(0.75~25um),中 红外光区(2.5~25μm),远红外光区 (25~1000um)

四、红外光区的划分 红外光谱在可见光区和微波光区之间，波 长范围约为 0.75 ~ 1000µm，根据仪器技术 和应用不同，习惯上又将红外光区分为三 个区：近红外光区（0.75 ~ 2.5µm ），中 红外光区（2.5 ~ 25µm ），远红外光区 （25 ~ 1000 µm ）

近红外区 中红外区远红外区 波长范围 0.78~2.5(m 2.5~25(m 25~300(m 1绝大多数无机 低能电子跃迁及有机化合物的基1气体分子的 2含H基团伸缩频吸收 纯转动跃迁、变 特振动的倍频吸收2最成熟、最强、角振动、骨架振 点3研究稀土和其最有用、资料最全动、晶格振动 他过渡与金属离应用最广泛 2研究异构体、 子的化合物 3可进行定性和氢键等 定量分析

近红外区 中红外区 远红外区 波 长 范 围 0.78~2.5 (μm) 2.5~25 (μm) 25~300 (μm) 特 点 1 低能电子跃迁 2 含H基团伸缩 振动的倍频吸收 3 研究稀土和其 他过渡与金属离 子的化合物 1 绝大多数无机 及有机化合物的基 频吸收 2 最成熟、最强、 最有用、资料最全、 应用最广泛 3 可进行定性和 定量分析 1 气体分子的 纯转动跃迁、变 角振动、骨架振 动、晶格振动 2 研究异构体、 氢键等

五、红外光谱法的应用 紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机 物,特别是具有共轭体系的有机化合物,而红 外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化 的化合物。因此,除了单原子和同核分子如Ne、 He、O2、H2等之外,几乎所有的有机化合物在 红外光谱区均有吸收

五、红外光谱法的应用 紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机 物，特别是具有共轭体系的有机化合物，而红 外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化 的化合物。因此，除了单原子和同核分子如Ne、 He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在 红外光谱区均有吸收

红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收谱 带的强度反映了分子结构上的特点,可以用来鉴 定未知物的结构组成或确定其化学基团; 吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含 量有关,可用以进行定量分析和纯度鉴定

红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收谱 带的强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴 定未知物的结构组成或确定其化学基团； 吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含 量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定