《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第09讲 红外吸收光谱法（基本原理）

第十二章1红外吸收光谱法杨北联合大学药学院药分学科A旺KRPEEmai:Liuzhanjun815@163.comQQ:873684359

分 析 化 学 第 十 二 章 2025/8/18 1 第十二章1 红外吸收光谱法

INITEDH红外吸收光谱北联临务概述红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，又称红外吸收光谱法第十二章22025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 2 红外吸收光谱 概述 红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的 选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的 分析方法，又称红外吸收光谱法

UNITED一、红外光的区划5北联务红外线：波长在0.76~500μm（1000μm）范围内的电磁波近红外区：0.76~2.5um一OH和一NH倍频吸收区中红外区：2.5~25um振动、伴随转动光谱远红外区：25~500um纯转动光谱二、红外吸收过程第十二章UV一一分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）IR分子振动和转动能级的跃迁（振转光谱）32025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 3 一、红外光的区划 红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的 电磁波 二、红外吸收过程 近红外区：0.76~2.5μm —OH和—NH倍频吸收区 中红外区：2.5~25μm 振动、伴随转动光谱 远红外区：25~500μm 纯转动光谱 UV——分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱） IR——分子振动和转动能级的跃迁 （振转光谱）

UNITEDH三、红外光谱的作用合北联临务1．可以确定化合物的类别（芳香类）2.确定官能团：V例：—CO—，C=C—，C=C-3．推测分子结构（简单化合物）4.定量分析第十二章2025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 4 三、红外光谱的作用 1．可以确定化合物的类别（芳香类） 2．确定官能团： ✓ 例：—CO—，—C＝C—，—C≡C— 3．推测分子结构（简单化合物） 4．定量分析

INITED四、红外光谱的表示方法4HT-入曲线a北联务4000300020001500130011001000900800700650cm-l100T~入曲线一→前密后疏T%OH02.34S8Q1013141516um12元104苯酚的红外校光（T入曲线）(cm0T-a曲线a(μm)2.53F89101215μm100第十二章T%8060-T~g曲线一前疏后密40-VCaC20-VC-0VOHVCoC0800600cm-140003000200016001200o5苯盼的红外光栅光谐（工曲线）2025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 5 四、红外光谱的表示方法 T ~σ曲线 →前疏后密 T~λ曲线 →前密后疏 ( ) 10 ( ) 4 1 m cm    = −

UNITEDUN五、IR与UV的区别6北联活务分析化学UVIR分子外层价电子能级起源分子振动能级伴随跃迁转动能级跃迁所有红外吸收的n-元*跃迁有机化合物元-适用有机化合物元*跃迁有机化合物特征性简单、特征性不强特征性强第十二章鉴定化合物类别定量鉴定官能团用途推测有机化合物共轭骨架推测结构62025/8/18

分 析 化 学 第 十 二 章 2025/8/18 6 五、IR与UV的区别 起源 分子振动能级伴随 转动能级跃迁 分子外层价电子能级 跃迁 IR UV 适用 所有红外吸收的 有机化合物 n-π*跃迁有机化合物π- π*跃迁有机化合物 特征性 特征性强 简单、特征性不强 用途 鉴定化合物类别 鉴定官能团 推测结构 定量 推测有机化合物共轭骨架

UNITED第一节红外吸收光谱法基本原理G北联务一、分子振动能级和振动形式（一）振动能级: AE振= 0.05~ 1.0EV >>AE转 = 0.0001 ~ 0.05V→ AE = AE振 + AE转第十二章第·红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生·分子的振动能级差远大于转动能级差章·分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁72025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 7 一、分子振动能级和振动形式 • 红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 • 分子的振动能级差远大于转动能级差 • 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁 E振 = 0.05 ~ 1.0E V   E转 = 0.0001 ~ 0.05V  E = E振 + E转 (一）振动能级 第一节 红外吸收光谱法基本原理

UNITEDA2分子振动总能量 Ey=（V+=）.hv15北联务2分析化学氏OV一→分子振动频率V→分子振动量子数817V=0,1,2,3..5Tkd零点能业第十二章V=V+re[图14-4位能曲线a-a'谐振子b-b'真实分子原子间距离D.解离能82025/8/18

分析化学第十二章 2025/8/18 8 12 分 子 振 动 总 能 量 E V h V = +  （ ）  0 ， 1 ， 2 ， 3  分子振动量子数 分子振动频率 =→→ VV

UNITEDH·分子振动能级差AEE振=△V.hvG北联临务光子照射能量E,=hVL产生红外光谱前提 △E振 =E,即 V = △V.V第十二章V→红外光的照射频率V→分子的振动频率2025/8/18

第十二章 2025/8/18 9 分子振动能级差 E 振 =  V  h  光子照射能量 E L = h  L 产生红外光谱前提 E振 = E L 即  L =  V   分子的振动频率 红外光的照射频率 →→  L

UNITEO(二)振动形式H一）伸缩振动S北联务指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动1：对称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动同时发生HH一AX型分子AX,型分子VcH, ~ 2870cm-lvcH,~2850cm2.反称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动交替发生第十二章HH中HAX,型分子AX,型分子ya, ~ 2925cm-lvaH, ~ 2960cm-l102025/8/18

第 十 二 章 2025/8/18 10 （二）振动形式 （一）伸缩振动 指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动 1．对称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动同时发生 2．反称伸缩振动：键长沿键轴方向的运动交替发生 AX2型分子 AX3型分子 AX2型分子 AX3型分子 1 ~ 2850 2 − cm s  CH 1 ~ 2925 2 − cm as  CH 1 ~ 2870 3 − cm s  CH 1 ~ 2960 3 − cm as  CH