红外光谱的实验测量方法.pdf

红外光谱的实验测量方法 姜志全 理化科学实验中心 2014年 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 ►红外吸收光谱产生的条件，除要求仪器红外光源所发出的红 外光具有恰好能满足分子振动能级跃迁时所需要的能量之 外，还要提供分子发生偶极矩的改变所消耗的能量 ►红外吸收光谱是分子振动能级跃迁产生的。因为分子振动能 级差为0.05~1.0 eV，比转动能级差（0.0001~0.05 eV ）大，因 此分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随转动能级的跃 迁，因而无法测得纯振动光谱 红外光区的划分 近红外光区 0.75 ~ 2.5 μm、13300 ~ 4000 cm-1 近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如 O–H、N–H 、C–H ）伸缩振动的倍频吸收产生。该区的光谱可用 来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某 些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析 中红外光区 2.5 ~ 25 μm、4000 ~ 400 cm-1 中红外光区吸收带是绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸 收带。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区 最适于进行红外光谱的定性和定量分析 远红外光区 25 ~ 1000 μm、400 ~ 10 cm-1 远红外光区吸收带是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃 迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动 以及晶体中的晶格振动所引起的。由于低频骨架振动能灵敏地反 映出结构变化，所以对异构体的研究特别方便。此外，还能用于 金属有机化合物（包括络合物）、氢键、吸附现象的研究 红外光谱的 常规测试方法 中红外区的透光材料 透光范围 水中溶解度 材料名称 化学组成 (cm-1) (g/100ml水) 折射率 氯化钠 NaCl 5000∼625 35.7 (0°C) 1.54 氯化钾 KCl 5000∼400 23.8 (10°C) 1.49 溴化钾 KBr 5000∼400 53.5 (0°C) 1.56 碘化铯 CsI 5000∼165 44.0 (0°C) 1.79 KRS-5 TlBr•TlI 5000∼250 0.02 (20°C) 2.37 氯化银 AgCl 5000∼435 不溶 2.0 溴化银 AgBr 5000∼285 不溶 2.2 氟化钡 BaF2