红外吸收光谱法.pdf

第四章 红外吸收光谱法 本章将阐述红外光谱产生的基本原理及其与有机化合物分子结构的关系， 讨 论影响红外光谱的主要因素， 并介绍红外光谱信号的测量以及建立在此基础上的 定性、定量分析方法。 §4-1 概 述 用波长连续变化的红外辐射照射物质的分子时， 若红外辐射恰好具有使分子 振动能级产生跃迁所需要的能量， 分子则会吸收这一频率的红外光， 由基态振动 跃迁到较高的振动能级（伴随有转动能级的跃迁） ，产生与其结构相对应的振动 —转动光谱， 即红外吸收光谱。 利用这种光谱进行定性和定量分析的方法， 称为 红外吸收光谱法（ infrared absorption spectroscopy， IR）。 一、红外光谱法的表示方法 在红外光谱图中，横坐标常表示波长（λ）或波数（σ） ，其单位分别为，μ －1 m 和 cm ，它们之间的关系是（话号中标出了所用的单位） ： 4 1 1 10 cm (4-1) cm m 纵坐标一般表示百分透光度（ T ％）。 二、红外光谱法的特点 红外光的波长范围约为 0.78— 1000 μm。通常又将其划分为近红外、中红外 和远红外三个区域，如表 4 －1 所示。由于绝大多数有机化合物和无机离子的基 频吸收带都出现在中红外区， 因此中红外吸收光谱对研究化合物的分子结构和化 学组成十分重要，成为红外光谱中应用最广泛的部分。 表 4-1 红外光谱区域 -1 区域 λ/ μm σ/ cm 能级跃迁类型 0.75~2.5 13300~4000 近红外（泛频区） O-H,N-H 及 C-H 键的倍频吸收 2.5~25 4000~400 中红外（基频区） 分子中原子的振动和分子的转动 25~1000 400~10 远红外（转动区） 分子转动、晶格振动 红外吸收光谱法与紫外—可见光谱法比较，具有以下特点： （1） 紫外—可见光谱是电子—振—转光谱， 涉及的主要是电子能级跃迁， 研究的主要对象是具有共轭体系的不饱和化合物。 红外光谱法最重要的应用是有 机化合物的鉴定和分子结构的测定。 它的特点首先是应用面广， 能对分子结构提 2 供较多的、特征性的信息。除单原子分子和同核双原子分子（例如 He，Ne、O ， N2 等）之外，几乎所有的有机化合物在红外光区均有吸收；并