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SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院第五章红外吸收光谱法

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。电子由于受到光、热、电的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。由于分子内部运动所牵涉到的能级变化比较复杂，分子吸收光谱也就比较复杂。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院一红外光区的划分基频吸收带辐射→分子振动和转动能级跃迁→红外光谱

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院二红外光谱法的特点研究对象：振动中伴随有偶极矩变化的化合物定性及有机化合物结构鉴定：分子的特征吸收定量分析：特征峰强度

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院在分子内部除了电子运动状态之外，还有核间的相对运动，即核的振动和分子绕重心的转动。而振动能和转动能，按量子力学计算是不连续的，即具有量子化的性质。所以，一个分子吸收了外来辐射之后，它的能量变化△E为其振动能变化△E、转动能变化△E以及电子运vr动能量变化△E的总和。e

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院分子的振动能级变化△E大约比电子运动能量v变化△E小10倍，一般在0·05～leV之间。如果分e子的振动能级变化△E为0·leV，即为5eV的电子v能级间隔的2%。因此在发生电子能级之间跃迁的同时，必然会发生振动能级之间的跃迁，得到一系列的谱线，相互波长的间隔是250nm×2%=5nm，而不是250nm单一的谱线。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院分子的转动能级变化△E大约比分子的振动能r级变化△E小10倍或100倍，一般小于0·05eV。假v设分子的转动能级变化△E为0.005ev，则为5eV的r电子能级间隔的0·1%。当发生电子能级和振动能级之间的跃迁时，必然会发生转动能级之间的跃迁。由于得到的谱线彼此间的波长间隔只有250nm×0·1%=0·25nm，如此小的间隔使它们连在一起，呈现带状，称为带状光谱。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院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，这种光谱称为红外吸收光谱。红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院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。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院一、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（25~1000μm）。近红外光区的吸收带（0.75~2.5μm）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。

SchoolofChemicalEngineering,HFUT合肥工业大学化工学院中红外光区吸收带（2.5~25μm）是绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动能级（?=0）跃迁至第一振动激发态（?=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰）。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。同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法。远红外光区吸收带（25~1000μm）是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体