1、武汉理工大学资环学院 管俊芳 1 第四部分 红外光谱分析 激光拉曼光谱分析武汉理工大学资环学院 管俊芳 2 第一章红外光谱 红外拉曼 1 概述 2 红外光区的划分 3 红外吸收产生的原理 4 红外分析方法 5 典型红外图谱武汉理工大学资环学院 管俊芳 3 1 概述（1 ） 红外拉曼 红外光谱 属于分子振动光谱 。 当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并使得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长关系的曲线，即为红外光谱，所以又称之为 红外吸收光谱。武汉理工大学资环学院 管俊芳 4 1 概述（2 ） 红外拉曼 红外光谱英文为 Infrared Sp
2、ectrometry (IR) 样品吸收红外辐射的主要原因是： 分子中的化学键 因此, IR 可用于鉴别化合物中的化学键类型，可对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质，也适用于非晶质物质。武汉理工大学资环学院 管俊芳 5 2 红外光区的划分（1 ） 红外拉曼 红外光区介于可见光与微波之间，波长范围约为0.76-1000m，为了便于描述，引入一个新的概念波数(wave number) 。 波数： ，波长的倒数，每厘米的波长个数， 单位cm 1 1/ （cm）10 4 / （m）武汉理工大学资环学院 管俊芳 6 2 红外光区的划分（2 ） 红外拉曼 近红外：0.762.5 m ，13158 400
3、0cm -1 主要为OH ，NH ，CH的倍频吸收 中红外：2.5 25m ，4000 400cm -1 主要为分子振动，伴随振动吸收 远红外：251000 m，40010cm -1 主要为分子的转动吸收 其中，中红外区是研究的最多、最深的区域，一般所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。武汉理工大学资环学院 管俊芳 7 3 红外吸收产生的原理（1 ） 红外拉曼 红外光的能量 ： 与一般的电磁波一样，红外光亦具有波粒二像性：既是一种振动波，又是一种高速运动的粒子流。 其波长表示为波数的形式 1/ （cm）10 4 / （ m） 所具有的能量为： E hc/ hc 红外光所具有的能量正好相当
4、于分子（化学键）的不同能量状态之间的能量差异。因此才会发生对红外光的吸收效应。武汉理工大学资环学院 管俊芳 8 3 红外吸收产生的原理（2 ） 红外拉曼武汉理工大学资环学院 管俊芳 9 3 红外吸收产生的原理（3 ） 红外拉曼 分子的振动所需的能量远大于分子的转动所需的能量，因此对应的红外吸收频率也有差异： 远红外区： 波长长，能量低，对应分子的转动吸收 中红外区： 波长短，能量高，对应分子的振动吸收 近红外区： 能量更高，对应分子的倍频吸收（从基态第二或第三振动态）武汉理工大学资环学院 管俊芳 10 3 红外吸收产生的原理（4 ） 红外拉曼 分子振动的类型 A ）伸缩振动 分子沿成键的键轴方向振动，键的长度发生伸、缩 变化。分对称伸缩 s和不对称伸缩 sa 。武汉理工大学资环学院 管俊芳 11 3 红外吸收产生的原理（5 ） 红外拉曼 一些化学键的伸缩振动对应的红外波数 键分 子波 数 cm 1 H-F HF 3958 H-Cl HCl 2885 H-Br HBr 2559 H-O H2O( 结构水) （羟基）3640 H-O H2O( 结晶水) 3200-3250 C-C 单键1195 双键1685 三键2070
