～ 6.0×1012
200~10 6.0×1012 骨架振动
～ 3.0×1011 转动
4000~670 1.2×1014
～ 2.0×1013
绝大多数有机物和无机离子 的化学键基频吸收都出现在中红 外区。通常说的红外光谱实指中 红外光谱区。
一、红外光谱的表示方法（对称振转光谱）
λ（μm）微米 , 10-6m. 2.5～50 中红外
y
3个平动自由度
X
转动：非线性：3个转动自由度 线 性：2个转动自由度，键轴为轴的转 动原子的位置没有改变。不形成 转动的自由度。
所以 非线性分子的振动自由度＝3N-3-3=3N-6 线性分子的振动自由度＝3N-3-2=3N-5
如H2O的振动自由度等于 3×3－6＝3
图6~5：水的红外光谱图
3.分子振动方程
表6-1红外光谱区
区域 λ(μm)
σ(cm-1 ) ν (Hz) Nhomakorabea能级跃迁类型
近红外 中红外 远红外 最常用
0.75～2.5 2.5~50 50～1000 2.5～15
13000 ~4000
4.0×1014
OH NH及CH键
～ 1.2×1014 倍频吸收区
4000~200 1.2×1014 振动,转动
2）变形振动：键长不变，键角改变的 振动称为变形振动，又称变角振动。 a：面内变形振动 b：面外变形振动
图6~3
图：6~4亚甲基的各种振动形式
2.分子振动的自由度
N个原子组成分子。
有3N个独立运动＝平动数＋振动数＋转动数
N个原子中每个原子都能向X，Y，Z三
个坐标方向独立运动。
Z
即N个原子有3N个独立运动。
如HCl V＝8.658×1013s-1 VL＝8.658×1013s-1 σ＝ 2886 cm-1
(HCl基频峰的峰位为2886cm-1，HCl分子 的振动频率为2886cm-1）
（2）倍频峰：
在红外吸收光谱上除基频峰外，还 有振动能级由基态（υ =0），跃迁至第 二振动激发态（υ＝2），第三振动激发 态（ υ＝3）…..等等，所产生的吸收峰。 这些吸收峰称为倍频峰。
1 k 1303 k
2c
k 化学键力常数 μ分子折合质量
例： 计算HCl伸缩振动所产生的基频吸收峰的频率 解 已知键力常数k (H-C1)=5.1N/cm
Hcl 1303
5.1 1 35.5
2984 cm1
1 35.5
而实测HCl的振动频率为2885.9cm-1，基本接近。
4.基频峰数目减少的原因 (1)△μ=0
υ：振动量子数 υ＝0.1.2.3……..
ν: 振动频率
室温下 u＝0 E(u=0)=1/2h v △E振动＝Eu－E(u=0) ＝ △u•hv
（振动能级差）
光子能量为：
E＝hvL＝ △E振 vL＝ △u • ν
1.产生红外吸收的第一个条件
只有当红外辐射频率等于振动量子数
的差值与分子振动频率的乘积时，分子 才能吸收红外辐射，产生红外吸收光谱。
很弱，不易辨认。
倍频峰，合频峰，差频峰通称泛频峰，分
子振动并不是严格的简谐振动。
2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动，转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0
图6～2：偶极子在交变电场中的作用示意图
（1）红外活性
分子振动引起偶极矩的变化，从而产生红外 吸收的性质，称为红外活性。其分子称为红 外活性分子。相关的振动称为红外活性振动。 如H2O ，HCl ，CO为红外活性分子。 （2）非红外活性
第六章 红外吸收光谱法
（Infrared absorptiun spectroscopy IR)
红外吸收光谱又称红外分光光 度法。它是利用物质对红外电磁 辐射的选择性吸收特性来进行结 构分析、定性和定量分析的一种 分析方法。
§6.1基本原理
红外光区的划分： 红外光谱在可见光区和微波
光区之间，其波长范围约0.75～ 1000μm。习惯上将红外光区划分 为三个区域。
即 νL ＝ △υ × v
红外辐射频率
振动量数差值 分子振动频率
(1)基频峰 υ0＝0 υ ＝1 △υ=1
所产生的 吸收峰。 即 分子吸收红外辐射后，由基态振动能
级（υ＝0 ）跃迁至第一振动激发态
(υ＝1)所产生的吸收峰称为基频峰。 因为 △υ ＝1时 υ L＝ν
红外辐射频率 分子振动频率
所以基频峰的峰位（ νL）等于分子的振动 频率ν.
a.4000～1300cm-1官能团区 k →大， 强 度大，峰宽度大。
b.1300~600cm-1指纹区(弯曲振动)定性分 析主要用指纹区，对结构改变比较敏感。
(2)o=c=o (3)仪器分辨率低
对一些频率很近的吸收峰分不开，一些 弱峰仪器灵敏度低，未捡出。 (4)波长超过了仪器的可测范围。 如 CO2只有两个峰。
图6-6二氧化碳的红外光谱图
四.基团频率和基团频率位移
1.基团频率：同一类的基团（化学键）都 有其特定的红外吸收，它产生吸收峰的 位置就称为基团频率。也称为特征吸收 频率。对应的吸收峰叫特征吸收峰。
ν（Hz）频率 ， 1.2×1014
波数σ＝1/λ（cm）＝ν/c＝104/λ (μm),
1cm=104μm
常用σ表示,
原因：(1)数量极小
(2)与频率V成正比
σ∝ν
红外光谱图表示法。
σ(cm-1) 图：6～1
二.红外吸收光谱产生的条件
A-B分子 获得红外辐射hνL发生：
Eυ＝（υ＋1/2）hν
若△μ＝0，分子振动和转动时，不引起 偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红 外活性。其分子称为红外非活性分子。如
非H活2 ，性O振2 ，动N。2 ，Cl2….相应的振动称为红外
三.分子振动形式
1.分子振动类型 1)伸缩振动：键长改变而键角不变的
振动称为伸缩振动。 a 对称伸缩振动：同时伸长，同时缩短 的振动。 b 不对称伸缩振动：两个键一个伸长， 一个缩短的振动。
二倍频峰：
υ0→2 νL=△u·v＝(2－0) ·v ＝2 v 三倍频峰:
υ0→3 νL =△ u·v =(3-0) ·v =3v
在倍频峰中，二倍频峰还比较强，三倍 频峰以上。因跃迁的几率很小。一般都 很弱，常常观测不到。
4000～400cm-1间主要测基频峰，既使有 倍频峰也很弱。
还有 合频峰（v1＋v2 , 2 v1 ＋ v2 ….) 差频峰（ v1 - v2 , 2v1 -v2 …….）