近红外(泛频） (0.75~2.5 m)
中红外(振动区) (2.5~25 m)
远红外(转动区) (25-1000 m)
分区及波长范围
倍频 分子振动转动 （常用区）
分子转动 跃迁类型
常见术语
• 基频峰、倍频峰、合频峰、热峰 • 基频峰是分子吸收光子后从一个能级跃迁到相
邻的高一能级产生的吸收。V =0 V=1 • 倍频峰(2)是分子吸收比原有能量大一倍的光
• 一种以巨大速度通过空间，不需要以任何物质 作为传播媒介的能量形式，称为电磁波。
• 在整个电磁辐射范围内，按波长或频率的大小 顺序排列起来，即为电磁波谱
（ γ射线和X射线都是电磁波，但频率不同， γ射线波长比X射线短，能量比X射线高。α射 线和β射线不是电磁波，前者是氦的原子核， 带2个正电；后者是高速的电子，带 1个负电。 阴极射线和β射线的性质相同。）
光谱区与能量相关图
光谱分析法及其分类
光谱分析法可分为光谱法和非 光谱法两大类。
光谱法是基于物质与辐射能作 用时，测量由物质内部发生量子化 的能级之间的跃迁而产生的发射、 吸收或散射辐射的波长和强度进行 分析的方法。
非光谱法
非光谱法是基于物质与辐射相互作用时， 测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、 衍射、偏振等变化的分析方法。
IR光谱得到的结构信息
• IR光谱表示法： 横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm） 纵坐标常用百分透过率T%表示
• 从谱图可得信息： 1） 吸收峰的位置（吸收频率）； 2） 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示； 3 ） 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)。
产生红外吸收的条件
分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件：
条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。
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根据量子力学原理，分子振动能量E振 是量子化的，
即
E振=（V+1/2）h
为分子振动频率，V为振动量子数，其值取 0，1，2，…
分子中不同振动能级差为
E振= Vh 等 子也，从就即基是态a说=（，VV吸=0时收），光跃才子迁可的到能能第发量一生（激振h发转a态）跃（要迁V与=。1该）例能，如量此当差时分相 V=1，即a=
子之后，跃迁两个以上能级产生的吸收峰，出 现在基频峰波数n倍处。2 为弱吸收。 • 合频峰是在两个以上基频峰波数之和(组频 1+ 2)或差(1 - 2）处出现的吸收峰。合频峰 均为弱峰。
• 热峰来源于跃迁时低能级不是基态的一些吸收 峰。
红外吸收强度及其表示符号
摩尔消光系数（ε）
强度
符号
＞200
很强
双原子分子能级跃迁示意图
T(%)
红外光谱的表示方法
红外光谱以T~或T~ 来表示，上图为苯酚的红外光谱。
频率与波数的关系
红外区的频率常用波数ν表示，波数的单
位是cm-1，标准红外谱图标有频率和波长 两种刻度。波长和波数的关系是：
（cm1）
104
（m）
红外光区划分
红外光谱 (0.75~1000m)
7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。
振动自由度和峰数
含n个原子的分子，自由度为： 线性分子有 3n-5 个 非线性分子有 3n-6 个
理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰，实际上IR光 谱中的峰数少于基本振动自由度，原因是： 1） 振动过程中，伴随有偶极矩的振动才能产生吸收峰； 2） 频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（峰重叠）； 3） 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰； 4） 有些峰落在中红外区之外； 5 ） 吸收峰太弱，检测不出来。
主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。
红外光区划分
红外光谱 (0.75~1000m)
近红外(泛频） (0.75~2.5 m)
中红外(振动区) (2.5~25 m)
远红外(转动区) (25-1000 m)
分区及波长范围
倍频 分子振动转动 （常用区）
分子转动 跃迁类型
光谱区与能量相关图
红外光谱
红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样 品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一 些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化， 使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的
透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，
即红外光谱。
连续 h (I 0 ) M 分 子 振 跃 动 M 迁 转 * 动 I t
光谱分析法原子光 谱红外光谱拉曼光
谱法
光谱分析法及其分类
光谱分析法是基于检测能量（电磁辐 射）作用于待测物质后产生的辐射信号 或所引起的变化的分析方法。
这些电磁辐射包括从射线到无线电波 的所有电磁波谱范围。电磁辐射与物质 相互作用的方式有发射、吸收、反射、 折射、散射、干涉、衍射、偏振等。
什么叫电磁波？
属于这类分析方法的有原子发射 光谱法（AES）、原子吸收光谱法 （AAS），原子荧光光谱法（AFS）以 及X射线荧光光谱法（XFS）等。
分子光谱分析法
分子光谱法是由 分子中电子能 级、振动和转动能级 的变化产生的， 表现形式为带光谱。
属于这类分析方法的有紫外-可 见分光光度法（UV-Vis），红外光 谱法（IR），分子荧光光谱法（MFS） 和分子磷光光谱法（MPS）等。
非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，电 磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性 质。
属于这类分析方法的有折射法、偏振法、 光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二向 色性法等。
原子光谱分析法
光谱法可分为原子光谱法和分子 光谱法。
原子光谱法是由原子外层或内层 电子能级的变化产生的，它的表现形 式为线光谱。
VS
75~200
强
S
25~75
中等
M
5~25
弱
W
0~5
很弱
VW
红外光谱特点
1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有
机物均有红外吸收；
3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰
数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）定量分析； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）分析速度快。