远红外区： 50~500μm
200-20
纯转动光谱
T~λ曲线 →前密后疏
σ(cm1) 104
(m)
T ~σ曲线 →前疏后密
三、IR与UV的区别
IR
UV
起源 分子振动能级伴随转动能级跃迁 分子外层价电子能级跃迁
适用 所有红外吸收的有机化合物
具n-π*跃迁有机化合物 具π-π*跃迁有机化合物
陈定一主编
分析仪器
张达英主编
第一节 概述 一、定义 二、红外光谱的表示方法 三、红外光谱与紫外吸收光谱的区别
一、定义:
UV— 分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）
IR — 分子振动和转动能级的跃迁 （振转光谱）
红外吸收光谱法：利用红外吸收光谱进行定性、 定量及测定分子结构的方法，称为红外吸收光谱法 或红外光谱法。
特征性 特征性强
简单、特征性不强
醋λ 酸ma可x=的23松8±（1Cnm23H30O6) 醋λ 酸ma泼x=尼23松8±1(Cnm23H28O6)
E 1% 1c m

390
E 1% 1c m

385
第二节 红外吸收光谱法基本原理
红外吸收光谱法—研究物质结构与红外光谱之间关系。 红外光谱—由吸收峰位置和吸收峰强度共同描述。
2．振动光谱
双原子分子A-B→近似看作谐振子。 两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动。
简谐振动位能
U

1 2
K (r

re
)2
r 原子间实际距离 re 原子间平衡距离 K 化学键力常数（N / cm）
当r re U 0 当r re或r re U 0
双原子振动过程位能的变化
（二）弯曲振动δ （变形振动，变角振动）： 指键角发生周期性变化、而键长不变的振动
1．面内弯曲振动β： 弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内
1）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭
AX 2型分子
CH2 ~ 1465 20cm1
2）面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动
AX 2型分子
CH2 ~ 720cm1
以折合原子量
m m1m2 m1 m2
代替μ
1307 k
m 注：k ↑ ↑ m´↓ ↑
同类原子组成的化学键力常数越大，则基频 峰的频率越高；
不同原子组成的化学键，振动频率取决于力 常数和折合质量中影响较大的因素。
二、振动形式（多原子分子） （一）伸缩振动ν
指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动
续第二节
基本振动频率
1 K 2 m
υ：谐振子的振动频率 K：弹簧的力常数 m：小球质量

c
1 K 2c m
以折合质量
m1m2
m1 m2
来代替m，
用化学键的力常数k代替K ，则：
1 2c
k

化学键的力常数k就等于将两个原子由平衡位置伸长
0.1nm时所需的恢复力。
— (CH2 )n — n 4
续前
2．面外弯曲γ：弯曲振动垂直几个原子构成的平面 1）面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动
AX 2型分子
CH2 ~ 1300cm1
2）蜷曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的 振动
AX 2型分子
CH2 ~ 1250cm1
续前
3、变形振动：
1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时 变大
第十三章 红外分光光度法
第一节 概述
一、定义 二、红外光谱的表示方法 三、红外光谱与紫外吸收光谱的区别
第二节 基本原理
一、红外光谱的产生 二、振动形式 三、振动自由度 四、基频峰与泛频峰
五、特征峰与相关峰 六、吸收峰峰位 七、吸收峰峰数 八、吸收峰强度
第三节 影响谱带位置的因素
一、内部因素 二、外部因素
一、红外吸收光谱的产生 二、振动形式 三、振动的自由度 四、基频峰与泛频峰
五、特征峰与相关峰 六、吸收峰峰位 七、吸收峰峰数 八、吸收峰强度
一、红外吸收光谱的产生
1．振动能级
E振 0.05 ~ 1.0eV E转 0.0001 ~ 0.05eV
E E振 E转 红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生 分子的振动能级差远大于转动能级差 分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁
二、红外光谱的表示方法
1. 红外光区的划分
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的 电磁波。
区域

波长 （λ μ m) 波数（υ cm-1) 能级跃迁类型
近红外区： 0.76~2.5μm
13158-4000
-OH和-NH倍频吸收区
中红外区： 2.5~50μm
4000-200
振动、伴随转动光谱
1．对称伸缩振动：νs键长沿键轴方向的运动同时发生
AX 2型分子
AX 3型分子
s CH 2
~ 2850cm1
s CH 3
~
2870cm1
2．反称伸缩振动：νas键长沿键轴方向的运动交替发生
AX 2型分子
AX 3型分子
as CH 2
~
2925cm1
as CH 3
~
2960cm1
续前
d
e f
d′ e′ f′
分子振动总能量 EV U T
U 位能 T 动能
当 r re U 0 ，EV T
当（r re）最大 T 0 ，EV U
分子振动总能量
EV
（V

1） h
2
分子振动频率
V 分子振动量子数
V 0 ，1 ，2 ，3
第四节 红外光谱仪 第五节 红外光谱与分子结构的关系
一、特征区与指纹区 二、红外光谱的九个重要区段 三、典型光谱
第六节 红外光谱在中药研究中的应用
一、定性分析 二、纯度检查 三、定量分析 四、图谱解析
参考书：
有机化合物波谱分析 姚新生主编
分析化学 （全国高等学校教材） 李发美主编
分析化学
AX 3型分子
s CH 3
~ 1375cm1
2）不对称的变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不
同时变大或减小
AX 3型分子
as 0， E振 1/ 2hν
光子照射能量 EL h L
分子振动能级差hL E振 (V 2 1/ 2)h (V 1 1/ 2)h V h
即 L V
产生红外光谱前提 E振 EL
L 红外光的照射频率 分子的振动频率