第六章红外吸收光谱分析

1、1第六章第六章 红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析Infrared Absorption Spectrometry, IR 当红外光照射时，物质当红外光照射时，物质的分子将吸收红外辐射，引的分子将吸收红外辐射，引起起分子的振动和转动能级间分子的振动和转动能级间的跃迁所产生的分子吸收光的跃迁所产生的分子吸收光谱，谱，称为红外吸收光谱或振称为红外吸收光谱或振动动- -转动光谱。转动光谱。6-1 红外吸收光谱分析概述红外吸收光谱分析概述2两方面两方面的应用的应用分子结构基础分子结构基础研究研究化学组成分析化学组成分析测定分子的键长、键角，测定分子的键长、键角，以此推断分子的立体构以此推断分子的立体构型

2、型根据光谱中吸收峰的位置根据光谱中吸收峰的位置和形状推断未知物结构；和形状推断未知物结构；依照特征吸收峰的强度测依照特征吸收峰的强度测定混合物中各组分的含量定混合物中各组分的含量特点：特点： 快速、灵敏度高、检测试样用量少，可分快速、灵敏度高、检测试样用量少，可分析各种状态的试样析各种状态的试样3红外光谱区红外光谱区 分子振动能级间跃迁需要的能量小，一般在分子振动能级间跃迁需要的能量小，一般在0.025-1eV0.025-1eV间。间。 波长范围：波长范围：0.75m1000m。 红外光谱区在可见光区与微波区之间。红外光谱区在可见光区与微波区之间。4应用最广泛为中红外光谱。应用最广泛为中红外光

3、谱。5 红外区的光谱除了用波长红外区的光谱除了用波长 表征外，更常用波数（表征外，更常用波数（wave number ) 表征。波数是波长的倒数，表示每厘米长光波表征。波数是波长的倒数，表示每厘米长光波总波的数目。若波长以总波的数目。若波长以 m为单位，波数的单位为为单位，波数的单位为cm-1，则，则波长与波数的关系为：波长与波数的关系为：mcmcm/10/1/41所有的标准红外线光谱图中都标有波数和波长两种刻度。所有的标准红外线光谱图中都标有波数和波长两种刻度。6 红外光谱是分子的振动和转动光谱，是许多条相隔很红外光谱是分子的振动和转动光谱，是许多条相隔很近的谱线组成的吸收谱带。近的谱线组成

4、的吸收谱带。红外光谱图红外光谱图与紫外与紫外可见光谱比较：可见光谱比较： 红外光谱吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。红外光谱吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。76-2 红外光谱法基本原理红外光谱法基本原理 (1)红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，即只有当红外光的频率与分子某种振动要的能量，即只有当红外光的频率与分子某种振动方式的频率相同时，红外光的能量才能被吸收。方式的频率相同时，红外光的能量才能被吸收。 (2)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。即只有使分子偶极矩发生变化的振动方式

5、，才会吸即只有使分子偶极矩发生变化的振动方式，才会吸收特定频率的红外辐射。收特定频率的红外辐射。一、产生条件一、产生条件8偶极矩的概念：偶极矩的概念：HClHCld+q-qH2OOHH+q+q-q+d 对整个分子而言，是呈电中对整个分子而言，是呈电中性的；但由于构成分子的各个性的；但由于构成分子的各个原子因价电子得失的难易而表原子因价电子得失的难易而表现出不同的电负性，分子也因现出不同的电负性，分子也因此而显示不同的极性。通常用此而显示不同的极性。通常用偶极矩偶极矩 来表示。来表示。dq9红外活性与红外非活性：红外活性与红外非活性： 在红外线吸收光谱中，并不是所有的振动都会产生在红外线吸收光谱

6、中，并不是所有的振动都会产生红外线吸收。只有发生偶极矩变化的振动才有能引起红外线吸收。只有发生偶极矩变化的振动才有能引起可观测的红外线吸收带，称之为红外活性（可观测的红外线吸收带，称之为红外活性（infrared active) ；反之则为红外非活性（；反之则为红外非活性（infrared inactive)。10二、二、 分子振动方程式分子振动方程式11双原子分子可以看成是谐振子，根据经典力学(胡克定律)，可导出如下公式：12kv11 3 0 32kkvc为振动频率为振动频率(Hz)(Hz)， 用波数表示用波数表示(cm(cm-1-1) )；k为力常为力常数，表示每单位位移的弹簧恢复力数，表

7、示每单位位移的弹簧恢复力(dyn(dyn cmcm-1-1) )；为折合质量为折合质量(g)(g)。 2121mmmmv12表表151 某些化学键的力常数某些化学键的力常数 化 学 键 键 长(A) k(Ncm1)CC CC CC CH OH NH CO1.54 1.34 1.20 1.09 0.96 1.00 1.22 4.5 9.6 15.6 5.1 7.7 6.4 12.1利用以上原理，可以计算化学键的伸缩振动频率。利用以上原理，可以计算化学键的伸缩振动频率。1dyn=10-5N 可见，影响基本振动频率可见，影响基本振动频率(即基频峰位置即基频峰位置)的直接原因是原的直接原因是原子质量和

8、化学键力常数。子质量和化学键力常数。1323231014. 11002. 61161216125123112.1 101303172721.1410kvcmc例1 求CO健的伸缩振动频率。解： 实验中观察到的实验中观察到的CO伸缩振动频率都在伸缩振动频率都在1700cm1附近。附近。 值得注意的是：在弹簧和小球的体系中，其能量变化是值得注意的是：在弹簧和小球的体系中，其能量变化是连续的，而真实分子的振动能量变化是量子化的。连续的，而真实分子的振动能量变化是量子化的。14三、三、 分子振动的形式分子振动的形式（一）（一）分子的振动自由度分子的振动自由度 每个原子在空间的位置必须有三个坐标来确定，

9、则由每个原子在空间的位置必须有三个坐标来确定，则由N个原子组成的分子就有了个原子组成的分子就有了3N个坐标，或称为有个坐标，或称为有3N个运个运动自由度。分子本身作为一个整体，有三个平动自由度动自由度。分子本身作为一个整体，有三个平动自由度和三个转动自由度。和三个转动自由度。 15直线型分子的振动形式：直线型分子的振动形式：3N - 5非直线型分子的振动形式：非直线型分子的振动形式：3N -616 a.直线型分子直线型分子：3N-5如CO2（二）分子的振动形式（二）分子的振动形式17b. 非线形分子：非线形分子： 3N 6如H2O18分子的振动形式：分子的振动形式：振动振动形式形式伸缩振动伸缩

10、振动变形或弯变形或弯曲振动曲振动对称伸缩振动对称伸缩振动反对称伸缩振动反对称伸缩振动面内变面内变形振动形振动面外变面外变形振动形振动剪式振动剪式振动面内摇摆振动面内摇摆振动面外摇摆振动面外摇摆振动扭曲变形振动扭曲变形振动化学键两端的原子沿键轴方向作来回周期运动化学键两端的原子沿键轴方向作来回周期运动化学键角发生周期性变化学键角发生周期性变化的振动化的振动高频区高频区低频区低频区1920分子振动形式与红外吸收分子振动形式与红外吸收 实际观察到的红外吸收峰的数目，往往少于振动形实际观察到的红外吸收峰的数目，往往少于振动形式的数目，减少的原因主要有：式的数目，减少的原因主要有：(1) 不产生偶极矩变

11、化的振动不产生偶极矩变化的振动COO(2) 简并简并 OOCOOC+_+(3) 振动吸收的能量太小振动吸收的能量太小21 分子振动时偶极矩的变化，不仅决定分子能否吸收红外分子振动时偶极矩的变化，不仅决定分子能否吸收红外线光，而且还关系到吸收峰的强度。根据量子理论，红外光线光，而且还关系到吸收峰的强度。根据量子理论，红外光谱的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。谱的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。红外光谱红外光谱的吸收强度通常定性地用的吸收强度通常定性地用vs（很强），（很强），s（强），（强），m（中（中等），等），w（弱），（弱），vw（极弱）等来表示。（极弱）等来表示。（三）红

12、外光谱的吸收强度（三）红外光谱的吸收强度22 同一类型的化学键的振动频率是非常接近的，同一类型的化学键的振动频率是非常接近的，总是出现在某一范围内。这种与一定的结构单元总是出现在某一范围内。这种与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团频率。但它们又有差相联系的振动频率称为基团频率。但它们又有差别，因为同一类型的基团在不同的物质中所处的别，因为同一类型的基团在不同的物质中所处的环境各不相同，而这种差别又能反映出结构上的环境各不相同，而这种差别又能反映出结构上的特点。特点。6-3 基团频率与分子结构的关系基团频率与分子结构的关系23一、一、基团频率区与指纹区基团频率区与指纹区 1.基团频率基团频率

13、区（区（ 40001300cm-1） 某些化学基团的吸收频率总是出现在一某些化学基团的吸收频率总是出现在一个较窄的范围内。这类频率称为基团特征振个较窄的范围内。这类频率称为基团特征振动频率，简称基团频率。动频率，简称基团频率。( (位置、强度、峰形位置、强度、峰形) )它们可用作鉴别官能团的依据。它们可用作鉴别官能团的依据。例如，羰基总是在例如，羰基总是在18701650cm1间，出现强吸收峰间，出现强吸收峰. .242 .指纹区（指纹区（1300700cm-1以下）以下）如：可用来鉴别烯烃的取代程度、提供化合物的顺反构型如：可用来鉴别烯烃的取代程度、提供化合物的顺反构型信息，确定苯环的取代基

14、类型等。信息，确定苯环的取代基类型等。弯曲振动区弯曲振动区25表表15.7为部分重要官能团的红外吸收带的位置为部分重要官能团的红外吸收带的位置第一峰区（第一峰区（37002500）X-H的伸缩振动吸收的伸缩振动吸收第二峰区（第二峰区（25001900）叁）叁键、累积双键伸缩振动吸收键、累积双键伸缩振动吸收第三峰区（第三峰区（19001300）第四峰区（第四峰区（1500600） 26(一一) 烷烃烷烃C_HC_HC_H1、 30002800cm-12、 （面内）（面内）14751300cm-13、 （面外）（面外）740720cm-1（CH2）n当当 n4时：时： 在在740720cm-1会产

15、生吸收峰。会产生吸收峰。二、典型有机化合物的红外光谱主要特征二、典型有机化合物的红外光谱主要特征 27正辛烷的红外光谱图正辛烷的红外光谱图28异丙基和叔丁基异丙基和叔丁基在在1375cm-1处的处的裂分情况：裂分情况：29(二二) 烯烃烯烃 C-H=31001.C= C1680-16202.=C -H3.（面外）（面外）990和和910两个峰两个峰890970301. =CH的伸缩振动2. C =C的伸缩振动3. -C =CH的面外弯曲H H4. 915cm-1的倍频峰1辛烯的红外光谱图辛烯的红外光谱图碳氢键的面外弯曲碳氢键的面外弯曲1000cm-1、915cm-1证明是末端烯烃证明是末端烯烃

16、312431顺顺,反反-2-辛烯的红外光谱辛烯的红外光谱323.3.炔炔 烃烃CH伸伸缩振动缩振动3300 C CH H弯曲振动弯曲振动642615 CC伸缩振动伸缩振动末端炔键末端炔键21402100中间炔键中间炔键226021903334400036003200280024002000160012008004000102030405060708090100T%cm-1CH2n35(四四) 芳烃（苯及其衍生物）芳烃（苯及其衍生物）-H1. 3010cm-12.1600cm-1 1580cm-11500cm-1 1450cm-1-H3.3637770 730cm 1 710 690cm 1为一

17、取代苯为一取代苯甲苯的红外光谱甲苯的红外光谱38邻二甲苯的红外光谱邻二甲苯的红外光谱770 735cm -1为邻二甲苯为邻二甲苯39810 750cm 1 710 690cm 1 为间二甲苯为间二甲苯间二甲苯的红外光谱间二甲苯的红外光谱40对二甲苯的红外光谱对二甲苯的红外光谱833 810cm -1为对二甲苯为对二甲苯41(五五) 醇和酚醇和酚O-H1.游离羟基吸收峰：游离羟基吸收峰： 3650-3600cm-1 （ 高而尖）高而尖）氢键缔合吸收峰：氢键缔合吸收峰： 3500-3200cm-1 （ 低而宽）低而宽）C-O2.1300 1100cm-142OH伸缩振动伸缩振动3300附附近，近，

18、吸收带强而宽。吸收带强而宽。CO伸缩振动伸缩振动12601000 强度大，伯醇强度大，伯醇1050 、仲醇、仲醇1100、叔醇叔醇1150 酚酚1200 ，且强而宽，且强而宽O-H弯曲振弯曲振动动1350。43（六）醚（六）醚芳基烷基醚芳基烷基醚12801220及及11001050 两个强吸收带，前者强度两个强吸收带，前者强度更大。更大。醚的特征吸收带就是醚的特征吸收带就是 COC伸缩振动伸缩振动饱和脂肪醚饱和脂肪醚1125（强）（强） 附近附近若若碳上带有侧链，在碳上带有侧链，在11701070 区出现双带。区出现双带。44饱和脂肪醚饱和脂肪醚1125（强）（强） 附近附近CO伸缩振动伸缩振

19、动伯醇伯醇105045（七）酮和醛（七）酮和醛CO伸缩振动伸缩振动1700吸收强度大吸收强度大利用它们可将醛类与其它羰基化利用它们可将醛类与其它羰基化合物区别开来，但前者易与亚甲合物区别开来，但前者易与亚甲基的基的CH伸缩振动带重叠。伸缩振动带重叠。醛类在醛类在2830和和2720 两个吸收带两个吸收带4647（八）酸（八）酸OH伸缩振动伸缩振动3000 强而宽强而宽CO伸缩振动伸缩振动1700附近附近CO伸缩振伸缩振动动1250附近附近OH弯曲弯曲振振动动1440-139548COC伸缩振动伸缩振动13001000有两个吸收带，但易于与此区有两个吸收带，但易于与此区间内的醇、酸、醚中的间内的

20、醇、酸、醚中的CO伸缩振动带混淆。伸缩振动带混淆。（九）酯（九）酯CO伸缩振动伸缩振动1700附近附近酯带，强度大酯带，强度大于于C=O伸缩振伸缩振动峰，较宽动峰，较宽4950NH弯曲振动弯曲振动两个两个 16401560 ，900-650伯胺：宽强，伯胺：宽强， 中等中等脂肪仲胺；弱，弱脂肪仲胺；弱，弱芳香仲胺：被芳环掩盖芳香仲胺：被芳环掩盖NH伸缩伸缩振动振动3400C-N伸缩振动伸缩振动脂肪胺类脂肪胺类1230-1030m芳香胺类芳香胺类1360-1250s 1280-1180m胺类胺类51（十）酰胺（十）酰胺NH面内面内弯曲振动弯曲振动又称：酰胺又称：酰胺IIII带带伯酰胺伯酰胺160

21、01640仲酰胺仲酰胺1600以下以下NH伸缩振动伸缩振动酰胺酰胺3300左右左右NH面外弯曲振动面外弯曲振动伯酰胺伯酰胺875750仲酰胺仲酰胺750650C=O伸缩振伸缩振动：酰胺动：酰胺I带带52（1）不饱和度的计算）不饱和度的计算:43111()2Unnn 式中式中 n1 、n3和和n4分别为分别为分子中一价、三价和四价原分子中一价、三价和四价原子的数目，子的数目，不饱和度为不饱和度为 键数和环数之和。键数和环数之和。（十一）图谱的解析（十一）图谱的解析 （2） 识别基团频率区和指纹区识别基团频率区和指纹区先简单后复杂，先基先简单后复杂，先基团频率区后指纹区，先强峰后弱峰，先初查后细查

22、，先否团频率区后指纹区，先强峰后弱峰，先初查后细查，先否定后肯定。定后肯定。532CHCCH OH54HOClClCH2CCH2CH3O某化合物其红外光谱图如下，试推测该化合物是：某化合物其红外光谱图如下，试推测该化合物是： 还是还是 ？为什么？为什么55下图为乙酸烯丙酯下图为乙酸烯丙酯(CH2=CH-CH2-O-CO-CH3)的的 R谱谱, 指出标有波指出标有波数的吸收峰的归属。数的吸收峰的归属。56三、影响基团频率位移的因素三、影响基团频率位移的因素 外部因素：浓度、温度、溶剂、试样状态、制样外部因素：浓度、温度、溶剂、试样状态、制样方法等方法等 内部因素：电子效应（诱导、共扼效应）、氢键

23、内部因素：电子效应（诱导、共扼效应）、氢键的影响、振动耦合等的影响、振动耦合等57样品的状态样品的状态气态下测得的谱带波数最高，并能观察到伴随振动光谱的转气态下测得的谱带波数最高，并能观察到伴随振动光谱的转动精细结构；在液态和固态下测定的谱带波数相对较低。动精细结构；在液态和固态下测定的谱带波数相对较低。 丙酮在气态时丙酮在气态时 C=O=1742cm-1 液态时液态时 C=O=1718cm-158温度效应温度效应低温下，吸收带尖锐，随温度升高，带宽增加，带数减小低温下，吸收带尖锐，随温度升高，带宽增加，带数减小59氢键的影响氢键的影响1760RCOHOCROOHOHCOR1700氢键的形成使

24、电子云密度平均化，氢键的形成使电子云密度平均化，C=OC=O双键性减少，双键性减少，键力常数减小，键力常数减小，C=OC=O伸缩振动频率下降。伸缩振动频率下降。60分子间氢键受浓度影分子间氢键受浓度影响较大，因此可观测响较大，因此可观测稀释过程峰位置的变稀释过程峰位置的变化，来判断分子间氢化，来判断分子间氢键的形成。键的形成。分子内氢键不受浓度分子内氢键不受浓度影响。影响。61(1)诱导效应诱导效应:指电负性不同的取代基，会通过静电诱导而引指电负性不同的取代基，会通过静电诱导而引起分子中电子分布的变化，从而改变了键力常数，使基起分子中电子分布的变化，从而改变了键力常数，使基团特征频率位移。团特

25、征频率位移。取代原子电负性越大或取代基数目越多，诱导效应越强，向高取代原子电负性越大或取代基数目越多，诱导效应越强，向高频方向移动。频方向移动。电子效应电子效应62 由分子形成大由分子形成大键所引起的效应，称共轭效应键所引起的效应，称共轭效应。(2) 共轭效应共轭效应双键频率向低频移动，单键频率略向高频移动。双键频率向低频移动，单键频率略向高频移动。63（3 3）诱导与共轭共存）诱导与共轭共存双键吸收频率的位移取决于占优势的效应。双键吸收频率的位移取决于占优势的效应。 64振动偶合振动偶合如果两个振子属同一分子的一部分，而且相距很近，一个如果两个振子属同一分子的一部分，而且相距很近，一个振子的

26、振动会影响另一振子的振动，并组合成同相（对称）振子的振动会影响另一振子的振动，并组合成同相（对称）或异相（不对称）两种振动状态，其前者的频率低于原来或异相（不对称）两种振动状态，其前者的频率低于原来振子频率，后者的频率高于原来振子频率，造成原来频带振子频率，后者的频率高于原来振子频率，造成原来频带的分裂。这种现象称为振动偶合。的分裂。这种现象称为振动偶合。 例如羧酸酐例如羧酸酐65二元酸的两个羧基之间只有二元酸的两个羧基之间只有12个碳原子时会出现两个个碳原子时会出现两个C=O吸收峰，这也是振动耦合产生的。吸收峰，这也是振动耦合产生的。66空间效应空间效应: H3CCOHCH3CH31680C

27、H3CH3OCH3CCH3170067O1715O1745O1775环的张力：环的张力：张力越大，振动频率越高张力越大，振动频率越高68例例5：羰基化合物中：羰基化合物中, C=O伸缩振动频率最高者为伸缩振动频率最高者为 ( )(1) RCORCO(2) R FCO(3) R Cl CO(4) R Br269化合物在化合物在13004000cm-1范围的红外光谱图如下范围的红外光谱图如下2222CHCCHCHCHCH OH323OCHCHCHCHC CH2223OCHCHCHCHC CH2222CHCHCHCHCHCHO (a) (b) (c) (d) 706-4 红外光谱仪红外光谱仪 类型：

28、色散型、类型：色散型、FT-IR型型一、色散型红外分光光度计一、色散型红外分光光度计1. 基本构造和工作原理基本构造和工作原理 色散型红外分光光度计的结构同紫外色散型红外分光光度计的结构同紫外可见分光光度可见分光光度计相似（材料与排列顺序不同），主要部件包括光源、计相似（材料与排列顺序不同），主要部件包括光源、样品池、单色器、检测器、放大及记录系统。样品池、单色器、检测器、放大及记录系统。712 .红外分光光度计的主要部件红外分光光度计的主要部件 光源：常用的红外光源有能斯特灯和硅碳棒两种。能斯特灯：寿命较长，稳定性好。价格较贵，操作不便。能斯特灯：寿命较长，稳定性好。价格较贵，操作不便。硅碳

29、棒：使用波长范围宽，发光面大，操作方便、廉价。硅碳棒：使用波长范围宽，发光面大，操作方便、廉价。72样品样品池：池：红外吸收池的窗口材料常由红外吸收池的窗口材料常由NaCl和和KBr等盐等盐的晶体制成，称为盐窗的晶体制成，称为盐窗 。（玻璃、石英不能透过红外光）。（玻璃、石英不能透过红外光）73单色器：由色散元件、准直镜和狭缝构成单色器：由色散元件、准直镜和狭缝构成色散元件：色散元件：棱镜和光栅棱镜和光栅棱镜：棱镜：透光，干燥透光，干燥光栅作色散元件的最大优点是：光栅作色散元件的最大优点是： 不会受水汽的侵蚀；不会受水汽的侵蚀； 使用的波长范围宽使用的波长范围宽采用几块光栅常数不同的光栅采用几

30、块光栅常数不同的光栅1.1.分辨率恒定，改进了对长波部分红外辐射的分离分辨率恒定，改进了对长波部分红外辐射的分离采用采用程序增减狭缝宽度的办法。程序增减狭缝宽度的办法。狭缝：其宽度可控制单色光的纯度和强度狭缝：其宽度可控制单色光的纯度和强度74检测器：检测器：检测器的作用是接收红外辐射并使之转换成电检测器的作用是接收红外辐射并使之转换成电信号。信号。类型：真空热电偶、电阻测热辐射计、类型：真空热电偶、电阻测热辐射计、热释电检测器热释电检测器和和半导半导体检测器体检测器 。（UV-Vis分光光度计中所用的光电管或光电倍增管不适用于分光光度计中所用的光电管或光电倍增管不适用于红外区，因为红外光谱区

31、的光子能量较弱，不足以引发光电红外区，因为红外光谱区的光子能量较弱，不足以引发光电子发射）子发射）热电偶热电偶 它是由两根温差电位不同的金属丝焊接在一起，并它是由两根温差电位不同的金属丝焊接在一起，并将一接点安装在涂黑的接受面上。吸收了红外辐射的接受将一接点安装在涂黑的接受面上。吸收了红外辐射的接受面及接点温度上升，就使它与另一接点之间产生了电位差。面及接点温度上升，就使它与另一接点之间产生了电位差。此电位差与红外辐射强度成比例。此电位差与红外辐射强度成比例。75单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器读出装置读出装置吸收池吸收池单色器单色器检测器检测器读出装置读出装置光光源源Uv-VisIR76

32、 二、傅立叶变换红外分光光度计二、傅立叶变换红外分光光度计 傅立叶变换红外分光光度计傅立叶变换红外分光光度计(FTIS)是是70年代出现的新一代年代出现的新一代红外光谱仪，它根据光的相干性原理设计，没有色散元件。红外光谱仪，它根据光的相干性原理设计，没有色散元件。主要由光源、干涉仪、样品池、检测器、计算机和记录系主要由光源、干涉仪、样品池、检测器、计算机和记录系统组成。统组成。干涉仪：迈克尔逊干涉仪：迈克尔逊（Michelson）干涉仪干涉仪光源：光源：硅碳棒、高压汞灯硅碳棒、高压汞灯77傅里叶变换红外光谱测定傅里叶变换红外光谱测定第一步，测量红外干涉图第一步，测量红外干涉图时域谱时域谱第二步

33、，快速傅里叶变换第二步，快速傅里叶变换频域谱，即红外光谱图。频域谱，即红外光谱图。 78傅里叶变换红外光谱法的主要特点傅里叶变换红外光谱法的主要特点 多路优点多路优点 分辨率提高分辨率提高 波数准确度高波数准确度高(4) 测定的光谱范围宽，可达测定的光谱范围宽，可达10104 cm1(5) 扫描速度极快扫描速度极快796-5 试样的制备试样的制备 在红外光谱法中，试样的制备及处理占有重要的地位。在红外光谱法中，试样的制备及处理占有重要的地位。如果试样处理不当，即使仪器的性能很好，也不能得到如果试样处理不当，即使仪器的性能很好，也不能得到满意的红外光谱图。一般来说，在制备试样时应注意以满意的红外

34、光谱图。一般来说，在制备试样时应注意以下几点：下几点：a. 试样的浓度或厚度应选择适当，以使光谱图中大多数吸试样的浓度或厚度应选择适当，以使光谱图中大多数吸收峰的透射比处于收峰的透射比处于15% 80%范围内。范围内。浓度太小，厚度太浓度太小，厚度太薄，会使一些弱的吸收峰和光谱的细微结构不能显示出来；薄，会使一些弱的吸收峰和光谱的细微结构不能显示出来；浓度过大，厚度太厚，又会使请的吸收峰超越标尺刻度而浓度过大，厚度太厚，又会使请的吸收峰超越标尺刻度而无法测定它的真实位置。无法测定它的真实位置。80b. 试样中不应含有游离水。试样中不应含有游离水。水分的存在不仅回浸蚀吸收池水分的存在不仅回浸蚀吸

35、收池的盐窗，而且水分本身在红外区有吸收，将使测得的光谱的盐窗，而且水分本身在红外区有吸收，将使测得的光谱图变形。图变形。c. 试样应该是单一组分的纯物质。试样应该是单一组分的纯物质。多组分试样在测定前应多组分试样在测定前应尽量预先进行分离，否则各组分光谱相互重叠，以致对谱尽量预先进行分离，否则各组分光谱相互重叠，以致对谱图无法进行正确的解释。图无法进行正确的解释。811. 气体样品气体样品直接充入已抽成真空的样品池内直接充入已抽成真空的样品池内. .2. 液体和溶液样品液体和溶液样品 a. 沸点较高的样品，直接滴在两块盐窗之间，形成液膜沸点较高的样品，直接滴在两块盐窗之间，形成液膜（液膜法）。

36、（液膜法）。b. 沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为液层厚度一般为0.01 1 mm.82注意两点：注意两点：(1) 池窗及样品池的材料必须与所测量的光谱范围相匹配。池窗及样品池的材料必须与所测量的光谱范围相匹配。(2) 应正确选择溶剂。配成的溶液一般较稀。应正确选择溶剂。配成的溶液一般较稀。溶剂：对样品有良好溶解度；溶剂的红外吸收不干扰测定。溶剂：对样品有良好溶解度；溶剂的红外吸收不干扰测定。常用溶剂：常用溶剂：CCl4测定范围测定范围40001300 cm1 CS2测定范围测定范围1300650 cm1。水不作溶剂

37、，因为它本身有吸收，且会侵蚀池窗，因此样品水不作溶剂，因为它本身有吸收，且会侵蚀池窗，因此样品必须干燥。必须干燥。833.3.固体样品固体样品(1) (1) 溶液法溶液法将样品在合适溶剂中配成浓度约将样品在合适溶剂中配成浓度约5的溶液。的溶液。(2) (2) 研糊法研糊法将研细的样品与石蜡油调成均匀的糊状物后，将研细的样品与石蜡油调成均匀的糊状物后，涂于窗片上进行测量。涂于窗片上进行测量。 (3) (3) 薄膜法薄膜法对于熔点低、在熔融时有不分解、升华或发对于熔点低、在熔融时有不分解、升华或发生其他化学反应的物质，可将它们直接加热熔融后涂制或压生其他化学反应的物质，可将它们直接加热熔融后涂制或

38、压制成膜。但对大多数聚合物，可先将试样制成溶液，然后蒸制成膜。但对大多数聚合物，可先将试样制成溶液，然后蒸干溶剂以形成薄膜。干溶剂以形成薄膜。常采用溶液法、研糊法及压片法常采用溶液法、研糊法及压片法等等84必须注意：必须注意：(1) 粉末颗粒细，约为粉末颗粒细，约为12m，过大颗粒会使入射辐射，过大颗粒会使入射辐射的散射增强；的散射增强；(2)分散均匀，且干燥。分散均匀，且干燥。（4) 4) 压片法压片法将约将约1mg样品与样品与100mg干燥的溴化钾粉末干燥的溴化钾粉末研磨均匀，再在压片机上压成几乎呈透明状的圆片后测量。研磨均匀，再在压片机上压成几乎呈透明状的圆片后测量。 优点优点干扰小，浓度可控，定量准确，且易保存。干扰小，浓度可控，定量准确，且易保存。85红外红外光谱光谱定性定性分析分析官能团定性官能团定性结构分析结构分析化合物的红外光谱与其他实化合物的红外光谱与其他实验资料如相对分子质量、物验资料如相对分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共理常数、紫外光谱、核磁共振波谱、质谱等来进行化合振波谱、质谱等来进行化合物的结构剖析。物的结构剖析。一、一、 红外光谱定性分析红外光谱定性分析根据化合物的红外光谱的特根据化合物的红外光谱的特征基团频率来进行检定。征基团频率来进行检定。6-6 红外光谱法的应用红外光谱法