傅里叶变换红外光谱分析课件

红外吸收光谱分析

FTIR（FourierTranslationInfraredspectroscopy)傅里叶变换红外光谱分析

红外吸收光谱分析FTIR

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FTIR是由于物质吸收电磁辐射后，分子振动-转动能级的跃迁而产生的，称为分子振动转动光谱，简称振转光谱。红外吸收光谱分析FTIR是由于物质吸收电磁辐

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分子光谱的种类

有机分子同其他物质一样始终处于不停的运动之中。分子在空间自由移动需要的能量为移动能．沿重心轴转动的能量为转动能，二个以上原子连接在一起，它们之间的键如同弹簧一样振动，所需能量为振动能，分子中的电子从各种成键轨跃入反键轨所需能量为电能.红外吸收光谱分析分子光谱的种类

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分子在未受光照射之前，以上描述的诸能量均处于最低能级，称之为基态．当分子受到红外光的辐射，产生振动能级的跃迁，在振动时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱．

红外吸收光谱分析分子在未受光照射之前，以上描述的诸

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红外光谱根据不同的波数范围分为三个区：近红外区13,330~4000厘米-1（0.75~2.5微米）中红外区4000~650厘米-1（2.5~15.4微米）远红外区650~10厘米-1（15~1000微米）

红外吸收光谱分析红外光谱根据不同的波数范围分为三个区：

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近红外区是可见光红色末端的一段，只有X-H或多键振动的倍频和合频出现在该区，在研究含氢原子的官能团如O-H，N-H和C-H的化合物，特别是醇、酚、胺和碳氢化合物上，以及研究末端亚甲基、环氧基和顺反双键等时比较重要。

红外吸收光谱分析近红外区是可见光红色末端的一段，只

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中红外区是红外光谱中应用最早和最广的一个区．该区吸收峰数据的收集、整理和归纳已臻于完善．由于4000~1000厘米-1区内的吸收峰为化合物中各个键的伸缩和弯曲振动，故为双原子构成的官能团的特征吸收．1400~650厘米-1区的吸收蜂大多是整个分子中多个原子间键的复杂振动，可以得到官能团周围环境的信息，用于化合物的鉴定，因此中红外区是我们讨论的重点。红外吸收光谱分析中红外区是红外光谱中应用最早和

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远红外区应是200-10厘米-1．由于一般红外仪测绘的中红外范围是5000-650厘米-1或5000-400厘米-1，因此650-200厘米-1也包括在远红外区．含重原子的化学键伸缩振动和弯曲振动的基频在远红外光区，如C-X键的伸缩振动频率为650-450厘米-1，弯曲振动频率为350-250厘米-1，均是强峰．肟分子中O-H的扭曲振动也在375-350厘米-1，为一极强的吸收．有氢键的化合物，X-H…X的伸缩振动在200-50厘米-1；弯曲振动在50厘米-1以下．红外吸收光谱分析远红外区应是200-10厘米-1．

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一、FTIR概述

IR光谱在化学领域中的应用：分子结构基础研究:应用IR测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型；根据所得的力常数可以知道化学键的强弱，由简正频率来计算热力学函数等。化学组成分析：根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。红外吸收光谱分析一、FTIR概述IR光谱在化学领域

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IR光谱分析的特点：快速高灵敏度试样用量少能分析各种状态的试样等特点材料分析中最常用的工具

一、FTIR概述

红外吸收光谱分析IR光谱分析的特点：一、FTIR概述

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2.IR光谱的产生条件

红外光谱是由于物质吸收电磁辐射后，分子振动-转动能级的跃迁而产生的。物质能吸收电磁辐射应满足两个条件，即：（1）辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量；（2）辐射与物质之间有相互作用。红外吸收光谱分析2.IR光谱的产生条件

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2.IR光谱的产生条件

当一定频率（一定能量）的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致，就满足了第一个条件。为满足第二个条件，分子必须有偶极矩的改变。已知任何分子就其整个分子而言，是呈电中性的，但由于构成分子的各原子因价电子得失的难易，而表现出不同的电负性，分子也因此而显示不同的极性。红外吸收光谱分析2.IR光谱的产生条件当一定

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2.IR光谱的产生条件

通常用分子的偶极矩

来描述分子极性的大小:=q·d图6-13HCl、H2O的偶极矩红外吸收光谱分析2.IR光谱的产生条件图6-13H

由于分子内原子处于在其平衡位置不断地振动的状态，在振动过程中d

的瞬时值亦不断地发生变化，因此分子的

也发生相应的改变，分子亦具有确定的偶极距变化频率。对称分子由于正负电荷中心重叠，d=0，故=0。

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由于分子内原子处于在其平衡位置不断地振动的状态，在振二硫化碳的振动及其极化度的变化

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二硫化碳的振动及其极化度的变化红外吸收光谱分析

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上述物质吸收辐射的第二个条件，实质上是外界辐射迁移它的能量到分子中去。而这种能量的转移是通过偶极距的变化来实现的。这可用图6-14的示意简图来说明。2.IR光谱的产生条件

红外吸收光谱分析上述物质吸收辐射的第二个条件，实质

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图6-14偶极子在交变电场中的作用示意图2.IR光谱的产生条件

红外吸收光谱分析图6-14偶极子在交变电场中的作用示意

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当偶极子处在电磁辐射的电场中时，此电场作周期性反转，偶极子将经受交替的作用力而使偶极距增加和减小。由于偶极子具有一定的原有振动频率，只有当辐射频率与偶极子频率相匹配时，分子才与辐射发生相互作用（振动偶合）而增加它的振动能，使振动加激（振幅加大），即分子由原来的基态振动跃迁到较高的振动能级。2.IR光谱的产生条件

红外吸收光谱分析当偶极子处在电磁辐射的电场中时，

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2.IR光谱的产生条件只有发生偶极距变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带，我们称这种振动活性为红外活性的，反之为非红外活性的。

当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一样，二者就会产生共振，此时光的能量通过分子偶极距的变化而传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁；反之，红外光就不会被吸收。

红外吸收光谱分析2.IR光谱的产生条件

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因此若用连续改变频率的红外光照射某试样，根据试样中的各个基团对不同频率的红外光的吸收性质，使通过试样后的红外光在一些波长范围内变弱（被吸收），在另一些范围内则较强（不吸收）。将分子吸收红外光的情况用仪器记录，就得到该试样的红外吸收光谱图。2.IR光谱的产生条件

红外吸收光谱分析因此若用连续改变频率的红外光

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IR光谱的产生条件1-己烯红外吸收光谱分析IR光谱的产生条件1-己烯

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3.分子振动方程式(Hook'sLaw)

分子中的原子以平衡点为中心，以非常小的振幅作周期性的振动，即所谓简谐振动。最简单的分子是双原子分子。可用一个弹簧两端联着两个小球来模拟。mA和mB分别代表两小球的质量（原子质量），弹簧的长度r就是分子化学键的长度。用经典力学(虎克定律)可导出这个体系的振动频率（以波数表示):（6-6）式中k为力常数，mA、mB分别为A、B原子的质量， 定义为简化质量，c为光速，为振动频率。红外吸收光谱分析3.分子振动方程式(Hook'sL

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分子振动方程式(Hook'sLaw)图6-16双原子分子振动的弹簧球模型红外吸收光谱分析分子振动方程式(Hook'sLaw)

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Hook‘sLaw的讨论

虎克定律（

~(k/m)1/2）得出频率与质量及键能的关系有如下关系：（1）m增大时，减小亦即重的原子将有低的振动频率。例如CH的伸缩振动频率出现在3300～2700cm-1，CO的伸缩振动频率出现在1300～1000cm-1。弯曲振动也有类似的关系，例如，HCH和CCC各自键角的变化频率分别出现在1450cm-1和400～300cm-1附近。红外吸收光谱分析Hook‘sLaw的讨论虎克

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Hook‘sLaw的讨论

虎克定律（

~(k/m)1/2）（2）k值增大则增大。即原子间的键能越大，振动频率越高。各种碳碳键伸缩振动的吸收频率比较如下：

CC:1300cm-1

C=C:1600cm-1

CC:2200cm-1

红外吸收光谱分析Hook‘sLaw的讨论虎克

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这是由于双键比单键强，即双键的k比单键的k大。同样，炔烃要比双键强。这个规律也适用于碳氧键上。另外，由于伸缩振动力常数比弯曲振动的力常数大，所以伸缩振动的吸收出现在较高的频率区而弯曲振动的吸收则在较低的频率区。根据式（6-6）可以计算其基频峰的位置，而且某些计算与实测值很接近，如甲烷的C-H基频计算值为2920cm-1，而实测值为2915cm-1，但这种计算只适用于双原子分子或多原子分子中影响因素小的谐振子。实际上，在一个分子中，基团与基团的化学键之间都相互有影响，因此基团振动频率除决定于化学键两端的原子质量，化学键的力常数外，还与内部因素（结构因素）及外部因素（化学环境）有关。Hook‘sLaw的讨论红外吸收光谱分析这是由于双键比单键强，即

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双原子的振动是最简单的，它的振动只能发生在连结两个原子的直线方向上，并且只有一种振动形式，即两原子的相对伸缩振动。多原子分子的振动可分解为许多简单的基本振动。4.分子振动的形式与谱带红外吸收光谱分析双原子的振动是最简单的，它的振

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设分子由n个原子组成，每个原子在空间都有三个自由度，原子在空间的位置可以用直角坐标系中的三个坐标x、y、z表示，因此n个原子组成的分子总共应有3n

个自由度，即3n

种运动状态。但在这3n种运动状态中，包括三个整个分子的质心沿x、y、z方向平移运动和三个整个分子绕x、y、z轴的转动运动。这六种运动都不是分子的振动，故振动形式应有(3n-6)种。对于线型分子，若贯穿所有原子的轴是在x方向，则整个分子只能绕y、z轴转动，因此直线型分子的振动形式为(3n-5)种(图6-17)。4.分子振动的形式与谱带红外吸收光谱分析设分子由n个原子组成，每个原子

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分子振动的形式与谱带图6-17直线型分子的运动状态 （a）、（b）、（c）平移运动（d）、（e）转动运动 （f）在z轴上反方向运动，使分子变形，产生振动运动红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带图6-17直线型分

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如水分子的基本振动数为3×3-6=3，故水分子由三种振动形式(图6-18)。O-H键长度改变的振动称为伸缩振动。伸缩振动可分为两种，对称伸缩振动(用符号s表示)及反对称伸缩振动(用as表示)。键角HOH改变的振动称为弯曲或变形振动(用

表示)。通常，键长的改变比键角的改变需要更大的能量，因此伸缩振动出现在高频区，而变角振动出现在低频区。分子振动的形式与谱带红外吸收光谱分析如水分子的基本振动数为3×3-6

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分子振动的形式与谱带

对称伸缩反对称伸缩弯曲（变形)

s：3652cm-1

as：3756cm-1

：1595cm-1图6-18水分子的振动及红外吸收红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带对称伸缩

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二氧化碳分子的振动，可作为直线型分子振动的一个例子。其基本振动数为3×3-5=4，故有四种基本振动形式，（1）对称伸缩振动：O＝C＝O

在CO2分子中，C原子为+、-电荷的中心，d=0，

=0。在这种振动形式中两个氧原子同时移向或离开碳原子，并不发生分子偶极距的变化，因此是非红外活性的。（2）反对称伸缩振动：O＝C＝O

as：2349cm-1分子振动的形式与谱带红外吸收光谱分析二氧化碳分子的振动，可作为直线型分

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分子振动的形式与谱带（3）面内弯曲振动：O＝C＝O

：667cm-1 ⊕Θ⊕（4）面外弯曲振动：O＝C＝O

：667cm-1

⊕表示垂直于纸面向上运动，Θ表示垂直于纸面向下运动。（3）和（4）两种振动的能量都是一样的，故吸收都出现在667cm-1处而产生简并，此时只观察到一个吸收峰。红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带

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分子振动的形式与谱带亚甲基（-CH2-）的几种基本振动形式及红外吸收如图6-19所示。伸缩振动

反对称对称as:2926cm-1

（s）s:2853cm-1（s）变形振动

剪式摇摆面内

：1468cm-1（m）

：720cm-1-C-(CH2)n，n≥4红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带亚甲基（-CH2-）

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分子振动的形式与谱带

摇摆扭曲面外

：1306～1303cm-1（w）

：1250cm-1（w）图6-19亚甲基的基本振动形式及红外吸收s：强吸收，m：中等强度吸收，w，弱吸收红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带

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分子振动的形式与谱带分子的振动形式可分成两类：1、伸缩振动（stretchingvibration）（1）对称伸缩振动（symmetricalstretchingvibration，s）（2）反对称伸缩振动（asymmetricalstretchingvibration，as）红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带

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2.变形或弯曲振动

（deformationvibration）；（1）面内变形振动（inplanebendingvibration，） 剪式振动（scissoringvibration，

）；

面内摇摆振动（rockingvibration，

）；（2）面外变形振动（out-of-planebendingvibration，） 面外摇摆振动（waggingvibration，

）； 扭曲变形掘动（twistingvibration，

）。红外吸收光谱分析2.变形或弯曲振动（def

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分子振动的形式与谱带

上述每种振动形式都具有其特定的振动频率，也即有相应的红外吸收峰。有机化合物一般由多原子组成，因此红外吸收光谱的谱峰一般较多。实际上，反映在红外光谱中的吸收峰有时会增多或减少，增减的原因为：红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带上述每种振动

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分子振动的形式与谱带（1）在中红外吸收光谱上除基频峰（基团由基态向第一振动能级跃迁所吸收的红外光的频率称为基频）外，还有由基态跃迁至第二激发态，第三激发态等所产生的吸收峰，这些峰称为倍频峰。红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带（1）在中红外吸收光

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分子振动的形式与谱带

红外光谱的吸收峰可以分基频、倍频和合频三种．

(1)基频峰(fundamentalband)

基频峰是分子吸收光子后从一个能级跃迁到相邻高一级的能级产生的吸收．以亚甲基为例，下列诸振动峰均为基频峰．

红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带红外光谱的吸收峰可傅里叶变换红外光谱分析ppt课件

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分子振动的形式与谱带(2)倍频峰(overtonebands)

倍频峰是分子吸收比原有能量大一倍的光子之后，跃迁二个以上能级产生的吸收峰，出现在基频峰波数n倍(n＝2，3…)处．如基频为fl，f2…，则一级倍频为2f1，2f2…；二级倍频为3f1，3f2…;依此类推．由于分子连续跳二级以上的几率很小，因此一级倍频峰强度仅有基频峰的十分之一到百分之一，吸收峰的强度很弱．设碳基伸缩振动基频峰在1715厘米-1，一级倍频峰就在3430厘米-1处，为一弱吸收．红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带(2)倍频峰(o

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分子振动的形式与谱带（3）合频峰(combinationband)

合频峰是在二个以上基频峰波数之和（f1+f2+…）或差（f1-f2-…）处出现的吸收峰，吸收强度较基频峰弱得多。合频峰也包括同一种基团不同振动方式如伸缩振动波数和弯曲振动波数的和(υX—H-δX—H)。

红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带（3）合频峰(com

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分子振动的形式与谱带（2）不是所有的分于振动形式都能在红外区中观察到。分子的振动能否在红外光谱中出现及其强度与偶极距的变化有关。通常对称性强的分子不出现红外光谱，对称性愈差，谱带的强度愈大。红外吸收光谱分析分子振动的形式与谱带（2）不是所有的分于

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（3）有的振动形式虽不同，但它们的振动频率却相等，因而产生简并（如前述CO2的面内及面外弯曲振动）。（4）仪器分辨率不高，对一些频率很接近的吸收峰分不开。一些较弱的峰，可能由于仪器灵敏度不够而检测不出。红外吸收光谱分析（3）有的振动形式虽不同，但它们的振动频

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红外光谱的吸收强度和表示方法分子振动时偶极距的变化不仅决定该分子能否吸收红外光，而且还关系到吸收峰的强度。根据量子理论，红外光谱的吸收强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。最典型的例子是C＝O基和C＝C基。红外吸收光谱分析红外光谱的吸收强度和表示方法

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C＝O基的吸收是非常强的，常常是红外谱图中最强的吸收带；而C＝C基的吸收则有时出现，有时不出现，即使出现，相对地说强度也很弱。它们都是不饱和健，但吸收强度的差别却如此之大，就是因为C＝O基在伸缩振动时偶极距变化很大，因而C＝O基的跃迁几率大，而C＝C双键则在伸缩振动时偶极矩变化很小。红外吸收光谱分析C＝O基的吸收是非常强的，常常是

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FTIR的吸收强度和表示方法

对于同一类型的化学键，偶极矩的变化与结构的对称性有关。例如C＝C双键在下述三种结构中，吸收强度的差别就非常明显，（1）R—CH＝CH2摩尔吸光系数=40（2）R—CH＝CH—R

顺式摩尔吸光系数=10（3）R—CH＝CH—R

反式摩尔吸光系数=2

这是由于对于C＝C双键来说，结构（1）的对称性最差，因此吸收较强，而结构（3）的对称性相对最高，故吸收最弱。红外吸收光谱分析FTIR的吸收强度和表示方法

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红外光谱的吸收强度和表示方法红外光谱的吸收强度常定性的用s（强）、m（中等）、w（弱）、vw（极弱）。红外吸收光谱分析红外光谱的吸收强度和表示方法

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红外光谱的吸收强度和表示方法

如果红外光去照射样品，并将样品对每一种单色的吸收情况记录，就得到红外光谱。如图6-20所示：图6-20聚乙烯的红外光谱图纵坐标：(a)透光度或(b)吸光度红外吸收光谱分析红外光谱的吸收强度和表示方法

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红外光谱的吸收强度和表示方法1．透光度（6-7）式中 I0—入射光强度；I—入射光被样品吸收后透过的光强度。2．吸光度

（6-8）横坐标：表示波长或波数,波数是波长的倒数，即（cm-1）=104/(m)红外吸收光谱分析红外光谱的吸收强度和表示方法1．透光度红外光谱红外光谱的特征性，基团频率

红外光谱的最大特点是具有特征性。

基团频率：与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团频率。只要掌握了各种基团的振动频率（基团频率）及其位移规律，就可应用红外光谱来检定化合物中存在的基团及其在分子中的相对位置。

红外光谱红外光谱的特征性，基团频率红外光谱的红外光谱

常见的化学基团在4000~670cm-1范围内有特征基团领率。在实际应用时，为便于对光谱进行解释，常将这个波数范围分为四个部分：红外光谱常见的化学基团在4000~670cm-1范围内红外光谱(1)4000~2500cm-1X-H伸缩振动区，X可以是O、H、C和S原子。在这个区域内主要包括O-H，N-H，C-H和S-H键的伸缩振动；红外光谱(2)2500~1900cm-1

叁键和累积双键区，主要包括炔键-CC-，腈基-CN、丙二烯基-C=C=C-，烯酮基-C=C=O、异氰酸酯基-N=C=O等的反对称伸缩振动；红外光谱(1)4000~2500cm-1红外光谱(2)红外光谱（3）1900~1200cm-1

双键伸缩振动区，主要包括C=C、C=O、C=N、-N02等的伸缩振动，芳环的骨架振动等；红外光谱（4）＜1650cm-1X-Y伸缩振动及X-H变形振动区，这个区域的光谱比较复杂，主要包括C-H、N-H变形振动，C-O、C-X（卤素）等伸缩振动，以及C-C单键骨架振动等。红外光谱（3）1900~1200cm-1红外光谱（4）＜红外光谱红外光谱红外光谱-CN伸缩振动苯环中双键的伸缩振动817cm-1苯环中相邻两个氢的面外弯曲振动苯氢面内弯曲振动红外光谱-CN伸缩振动苯环中双键的伸缩振动817cm-1苯环红外光谱~3100cm-1：苯基CH2260，2242cm-1：as-N=C=O

1601，1590（肩峰），1601，1510，751，686cm-1：苯环单取代

1452，1385cm-1：s-N=C=O红外光谱~3100cm-1：苯基CH2260，2242红外光谱可观察到3040cm-1附近的不饱和＝C—H伸缩振动(图中d)1680～1620cm-1处的C＝C伸缩振动990cm-1及910cm-1处的＝C—H及＝CH2面外摇摆振动

a是饱和C—H伸缩振动（2960～2853cm-1），b是CH3基反对称变形振动（1460cm-1）和CH2基剪式变形振动（1468cm-1）的重叠，c是CH3基对称变形振动（1380cm-1），g是—(CH2)n，当，n＞4时的面内摇摆振动（720cm-1)。CH3—(CH2)5—CH＝CH2）的红外光谱图红外光谱可观察到3040cm-1附近的不饱和＝C—H伸缩振动红外光谱的样品制备红外光谱的样品制备一、液体样品

分析液体样品的最常用方法就是将一滴液体夹在两片盐片中间，过程如下：将一滴样品滴于合适的盐片上，几秒钟后，将另外一块盐片合上，这样液体被夹在两块盐片之间，变成薄膜状。

一、液体样品

分析液体样品的最常用方法就是将一滴液体

选用的盐片要与分析的液体样品相匹配。不含水的样品可采用KBr（32×5mm）盐片，含水样品则采用KRS-5盐片。每次一个样品做好后，用带合适的溶剂的棉花清洗，然后在倒有甲醇的鹿皮或鸡皮上抛光。

选用的盐片要与分析的液体样品相匹配。

KBr盐片需要经常进行抛光，以维持其表面的光洁。由于KRS-5晶体有毒，所有只有当其表面被划伤或污染时才需要抛光，而且要求专业人员来完成。

KBr盐片需要经常进行抛光，以维持其表面的光洁。由于K二、固体对于熔点低于72。C的样品，用适当的溶剂将样品溶解，成膜于KBr窗片上是最先考虑的。

如果因为基线不好或是溶解性差而不成功，可以考虑在两片KBr窗片内熔化成膜。如果这也不行，样品可进行KBr压片。

二、固体▇

对于熔点高于72C的样品，首选的技术是KBr压片。对于聚合物样品，成膜法是首选，接着是热熔法和压片法。

▇对于熔点高于72C的样品，首选的技术是KBr压▇

对于熔点未知的样品，结晶度的检测将会指明哪种技术将会成功。高结晶度的样品用KBr压片法较好，对于低结晶度的样品，成膜和热熔会得到更好的谱图。

▇对于熔点未知的样品，结晶度的检测将会指明哪种技三、成膜技术涂膜技术是用在熔点低于72C的样品和低结晶度的样品，比如象高聚物，涂膜法也可在其他方法失败后试用。

三、成膜技术涂膜的一般过程

先将样品溶于适当的溶剂中。然后将数滴溶液滴于惰性的基质上，溶液挥发后在基质上留下一层薄膜。如果惰性基质是红外透明的，可直接检测或将薄膜剥下检测。

涂膜的一般过程选择合适的溶液

选择溶液最主要的标准是容易挥发（除了最明显的一点，可溶解样品）。这意味着必须采用低沸点溶剂。蒸发溶剂所需的热量越少，样品所受的影响就越小。另外，溶剂越容易去除，残留的溶剂越少。

选择合适的溶液

以下列出的溶剂将首先考虑：氯仿(BP.61.2C)，丙酮(BP.56.2C)，三氯乙醇(BP.151C)，邻二氯苯(BP.180.5C)和水(BP.100C)。在选择成膜技术时这五种溶剂适用于85％的样品。以下列出的溶剂将首先考虑：氯仿(BP.61.2

纯溶液的光谱也应准备着作为参照。将溶剂的谱图与成膜样品的谱图作比较是判断是否有溶剂残留的一个好方法。每取用一次溶剂便将其参比谱图更新一下也是一个好习惯。

纯溶液的光谱也应准备着作为参照。将溶剂的谱图与成选择基质

一般不将薄膜从基质上取下，基质和薄膜是一起放入光谱仪的。所以基质要对红外透明。除了溶剂是水采用KRS-5(SiO2B2O3)晶体外，一般最常用的基质是KBr晶体。当决定将薄膜取下，玻璃是不错的选择。

选择基质成膜最好使用少量的稀溶液（3~5滴），多次在基质上形成薄膜，这将比用浓溶液形成的厚膜和大量的溶液一次成膜要好的多，这将使薄膜中的溶剂残留最少。

成膜潜在问题在成膜技术中最严重的两个问题是薄膜厚度不均匀和溶剂残留。

潜在问题

另一个可能产生的问题是，某些样品在加热和有氧气的情况下易发生氧化。这将导致在1740cm-1上有一个C=O的小峰。

另一个可能产生的问题是，某些样品在加热和有氧气的情

有几种方法可以防止或减小这种氧化。在惰性气氛中蒸发溶剂，比如在氮气中，这样可以减少氧气的存在。或是减少加热量来化小这个问题。可能的话，可以使用更低沸点的溶剂，或用真空泵来抽取溶剂。

有几种方法可以防止或减小这种氧化。在惰性气氛中蒸发6.3.12FTIR在高聚物研究中的应用6.5.1定性分析

1.六个区：Ⅰ区1800~1700cm-1：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等；Ⅱ区1700~1500cm-1：聚酰胺、三聚氰胺-甲醛树脂；Ⅲ区1500~1300cm-1：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃；Ⅳ区1300~1200cm-1：芳香族聚密、含氯聚合物；Ⅴ区1200~1000cm-1：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物；Ⅵ区1000~600cm-1：取代苯、不饱和双键和含氯聚合物以及含有硅和卤素的聚合物。

6.3.12FTIR在高聚物研究中的应用1.

直接查对谱图

(1)Hummel&Scholl,InfraredAnalysisofPolymers,ResinsandAdditives,AnAtlas,

⑵Afremow&IsaKson,InfraredSpectroscopy:ItsUseintheCoatingIndustry

⑶Colthup,Daly&Wiberley,IntroductiontoInfraredandRamanSpectroscopy

⑷Sadtler,单体和聚合物的红外光谱图1.

直接查对谱图

(1)Hummel&Schol1.

否定法

如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，我们就判断样品中部不存在该基团。1.

否定法

如果某个基团的特征频率吸收区，找不到对应与否定法认别光谱的特征基团频率

对应与否定法认别光谱的特征基团频率图2未知聚合物的IR谱图（否定法）

图2未知聚合物的IR谱图（否定法）

在1300cm-1波数以上，从高波数检查起，可知不存在羟基、胺基、不饱和烃、氰基、异腈酸酯基和羰基，在1000cm-1以下，仅有一对双峰（731cm-1和720cm-1），由于不存在芳香族和烯类，因此只可能是n〉4的长链-(CH2)-n的吸收，由于在1000-1300cm-1也没有吸收，因此醚键也可以排除，这样，最后，可能确定该未知聚合物可能是聚乙烯。在1300cm-1波数以上，从高波数检查起，可知不存图3未知聚合物的IR谱图（肯定法）

图3未知聚合物的IR谱图（肯定法）4．肯定法

⑴在3100-3000cm-1区域的谱带是由芳环或烯类的C—H伸缩振动产生的。

⑵在3000-2800cm-1区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。

⑶2000-1668cm-1区域的一系列弱谱带是对应芳环

Ar-H

的倍频和组频的吸收。这些谱带的位置和数目表明化合物中有单取代芳环的存在。

⑷760cm-1是芳环上的5个相邻的质子

Ar-H，进一步证实有单取代芳环的存在。

⑸芳环的结构还可由1600，1580，1500和1450cm-1谱带证实。4．肯定法

⑴在3100-3000cm-1区域的谱带⑹在1500-1400cm-1区域的谱带与CH2或CH变形有关。

⑺965cm-1的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。

⑻990-910cm-1的谱带是和末端乙烯基有关，进一步证实不饱和性。

⑼1640cm-1的谱带是归属与C=C伸缩振动，其强度较弱，说明不饱和双键的含量不太高。

由上可知，化合物中包含单取代苯环，同时有反式双键和末端双键。样品是聚合物，因此只要用少数标准谱图进行核对，证明未知物为苯乙烯-丁二烯共聚物。

⑹在1500-1400cm-1区域的谱带与CH2或C图4未知聚合物的IR谱图（肯定法与否定法相结合）

图4未知聚合物的IR谱图（肯定法与否定法相结合）5．肯定法与否定法相结合

在审视一张未知高聚物的样品谱图时，往往同时采用肯定法和否定法，即根据谱带，一方面肯定某些官能团的存在，一方面又排除某些结构存在的可能。

根据基团频率的肯定法分析，看出存在着甲基、亚甲基及可能存在的次甲基，以及酯基官能团。否定法发现，样品中不存在胺、芳香烃、氰基、醇、酰胺、环及亚胺等结构。查对烷烃酯类聚合物谱图，证明该材料为聚丙烯酸丁酯。5．肯定法与否定法相结合

在审视一张未知高聚物的样品1．Polyethylene⑴低压聚乙烯为线型结构，一般含有烯类端基，在990和909cm-1出有两条弱谱带，分别归属与RCH=CH2中CH反式面外弯曲振动及CH2面外弯曲振动。⑵线型聚乙烯结晶度较高，在图中还可看到其分裂较为明显的双峰。⑶高压聚乙烯有较多的支链，主要是乙基和丁基侧链，在1379cm-1处有甲基的对称变形，振动谱带，同时在890和1080cm-1处也有弱谱带。

1．Polyethylene傅里叶变换红外光谱分析ppt课件2. Polypropylene⑴

3000-2800cm-1区域多重叠合的CH2，CH，CH3中的C—H

伸缩振动；⑵1462cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动；⑶1380cm-1附近的CH3弯曲振动。⑷1230、1199、1131cm-1

间规PP非晶带。2. Polypropylene傅里叶变换红外光谱分析ppt课件3．Polystylene⑴

3103-3000cm-1区域的谱带是由芳环的C—H伸缩振动产生的特征带。⑵

3000-2800cm-1区域的谱带是由CH2或CH上的

C-H伸缩振动。⑶

2000-1680cm-1区域是PS特有的一系列较弱谱带，它们是对应芳环Ar-H的倍频和组频的吸收。这些谱带的位置和数目表明化合物中有单取代芳环的存在。⑷

1601cm-1是苯环的骨架伸缩振动，由于一个氢被取代，原有的苯的对称性被破坏，振动时分子偶极距变化增大，所以谱带很强。

757及699cm-1处的谱带，归属与苯环的5个相邻碳上质子的面外伸缩振动，是典型的单取代苯的特征谱带。

3．Polystylene傅里叶变换红外光谱分析ppt课件5．肯定法与否定法相结合

在审视一张4．Poly（vinylacetate）(醋酸乙烯）(乙酸乙烯酯)

⑴ 1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；

⑵ 1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱带，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动；

⑶ 1370cm-1的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。

5．肯定法与否定法相结合

在审视一张4．Poly（v傅里叶变换红外光谱分析ppt课件5. PVC

⑴1250和1340cm-1的较强谱带，归属于C—H弯曲振动，由于它与氯原子连接在同一碳原子上，使其吸收强度大大增强；

⑵1430cm-1的强谱带归属于CH2的变形振动，和正常CH2的变形振动频率（~1475cm-1）比较，谱带向低频方向位移了约45cm-1，同时强度显着增加，这也是受氯原子的影响所造成的；

⑶800-600cm-1区域有一些较宽、较强的谱带，彼此重叠在一起，它们是C—Cl伸缩振动的吸收；

⑷1100cm-1处的谱带是C—C伸缩振动的吸收；

⑸960cm-1处的谱带是CH2面内摇摆振动吸收。

5. PVC

⑴1250和1340cm-1的较强谱带，傅里叶变换红外光谱分析ppt课件

图10PMMA、PAN、PVA

图10PMMA、PAN、PVA6．MMA、PAN、PVA

在审视一张4．Poly（vinylacetate）⑴1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；

⑵1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱带，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动；⑶1370cm-1的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。

6．MMA、PAN、PVA7．PET⑴ 1730cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；⑵ 1265和1110cm-1的两条谱带归属于-COOC-上C-O的伸缩振动。上述谱带证明该聚合物为聚酯；⑶3000~2800cm-1及1450~1350cm-1区域的谱带是由

CH2振动引起的；⑷3100~3000cm-1区域的谱带是由芳环上的C-H伸缩振动引起的；⑸730cm-1处的谱带是面外弯曲振动吸收；⑹873cm-1处的谱带归属于芳环上两个相邻的CH变形振动；⑺16