红外的红外光谱 红外光谱的原理

红外光谱（IR）是一种吸收光谱，对有机化合物的鉴定和结构分析有鲜明的特征性。任何两个不同的化合物（除光学异构外）一般没有相同的红外光谱，因此运用红外光谱可以确定两个化合物是否相同。此外，一些官能团，虽然在分子中的地位不同，但也可以在一定的波长范围内发生吸收。根据化合物的红外光谱可以找出分子中含有哪些官能团。在做红外光谱图时，所需样品少，速度快，因而是一种有效和常用的分析方法 。
产生：化合物分子吸收特定波长的红外光产生分子振动能级的跃迁，从而产生红外吸收光谱。不同种类的有机化合物，因为具有不同的官能团，因此能够吸收不同波长的红外光，在红外光谱图中呈现不同的特征吸收峰。根据红外光谱图中特征吸收峰的出现与否，既可判断有机化合物的结构特征 。

基本原理：红外光的波长处在0.75μm到300μm的范围内，习惯上将红外光谱进一步分为近红外（λ=0.75∽3.0μm）中红外(λ=3.0~30μm)、和远红外(λ=30~300μm)三个区域。一般的红外吸收光谱，主要指中红外范围，波数在400~4000cm-1之间 。
当有机物分子吸收红外光谱后，体系能量增加，产生振动能级的跃迁。分子的振动一般包括键的伸缩振动和键的弯曲振动，伸缩振动是指沿键轴的振动，弯曲振动是指键角交替地发生变化的振动。在这些振动中只有那些在振动是发生偶极矩变化的振动才能吸收红外光。这是因为振动引起电荷分布的改变所产生的电场，与红外辐射的电磁场发生共振而引起吸收。在振动能级发生改变时，常常伴随着一系列转动能级的改变，测量有机化合物红外光谱时，所看到的吸收谱带是连续的 峰谷相间的，而不是断续的线性红外光谱。因此，红外光谱是分子的振动－转动光谱 。
红外光谱定性分析：
一般采用三种方法：用已知标准物对照、标准谱图查对法和直接谱图解析法。1.已知物对照应由标准品和被检物在完全相同的条件下，分别绘制红外光谱图进行对照，谱图相同则肯定为同一化合物。2.标准谱图查对法是一种最直接、可靠的方法。在用未知物谱图查对标准谱图时，必须注意：测定所用仪器与绘制标准谱图的在分辨率和精度上的差别，可能导致某些峰细微结构的差别；未知物与标准谱图的测定条件必须一致，否则谱图会出现很大差别；必须注意引入杂质吸收带的影响。如KBr压片可能吸水而引入水吸收带等。3.对于未知化合物，可按照如下步骤解析谱图：先从特征频率区入手，找出化合物含有的主要官能团；指纹区分析，进一步找出官能团存在的依据；仔细分析指纹区谱带位置、强度和形状，确定化合物的可能结构；对照标准谱图，配合其他鉴定手段，进一步验证 。
红外光谱定量分析：
选取合适的定量吸收峰，测定吸收峰的吸光度，依据朗佰-比尔定律，计算待测组分含量 。

怎么看红外光谱图？~

1，根据分子式计算不饱和度公式： 不饱和度 Ω=n4+1+(n3-n1)/2 其中： n4：化合价为4价的原子个数， n3：化合价为3价的原子个数， n1：化合价为1价的原子个数。
2，分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物;而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;
3，若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔： 2200~2100 cm-1， 烯：1680~1640 cm-1 芳环：1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置(顺、反，邻、间、对);
4，碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团;
5，解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

扩展资料：
红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。
通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm)、中红外区(2.5~25μm)和远红外区(25~300μm)。一般说来，近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的；中红外光谱属于分子的基频振动光谱；远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。
由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中近红外光谱仪红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。
参考资料：百度百科-红外光谱

红外光谱的原理
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。后者是指原子垂直于化学键方向的振动。通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰。不同化合物中，同一种官能团的吸收振动总是出现在一个窄的波数范围内，但它不是出现在一个固定波数上，具体出现在哪一波数，与基团在分子中所处的环境有关。
引起基团频率位移的因素是多方面的，其中外部因素主要是分子所处的物理状态和化学环境，如温度效应和溶剂效应等。
对于导致基团频率位移的内部因素，迄今已知的有分子中取代基的电性效应：如诱导效应、共轭效应、中介效应、偶极场效应等；机械效应：如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。

这些问题虽然已有不少研究报道，并有较为系统的论述，但是，若想按照某种效应的结果来定量地预测有关基团频率位移的方向和大小，却往往难以做到，因为这些效应大都不是单一出现的。这样，在进行不同分子间的比较时就很困难。
另外氢键效应和配位效应也会导致基团频率位移，如果发生在分子间，则属于外部因素，若发生在分子内，则属于分子内部因素。
红外谱带的强度是一个振动跃迁概率的量度，而跃迁概率与分子振动时偶极矩的变化大小有关，偶极矩变化愈大，谱带强度愈大。偶极矩的变化与基团本身固有的偶极矩有关，故基团极性越强，振动时偶极矩变化越大，吸收谱带越强；分子的对称性越高，振动时偶极矩变化越小，吸收谱带越弱。
拓展资料
红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。

红外光谱的分区
通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm)、中红外区(2.5~25μm)和远红外区(25~300μm)。一般说来，近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的；中红外光谱属于分子的基频振动光谱；远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。
由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。通常所说的红外光谱即指中红外光谱。

应用
红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。此外，红外光谱还具有测试迅速，操作方便，重复性好，灵敏度高，试样用量少，仪器结构简单等特点，因此，它已成为现代结构化学和分析化学最常用和不可缺少的工具。
红外光谱在高聚物的构型、构象、力学性质的研究以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域也有广泛的应用。
红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关，可用于进行定量分析和纯度鉴定。
另外，在化学反应的机理研究上，红外光谱也发挥了一定的作用。但其应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。
红外光谱不但可以用来研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性的判据，而且还可以作为表征和鉴别化学物种的方法。
例如气态水分子是非线性的三原子分子，它的v1=3652厘米、v3=3756厘米、v2=1596厘米而在液态水分子的红外光谱中，由于水分子间的氢键作用，使v1和v3的伸缩振动谱带叠加在一起，在3402厘米处出现一条宽谱带，它的变角振动v2位于1647厘米。
在重水中，由于氘的原子质量比氢大，使重水的v1和v3重叠谱带移至2502厘米处，v2为1210厘米。以上现象说明水和重水的结构虽然很相近，但红外光谱的差别是很大的。
红外光谱具有高度的特征性，所以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定已很普遍，并已有几种标准红外光谱汇集成册出版，如《萨特勒标准红外光栅光谱集》收集了十万多个化合物的红外光谱图。近年来又将些这图谱贮存在计算机中，用来对比和检索。
参考资料：百度百科：红外光谱

红外光谱仪主要用于哪些方面?
答：红外光谱仪主要用于检测物质的红外辐射谱，可以提供关于物质分子的结构、组成、功能和状态的信息。红外光谱仪通过测量物质在红外波段的吸收、散射、透射和反射等特性，实现对物质的分析和识别。红外光谱仪在化学、材料科学、生命科学、环境监测等领域有广泛的应用。在化学中，红外光谱仪可以用于物质的定性和定量...

红外光谱的应用
答：红外光谱最重要的应用是有机化合物的结构鉴定。红外光谱简介：19世纪初科研人员证实了红外光的存在，二十世纪初进一步了解到不同官能团具有不同的红外吸收频率。1950年研究出自动记录式红外分光光度计。1970年出现了傅立叶变换型红外光谱仪。日前，红外测定技术如全反射红外、显微红外、光声光谱以及色谱-红外...

在红外光谱中,通常把波数在4000～1500cm-1之间的区域称为 区,波数低于...
答：近红外光谱仪由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。通常所说的红外光谱即指中红外光谱。2.红外谱图的分区 按吸收峰的来源，可以将2.5~25μm的红外光谱图大体上分为特征频率区（2.5~7.7μm）...

光谱中红外,紫外,可见光的光谱范围分别为多少?
答：按红外射线的波长范围，可粗略地分为近红外光谱（波段为0.8～2.5微米）、中红外光谱（2.5～25微米）和远红外光谱（25～1000微米）。对物质自发发射或受激发射的红外射线进行分光，可得到红外发射光谱，物质的红外发射光谱主要决定于物质的温度和化学组成；对被物质所吸收的红外射线进行分光，可得到红外...

红外光谱的应用
答：大多数化合物的红外谱图是复杂的,即便是有经验的专家,也不能保证从一张孤立的红外谱图上得到全部分子结构信息,如果需要确定分子结构信息,就要借助其他的分析测试手段,如核磁、质谱、紫外光谱等。尽管如此,红外谱图仍是提供官能团信息最方便快捷的方法。近年来,利用计算机方法解析红外光谱,在国内外已有了比较广泛的研究...

怎么看对硝基乙酰苯胺的红外光谱图?
答：- 酰基 C=O 振动可以出现在 1680 ~ 1750 cm^-1 区间内。- 氨基 N-H 振动一般出现在 3200 ~ 3500 cm^-1 区间内。- 硝基 NO2 振动一般出现在 1520 ~ 1560 cm^-1 区间内。因此，对硝基乙酰苯胺的红外光谱大致如下：- 芳香族 C-H 振动一般会有较强的吸收峰。- 芳香族 C=C 振动会有...

红外光谱为何会出现负峰
答：红外图谱出现倒峰的原因主要与紫外吸收有关系，负吸收。主要你的稀释液中的甲醇比例有关系，需要调节一下。红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。此外，红外光谱还具有测试迅速，操作方便，重复性好，灵敏度高，试样用量少，仪器结构简单等...

红外光谱法有什么特点?
答：红外光谱法的特点：特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。产生红外吸收的条件：1、辐射后具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量。2、分子振动有瞬间偶极距变化。当分子振动引起分子偶极矩变化时，就能形成稳定的交变电场，其频率...

红外吸收光谱法和紫外可见分子吸收光谱法的区别是什么?
答：红外吸收光谱法和紫外可见吸收光谱法都可以用于物质定性和定量的测定。只是所需要光谱不同。紫外：180~380，可见380~750，红外，750~2000 nm ， 所在的波段不同。红外吸收光谱法简称红外光谱法。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其...

红外光谱法如何进行定量分析?
答：红外定量分析的原理和可见紫外光谱的定量分析一样，也是基于比耳朗勃特（Beer-Lambert）定律。比尔—朗伯定律数学表达式：A=lg(1/T)=Kbc A为吸光度,T为透射比(透光度),是出射光强度（I）比入射光强度(I0).K为摩尔吸光系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.c为吸光物质的浓度,单位为mol/...