波长与波数的关系为

绝大多数有机物和无机离子的化学键基频吸收都出现在中红外区。通常说的红外光谱实指中红外光谱区。注：基频的定义——振动能级由基态跃迁到第一激发态时产生的吸收峰称为基频峰，相应的频率称为基频。 第二节 基本原理 一 红外吸收光谱产生的条件 A-B分子 获得红外辐射hνL发生： Eυ＝(υ＋1/2)hν υ：振动量子数 υ＝0.1.2.3…….. ν: 振动频率 1.产生红外吸收的第一个条件 红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光的能量才能被吸收。 2. 产生红外吸收的第二个条件 分子在振动，转动过程中必须有偶极矩 的净变化。即偶极矩的变化△μ≠0 (1)红外活性 分子振动引起偶极矩的变化，从而产生红外吸收的性质，称为红外活性。其分子称为红外活性分子。如H2O ，HCl ，CO为红外活性分子。 (2)非红外活性 若△μ＝0，分子振动和转动时，不引起偶极矩变化。不能吸收红外辐射。即为非红外活性。其分子称为红外非活性分子。如 H2 ，O2 ，N2 ，Cl2….相应的振动称为红外非活性振动。 二、分子振动形式 2.分子振动的自由度 N个原子组成分子。 有3N个独立运动＝平动数＋振动数＋转动数 N个原子中每个原子都能向X，Y，Z三 个坐标方向独立运动。 即N个原子有3N个独立运动。 3个平动自由度 如H2O的振动自由度等于 3×3－6＝3 基频峰数目减少的原因 (1)不产生偶极矩变化的振动没有红外吸收，不产生红外吸收峰。 (2)有的振动形式不同，但振动频率相同，吸收峰在红外光谱图中同一位置出现，只观察到一个吸收峰，这种现象称为简并。 (3)吸收峰太弱，仪器不能分辨，或者超过了仪器可以测定的波长范围。 四.基团频率 1.基团频率：同一类的基团(化学键)都有其特定的红外吸收，它产生吸收峰的位置就称为基团频率。也称为特征吸收频率。对应的吸收峰叫特征吸收峰。 2.基团频率位移：同一类基团(化学键) ，由于所处的化学环境不同，其吸收峰的位置在一定的区域内发生移动叫基团频率位移。引起基团频率位移的因素。 (1)内部因素，分子结构本身的影响。 a 诱导效应： 吸电子基团取代，电子密度→大，k →增大，σ→增大，向高频移动。 b 共轭效应： 电子密度→小，k →减小，σ→减小，向低频移动。 (2)外部因素 a.溶剂效应: μ→大,形成氢键，溶剂极性大,导致向低频移动，强度增大。 b.态效应: g(气态)能测得到转动光谱，测得的波数高 l.s.下测不到转动光谱测得的波数低 　同一化合物的气态和液态光谱或液态 　　和固态光谱有很大的差别。 　　查阅标准图谱时，要注意试样状态及 　　制样方法等。 消除溶剂效应方法：采用非极性溶剂，如CCl4,CS2等，并以稀溶液来获得红外吸收光谱。 第三节、红外光谱仪 三 傅里叶变换红外光谱仪 2.制样方法 (1)液体或溶液试样 1)沸点低易挥发的样品：液体池法。 2)高沸点的样品：液膜法(夹于两盐片之间)。 3)固体样品可溶于CS2或CCl4等无强吸收的溶液中。液体池 (3)气体样品 气体池 四 红外光谱的应用 1.定性分析 化合物鉴定：与纯物质的谱图或标准图谱对照; 结构分析 2.定量分析：定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份的测定 比较紫外线可见光谱与红外光谱 的异同？(从产生的途径及过程，譜图形状) 解： 相同点： 1.都属于分子光谱。 2.都是由于分子中的能级跃迁产生的。 3.利用这两种光谱都能进行定性，定 量和结构分析。 不同点： 1. 产生机理不同： 紫外也称电子光谱。是由于分子中价电子跃迁所产生的，且能级差大△E→大， ν→大;而红外光谱称为振转光谱是振动和转动能级跃迁，能级差小，△E→小 V→小。 2.从研究对象和使用范围上，紫外光谱只能分析不饱和有机化学物。特别是有共轭体系的化合物及少数无机物。红外适用于分析那些分子振动偶极矩变化不为0的所有化合物(包括有机和无机。) 习题 1. 简述红外光谱是如何产生的？它与紫外光谱的联系和区别。 2. 影响红外光谱的峰强、峰位及峰数的因素有哪些？ 3. 简述红外光谱定性分析的一般过程以及制样方法。