紅外吸收光譜分析

紅外吸收光譜分析第一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五§10-1紅外吸收光譜分析概述

紅外吸收光譜法：又稱為分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，是利用物質(zhì)分子對紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收特性（即紅外光譜圖），來獲取分子中有關(guān)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息及分子的定量信息的分析方法。一、紅外光譜區(qū)的劃分二、紅外光譜的表示方法三、紅外光譜的作用

第二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五一、紅外光譜區(qū)的劃分紅外線：波長在0.75~500μm(1000μm)范圍內(nèi)的電磁波稱為紅外線。近紅外區(qū)：0.75~2.5μm（12820----4000cm-1）

—OH和—NH倍頻吸收區(qū)中紅外區(qū)：2.5~25μm（4000----400cm-1

）基團(tuán)的基頻振動(dòng)、伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)光譜遠(yuǎn)紅外區(qū)：25~500μm（400----20cm-1

）純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜第三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五T~σ曲線→前疏后密T~λ曲線→前密后疏二、紅外光譜的表示方法第四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五三、紅外光譜的作用1．可以確定化合物的類別（如芳香類）2．確定官能團(tuán)：例：—CO—，—C＝C—，—C≡C—3．推測分子結(jié)構(gòu)（簡單化合物）4．定量分析

可以用峰位,峰強(qiáng),峰數(shù),峰形來描述其圖譜。第五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五§10-2紅外吸收光譜的產(chǎn)生條件

滿足兩個(gè)條件：(1)輻射應(yīng)具有剛好能滿足物質(zhì)躍遷時(shí)所需的能量；(2)輻射與物質(zhì)之間有偶合作用（相互作用）。

對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。如：N2、O2、Cl2

等。

非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。

相當(dāng)于：偶極子在交變電場（電磁輻射的電場）中作用（示意圖）。第六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

當(dāng)一定頻率的紅外光照射分子時(shí)，如果分子中某個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率和它一樣，二者就會產(chǎn)生共振，此時(shí)光的能量通過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，這個(gè)基團(tuán)就吸收一定頻率的紅外光，產(chǎn)生振動(dòng)躍遷；如果紅外光的振動(dòng)頻率和分子中各基團(tuán)的振動(dòng)頻率不符合，該部分的紅外光就不會吸收。紅外吸收光譜圖：用連續(xù)改變頻率的紅外光照射試樣得到。第七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五§10-3分子振動(dòng)方程

雙原子分子A-B→近似看作諧振子兩原子間的伸縮振動(dòng)→近似看作簡諧振動(dòng)該體系的振動(dòng)頻率可由虎克定律得到：

分子振動(dòng)模型

多原子分子雙原子集合第八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

k：化學(xué)鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關(guān)；：雙原子的折合質(zhì)量

=m1m2/（m1+m2）因此，影響基本振動(dòng)頻率的直接因素是相對原子質(zhì)量和化學(xué)鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。

化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)（即鍵的力常數(shù)k越大）原子折合質(zhì)量越小，化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。

鍵類型—CC—>—C=C—>—C—C—

力常數(shù)15179.59.94.55.6

峰位2222cm-11667cm-11428cm-1

第九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

表某些鍵的伸縮力常數(shù)（N.cm-1）

例題:由表中查知C=C的k=9.59.9,令其為9.6,計(jì)算波數(shù)值。

正己烯中C=C鍵伸縮振動(dòng)頻率實(shí)測值為1652cm-1。

第十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五實(shí)際應(yīng)用注意：

上述用經(jīng)典力學(xué)的方法來處理分子的振動(dòng)是為了得到宏觀的圖像，便于理解并有一定性概念。但一個(gè)真實(shí)的微觀粒子需要用量子理論方法加以理解，如能量量子化。實(shí)際上，在一個(gè)分子中，基團(tuán)與基團(tuán)間，基團(tuán)中的化學(xué)鍵之間都相互有影響，因此基本振動(dòng)頻率除了決定于化學(xué)鍵兩端的原子質(zhì)量、化學(xué)鍵的力常數(shù)外，還與內(nèi)部因素（結(jié)構(gòu)因素）及外部因素（化學(xué)環(huán)境）有關(guān)。第十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

雙原子分子振動(dòng)簡單，而多原子分子中情況變得復(fù)雜，但可以把其振動(dòng)分解為許多簡單的基本振動(dòng)。以亞甲基為例，分子的振動(dòng)形式可分為兩類：伸縮振動(dòng)和變形或彎曲振動(dòng)。

伸縮振動(dòng)——指鍵長沿鍵軸方向發(fā)生周期性變化的振動(dòng)。

變形振動(dòng)（彎曲振動(dòng)，變角振動(dòng)）——

指鍵角發(fā)生周期性變化、而鍵長不變的振動(dòng)

§10-4分子振動(dòng)的形式（多原子分子）

第十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五*1．兩類基本振動(dòng)形式變形振動(dòng)（亞甲基）:伸縮振動(dòng)（亞甲基）：第十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五注：對于紅外吸收來說，振動(dòng)自由度反映吸收峰數(shù)量，但吸收峰數(shù)與振動(dòng)自由度數(shù)往往不符（吸收峰數(shù)常少于振動(dòng)數(shù)目）。2．振動(dòng)的自由度指分子的基本振動(dòng)數(shù)目。N個(gè)原子組成分子，每個(gè)原子在空間具三個(gè)自由度第十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五示例水分子——非線性分子第十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五示例CO2分子——線性分子該例：紅外非活性振動(dòng)；發(fā)生了簡并（即振動(dòng)頻率相同的峰重疊）→使吸收峰的數(shù)目少于振動(dòng)自由度數(shù)目。其他情況見書p296第十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五3.特征峰與相關(guān)峰（一）特征峰：可用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰。（二）相關(guān)峰：由一個(gè)官能團(tuán)引起的一組具有相互依存關(guān)系的特征峰。注：用一組相關(guān)峰可以提高簽定某一官能團(tuán)存在的可靠性。第十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五例如：苯環(huán)的相關(guān)峰1.C-H伸縮振動(dòng)(>3000cm-1)

2.苯環(huán)骨架ν（C=C）:1600cm-1和1500cm-1

第十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五3.Ar—H面外變形振動(dòng)γ：650～900cm-1(較強(qiáng))。譜峰數(shù)目只與取代情況有關(guān)而與取代基種類無關(guān)。4.

1650～2000cm-1出現(xiàn)由2～6個(gè)峰組成的特征峰群，此倍頻區(qū)峰的形狀與特定的取代類型相關(guān)聯(lián)。

第十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五§10-5紅外光譜的吸收強(qiáng)度

一、吸收峰強(qiáng)的表示方法

二、影響峰強(qiáng)度的因素強(qiáng)峰s(ε=20~100)中強(qiáng)峰m(ε=10~20)弱峰w(ε=1~10)極弱峰vw(ε<1)紅外吸收峰強(qiáng)度比紫外吸收峰小2～3個(gè)數(shù)量級。振動(dòng)過程中偶極矩的變化（躍遷幾率）吸收峰強(qiáng)度偶極矩的平方結(jié)構(gòu)的對稱性溶劑種類、試樣濃度振動(dòng)形式第二十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五如：1）化學(xué)鍵連接原子的電負(fù)性大小

電負(fù)性差別↑，Δμ↑，峰↑2）分子的對稱性

完全對稱的結(jié)構(gòu)，Δμ=0，無紅外活性（振動(dòng)）不對稱的結(jié)構(gòu)，Δμ≠0，有紅外活性（振動(dòng)）

對稱性差偶極矩變化大吸收峰強(qiáng)度大

第二十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五一、紅外吸收頻率類型1.基頻

=0→=1，躍遷幾率最大，吸收峰的強(qiáng)度最強(qiáng)。一般特征峰都是基頻吸收。2.倍頻

=0→=2、或=3……，所產(chǎn)生的吸收峰。振動(dòng)的非諧性，則能級間隔非等距，故倍頻不是基頻波數(shù)的整數(shù)倍，而是略小些?！?0-6紅外光譜的特征性、基團(tuán)頻率第二十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五3.合頻

兩個(gè)(或更多)不同頻率(如1+2，21+2)之和，這是由于吸收光子同時(shí)激發(fā)兩種頻率的振動(dòng)。

4.差頻

2-1，處于一個(gè)激發(fā)態(tài)的分子在吸收足夠的外加輻射而躍遷到另一激發(fā)態(tài)。

倍頻、合頻和差頻統(tǒng)稱為泛頻。二、紅外光譜的特征性紅外光譜的最大特點(diǎn)是具有特征性。大多有機(jī)物的紅外光譜基本上是C、H、O、N等元素所形成化學(xué)鍵的振動(dòng)貢獻(xiàn)的。

第二十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五基團(tuán)特征頻率

與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的、固定在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率——基團(tuán)頻率（特征峰）。例：28003000cm-1—CH3特征峰；16001850cm-1—C=O特征峰；基團(tuán)所處化學(xué)環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1

酮—CH2—CO—O—1735cm-1

酯—CH2—CO—NH—1680cm-1

酰胺

掌握各種基團(tuán)頻率及其位移規(guī)律，就可應(yīng)用紅外光譜來檢定化合物中存在的基團(tuán)及其在分子中的相對位置。第二十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五特征區(qū)與指紋區(qū)1．特征區(qū)（基團(tuán)頻率區(qū)）：

4000~1350cm-1的高頻區(qū)各種單鍵（含H）、雙鍵和三鍵的伸縮振動(dòng)及面內(nèi)彎曲振動(dòng)特點(diǎn)：吸收峰稀疏、較強(qiáng)，易辨認(rèn)2．指紋區(qū)：1350~400cm-1的低頻區(qū)包含C—X（X：O，H，N）單鍵的伸縮振動(dòng)及各種面內(nèi)彎曲振動(dòng)特點(diǎn)：吸收峰密集、難辨認(rèn)→指紋三、紅外光譜信息區(qū)的劃分第二十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五紅外光譜信息區(qū)

常見的化學(xué)基團(tuán)在4000670cm-1范圍內(nèi)有特征頻率，為便于記憶，常依據(jù)基團(tuán)的振動(dòng)形式，分為四個(gè)區(qū)：(1)40002500cm-1

X—H伸縮振動(dòng)區(qū)（X=O，N，C，S）(2)2500

2000cm-1

三鍵，累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(3)20001500cm-1

雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(4)1500400cm-1

X—Y伸縮，

X—H變形振動(dòng)區(qū)第二十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五1．X—H伸縮振動(dòng)區(qū)（40002500cm-1）（1）—O—H36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r(shí)，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時(shí)，發(fā)生締合作用，峰形較寬?！狽—

H伸縮振動(dòng)：35003100cm-1注意區(qū)分：NH比OH稍弱、稍尖。受氫鍵影響大，氫鍵使吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)。第二十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（3）不飽和碳原子上的=C—H（C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H3010

3260cm-1

C—H3300cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH32960cm-1反對稱伸縮振動(dòng)2870cm-1對稱伸縮振動(dòng)—CH2—2930cm-1反對稱伸縮振動(dòng)2850cm-1對稱伸縮振動(dòng)—C—H2890cm-1弱吸收3000cm-1以下第二十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五譜圖：第二十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五2．叁鍵（C

C）伸縮振動(dòng)區(qū)（25002000

cm-1）在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少。（1）RCCH（21002140cm-1）

RCCR'（21902260cm-1）

R=R'

時(shí)，無紅外活性（2）RCN（21002140cm-1）

非共軛22402260cm-1共軛22202230cm-1僅含C、H、N時(shí)：峰較強(qiáng)、尖銳；有O原子存在時(shí)，O越靠近CN，峰越弱。第三十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五如：腈基CN化合物υC≡N2240～2260cm-1第三十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五3．雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（20001500

cm-1

）（1）RC=CR'

16201680cm-1

強(qiáng)度弱，

R=R'

（對稱）時(shí)，無紅外活性。（2）單核芳烴的C=C鍵伸縮振動(dòng)（16001500cm-1）兩個(gè)峰，芳烴骨架結(jié)構(gòu)的特征峰。第三十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五苯衍生物的C=C

苯衍生物在16502000cm-1出現(xiàn)C-H和C=C鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來判斷取代基位置。20001600第三十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五第三十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（3）C=O（18501600cm-1）

碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。飽和醛(酮)17401720cm-1，強(qiáng)、尖；不飽和向低波移動(dòng)。醛，酮的區(qū)分？醛在２８２０和２７２０cm-1附近的特征峰，后者尖銳易辨別。第三十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五醛：特征1：醛羰基ν(C＝O)：～1725cm-1。特征2：2820cm-1和2720cm-1弱的雙峰。

第三十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五酮：酮羰基ν(C＝O)：1710～1715cm-1。第三十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五脂類:C=O吸收峰：1725～1750cm-1

，強(qiáng)。不受氫鍵影響，在各種不同極性的溶劑中測定，峰位置無明顯變化。酸酐:C=O雙吸收峰：1820～1750cm-1

，兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合裂分。

線性酸酐：兩吸收峰高度接近，高波數(shù)峰稍強(qiáng)。

環(huán)形結(jié)構(gòu)：低波數(shù)峰強(qiáng)。羧酸:單體羧酸C=O：1820～1750cm-1

，但由于氫鍵作用，通常以二分子締合體的形式存在，吸收峰出現(xiàn)在：1725～1700cm-1

。第三十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五第三十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五酸酐：第四十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五羧酸：第四十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五4.X—Y伸縮、X—H變形振動(dòng)區(qū)(1500～400cm-1

)

指紋區(qū)(1350650cm-1)，較復(fù)雜，主要價(jià)值在于表示整個(gè)分子的特征。

有些譜峰也可確定為基團(tuán)頻率：

CH3對稱變形振動(dòng)：1380cm-1，判斷甲基是否存在；

C-O的伸縮振動(dòng)：1000

1300cm-1，該區(qū)最強(qiáng)，易識別；苯環(huán)上Ｈ原子面外變形的吸收峰９00

６５0cm-1，判斷取代基類型。第四十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五二甲苯三種異構(gòu)體的紅外光譜圖

第四十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)第四十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五小結(jié)：用一組相關(guān)峰可更確定地鑒別官能團(tuán)；不是所有紅外譜帶都能與化學(xué)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，特別是指紋區(qū)；指紋區(qū)適宜于用來與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較，以驗(yàn)證未知物的結(jié)構(gòu)；紅外光譜解釋往往需從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，因?yàn)槲辗逦恢米兓挠绊懸蛩囟?，變化范圍寬。第四十五頁，共七十九頁，編輯?023年，星期五

外部因素：試樣狀態(tài)、測定條件及溶劑極性等。外部因素的影響將使紅外吸收頻率產(chǎn)生較大改變。

⑴物理狀態(tài)的影響

研究得比較成熟的是羰基伸縮振動(dòng)的位移規(guī)律。

1.外部因素

氣態(tài)分子：分子間作用力弱，測得的頻率最高。丙酮：氣態(tài)C=01742cm-1；液態(tài)C=01718cm-1

羧酸：氣態(tài)，二聚體C=01730cm-1

純液體，二聚體C=01712cm-1

§10-7影響基團(tuán)頻率位移的因素第四十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五例：羧酸（-COOH）非極性溶劑（CCl4，CS2），單體：σC=01762cm-1

極性溶劑，乙醚中：σC=01735cm-1

乙醇中：σC=01720cm-1

⑵溶劑的影響

規(guī)律：極性基團(tuán)（-OH、-NH、C=O、-CN）的伸縮振動(dòng)頻率隨溶劑極性增大（相互作用增強(qiáng)）而向低波數(shù)方向移動(dòng)，即溶劑極性↑，極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率↓。而極性基團(tuán)的變形振動(dòng)則呈相反的變化規(guī)律。第四十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五2.內(nèi)部因素

①誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）

由于電負(fù)性大的基團(tuán)（或原子）的吸電子能力，使振動(dòng)頻率移向高波數(shù)區(qū)。（1）電效應(yīng)

包括誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和偶極場效應(yīng)，它們都是由于化學(xué)鍵的電子分布不均勻而引起的。第四十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

②共軛效應(yīng)(M效應(yīng))

共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子云密度平均化，使振動(dòng)頻率移向低波數(shù)區(qū)。第四十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

當(dāng)含有孤對電子的原子與具有多重鍵的原子相連時(shí)，也可引起類似的共軛作用(n—π共軛，形成共振結(jié)構(gòu))，引起的基團(tuán)特征頻率位移。例：酰胺分子中存在的共振結(jié)構(gòu)：

C=O雙鍵的電子云移向C-N單鍵，雙鍵的電子云密度平均化，力常數(shù)下降，吸收頻率向低波數(shù)位移。

③偶極場效應(yīng)（F效應(yīng)）電效應(yīng)通過分子內(nèi)的空間起作用。見書P309（例）。第五十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

受濃度影響較大

（2）氫鍵

使伸縮頻率降低第五十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（3）振動(dòng)的偶合反對稱偶合振動(dòng)對稱偶合振動(dòng)

適當(dāng)結(jié)合的兩個(gè)振動(dòng)頻率很相近的基團(tuán)，它們的振動(dòng)相互作用使譜峰裂分成2個(gè)，一個(gè)高于正常頻率，一個(gè)低于正常頻率。例如：酸酐裂分為兩個(gè)譜峰。

第五十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（4）費(fèi)米共振

當(dāng)一振動(dòng)的倍頻與另一振動(dòng)的基頻接近時(shí)，由于發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生裂分。

又如：苯甲醛的C-H伸縮振動(dòng)（2800cm-1）和C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)（1400cm-1）的第一倍頻，發(fā)生費(fèi)米共振而產(chǎn)生2780cm-1和2700cm-1兩個(gè)吸收峰。第五十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（5）立體障礙

空間位阻變大，使羰基不能與環(huán)己烯中的雙鍵很好地共平面，使共軛不完全，所以向高波數(shù)位移。

空間位阻使分子間不易形成氫鍵。下例中羥基伸縮振動(dòng)隨著空間位阻變大向高波數(shù)位移。CCCOOOCH3CH3CH3CH3CH3CH3H3C166316681693σC=O/cm-1OHOHCCCCH3CH3CH3CH3CH3H3CCH3CH3CH3OHCCCH3CH3CH3CH3CH3H3Cσ3380O-H35103530/cm-1第五十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五（6）環(huán)的張力環(huán)丙烷的環(huán)張力大，其CH2伸縮振動(dòng)的波數(shù)較高。環(huán)酮中羰基伸縮振動(dòng)隨著環(huán)張力變大向高波數(shù)位移。

3060～30302900～2800σC-H/cm-1OOO171517451784σC=O/cm-1第五十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

官能團(tuán)定性

結(jié)構(gòu)分析§10-8紅外光譜定性分析紅外光譜定性分析

官能團(tuán)定性：依紅外光譜的特征基團(tuán)頻率來檢定物質(zhì)含有的基團(tuán)；

結(jié)構(gòu)分析：也叫結(jié)構(gòu)剖析，由紅外光譜結(jié)合其它實(shí)驗(yàn)資料（如相對分子質(zhì)量、物理常數(shù)、紫外光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜等等）來推斷有關(guān)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。第五十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五應(yīng)用紅外譜圖解析的過程：試樣的分離和精制：得到單一的純物質(zhì)了解盡可能多的信息：試樣來源、元素分析值、相對分子質(zhì)量、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、有關(guān)的化學(xué)性質(zhì)，以及紫外、核磁、質(zhì)譜等3.計(jì)算不飽和度4.譜圖解析

5.與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照（純物質(zhì)譜圖和標(biāo)準(zhǔn)譜圖集）6.計(jì)算機(jī)紅外光譜譜庫及其檢索系統(tǒng)第五十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五不飽和度計(jì)算：經(jīng)驗(yàn)式U=1+n4+(n3–n1)/2+1n4

，n3

，n1分別為分子式中四價(jià)、三價(jià)、一價(jià)原子數(shù)目。作用：推斷分子中含有雙鍵或飽和環(huán)（U=1）、三鍵（U=2）、苯環(huán)（U=4）的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2

U=1+9+（0

–8）/2=6第五十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

譜圖解析：

解釋譜圖時(shí)先從各個(gè)區(qū)域的特征頻率入手，發(fā)現(xiàn)某基團(tuán)后，再根據(jù)指紋區(qū)進(jìn)一步核證該基團(tuán)及其與其它基團(tuán)的結(jié)合方式。據(jù)此，結(jié)合了解的其他信息，推斷結(jié)構(gòu)。第五十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五如：推測C4H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）U=1-8/2+4=12）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)第六十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五如：C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1）U

=1+（1-7）/2+8=62）峰歸屬3）可能的結(jié)構(gòu)第六十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五如：C8H8O

U=5解析過程可能結(jié)構(gòu)：第六十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫簡介:

最常用薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖庫。應(yīng)用最多，約20萬張的紅外譜圖，每年增補(bǔ)。該譜圖集有多種檢索方法，例如分子式索引、化合物名稱索引、化合物分類索引和相對分子質(zhì)量索引等。一些儀器廠商也開發(fā)出聯(lián)機(jī)檢索譜圖庫。第六十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五

通過對特征吸收譜帶強(qiáng)度的測量來求出組份含量。理論依據(jù)：朗伯-比爾定律：

A=-lg(I/I0)=lg(1/T)=?c

?l特點(diǎn)：（1）紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，能方便地對單一組分和多組分進(jìn)行定量分析。（2）不受樣品狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、液體和固體樣品，測溶液普遍。（3）但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組分的測定。§10-9紅外光譜定量分析第六十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五選擇吸收帶的原則：

1.一般選組分的特征吸收峰，并且該峰應(yīng)該是一個(gè)不受干擾和其他峰不相重疊的孤立的峰。例如：分析酸、酯、醛、酮時(shí)，應(yīng)該選擇與羰基（>C=O）振動(dòng)有關(guān)的特征吸收帶。2.所選擇的吸收帶的吸收強(qiáng)度應(yīng)與被測物質(zhì)的濃度有線性關(guān)系。3.若所選的特征峰附近有干擾峰時(shí)，也可以另選一個(gè)其他的峰，但此峰必須是濃度變化時(shí)其強(qiáng)度變化靈敏的峰，這樣定量分析誤差較小。第六十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五定量方法：

（1）一點(diǎn)法：不考慮背景吸收，直接從譜圖中讀取選定波數(shù)的透過率。

（2）基線法：用基線來表示該吸收峰不存在時(shí)的背景吸收。

當(dāng)采用KBr壓片法、研糊法和液膜法進(jìn)行定量分析時(shí)，由于樣品的厚度難以精確控制，此時(shí)可采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

第六十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五兩種類型：色散型干涉型（傅里葉變換紅外光譜儀）§10-10紅外光譜儀第六十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期五一、色散型第六十八頁，共七十九頁，編輯于2023