【本章小结】

（1）基本原理

分子受红外辐射照射后，分子的振动和转动运动由较低能级向较高能级跃迁，从而导致对特定频率红外辐射的选择性吸收，由此形成特征性很强的红外吸收光谱，红外光谱又称振-转光谱。

吸收峰出现的频率位置是由振动能级差决定，吸收峰的个数与分子振动自由度的数目有关，而吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化以及能级的跃迁概率。

产生红外光谱必须满足两个条件：

①红外光的频率与分子中某基团振动频率一致；

②分子振动引起瞬间偶极矩变化。完全对称分子，没有偶极矩变化，辐射不能引起共振，无红外活性。

（2）振动的基本类型

多原子分子的振动，不仅包括双原子分子沿其核-核的伸缩振动，还有键角参与的各种可能的变形振动。因此，一般将振动形式分为两类，即伸缩振动和弯曲振动。

实际上，绝大多数化合物在红外光谱图上出现的峰数，远小于理论上计算的振动数，这是由如下原因引起的：

①没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收，即非红外活性；

②相同频率的振动吸收重叠，即简并；

③仪器不能区别那些频率十分相近的振动，或因吸收带很弱，仪器检测不出；

④有些吸收带落在仪器检测范围之外。

（3）影响吸收峰强度的因素

在红外光谱中，一般按摩尔吸收系数ε的大小来划分吸收峰的强弱等级。

振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化是影响谱峰强弱的两个主要因素。

（4）基团频率和特征吸收峰

通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。按吸收的特征，又可划分为官能团区和指纹区。

（5）官能团区和指纹区

红外光谱的整个范围可分成4000～1300cm-1与1300～600cm-1两个区域。

4000～1300cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。由于基团的特征吸收峰一般位于高频范围，并且在该区域内，吸收峰比较稀疏，因此，它是基团鉴定工作最有价值的区域，称为官能团区。

在1300～600cm-1区域中，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的复杂光谱。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。

（6）主要基团的特征吸收峰

用红外光谱来确定化合物是否存在某种官能团时，首先应该注意该官能团的特征峰是否存在，同时也应找到它的相关峰作为旁证。

（7）影响基团频率的因素

尽管基团频率主要由其原子的质量及原子的力常数所决定，但分子内部结构和外部环境的改变都会使其频率发生改变，因而使得许多具有同样基团的化合物在红外光谱图中出现在一个较大的频率范围内。影响基团频率的因素可分为内部及外部两类。

（8）红外吸收光谱仪的类型

测定红外吸收的仪器有两种类型：①光栅色散型分光光度计；②傅里叶变换红外光谱仪。色散型红外分光光度计和紫外、可见分光光度计相似，也是由光源、单色器、试样室、检测器和记录仪等组成。傅里叶变换红外光谱仪是由红外光源、干涉仪（迈克尔逊干涉仪）、试样插入装置、检测器、计算机和记录仪等部分构成。

（9）红外吸收光谱法的应用

红外光谱广泛地用于化合物的定性、定量分析和化学反应的机理研究等。但是红外光谱应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。

（10）红外光谱图解析的方法

①了解样品来源、纯度（>98%）、外观包括对样品的颜色、气味、物理状态、灰分等进行观察。如未知物含杂质，先进行分离、提纯。

②确定未知物的不饱和度。

③由IR谱图确定基团及结构。

④推测可能的结构。

⑤查阅标准谱图，与此对照核实。