【本章小結】

（1）基本原理

分子受紅外輻射照射后，分子的振動和轉動運動由較低能級向較高能級躍遷，從而導致對特定頻率紅外輻射的選擇性吸收，由此形成特征性很強的紅外吸收光譜，紅外光譜又稱振-轉光譜。

吸收峰出現的頻率位置是由振動能級差決定，吸收峰的個數與分子振動自由度的數目有關，而吸收峰的強度則主要取決于振動過程中偶極矩的變化以及能級的躍遷概率。

產生紅外光譜必須滿足兩個條件：

①紅外光的頻率與分子中某基團振動頻率一致；

②分子振動引起瞬間偶極矩變化。完全對稱分子，沒有偶極矩變化，輻射不能引起共振，無紅外活性。

（2）振動的基本類型

多原子分子的振動，不僅包括雙原子分子沿其核-核的伸縮振動，還有鍵角參與的各種可能的變形振動。因此，一般將振動形式分為兩類，即伸縮振動和彎曲振動。

實際上，絕大多數化合物在紅外光譜圖上出現的峰數，遠小于理論上計算的振動數，這是由如下原因引起的：

①沒有偶極矩變化的振動，不產生紅外吸收，即非紅外活性；

②相同頻率的振動吸收重疊，即簡并；

③儀器不能區別那些頻率十分相近的振動，或因吸收帶很弱，儀器檢測不出；

④有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外。

（3）影響吸收峰強度的因素

在紅外光譜中，一般按摩爾吸收系數ε的大小來劃分吸收峰的強弱等級。

振動能級的躍遷概率和振動過程中偶極矩的變化是影響譜峰強弱的兩個主要因素。

（4）基團頻率和特征吸收峰

通常把這種能代表基團存在、并有較高強度的吸收譜帶稱為基團頻率，其所在的位置一般又稱為特征吸收峰。按吸收的特征，又可劃分為官能團區和指紋區。

（5）官能團區和指紋區

紅外光譜的整個范圍可分成4000～1300cm-1與1300～600cm-1兩個區域。

4000～1300cm-1區域的峰是由伸縮振動產生的吸收帶。由于基團的特征吸收峰一般位于高頻范圍，并且在該區域內，吸收峰比較稀疏，因此，它是基團鑒定工作最有價值的區域，稱為官能團區。

在1300～600cm-1區域中，除單鍵的伸縮振動外，還有因變形振動產生的復雜光譜。當分子結構稍有不同時，該區的吸收就有細微的差異。這種情況就像每個人都有不同的指紋一樣，因而稱為指紋區。指紋區對于區別結構類似的化合物很有幫助。

（6）主要基團的特征吸收峰

用紅外光譜來確定化合物是否存在某種官能團時，首先應該注意該官能團的特征峰是否存在，同時也應找到它的相關峰作為旁證。

（7）影響基團頻率的因素

盡管基團頻率主要由其原子的質量及原子的力常數所決定，但分子內部結構和外部環境的改變都會使其頻率發生改變，因而使得許多具有同樣基團的化合物在紅外光譜圖中出現在一個較大的頻率范圍內。影響基團頻率的因素可分為內部及外部兩類。

（8）紅外吸收光譜儀的類型

測定紅外吸收的儀器有兩種類型：①光柵色散型分光光度計；②傅里葉變換紅外光譜儀。色散型紅外分光光度計和紫外、可見分光光度計相似，也是由光源、單色器、試樣室、檢測器和記錄儀等組成。傅里葉變換紅外光譜儀是由紅外光源、干涉儀（邁克爾遜干涉儀）、試樣插入裝置、檢測器、計算機和記錄儀等部分構成。

（9）紅外吸收光譜法的應用

紅外光譜廣泛地用于化合物的定性、定量分析和化學反應的機理研究等。但是紅外光譜應用最廣的還是未知化合物的結構鑒定。

（10）紅外光譜圖解析的方法

①了解樣品來源、純度（>98%）、外觀包括對樣品的顏色、氣味、物理狀態、灰分等進行觀察。如未知物含雜質，先進行分離、提純。

②確定未知物的不飽和度。

③由IR譜圖確定基團及結構。

④推測可能的結構。

⑤查閱標準譜圖，與此對照核實。