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当红外光照射物质份子时,其具有的能量引起振动能级和转动能级的跃迁,不 烧镁砖同的份子和基团具有不同的振动 ,根据份子的特征吸收可以鉴定化合物和份子的 结构. 利用红外光谱对物质份子进行的分析和鉴定 .将一束不同波长的红外射线照 射到物质的份子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一份子的红外吸收光 谱.每种份子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,据此可以对份子进 行结构分析和鉴定.
红外吸收光谱是由份子不停地作振动和转动运动而产生的 ,份子振动是指分 子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子份子可组成多种振动图形.当份子 中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时 ,这种振动方式称 简正振动〔例如伸缩振动和变角振动〕 .
份子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应 , 拼接处理器因此当份子的振动状态 改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发份子而振动而产生红外吸收 光谱.
份子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的 .但由于在份子的振动跃迁 过程中也往往伴有转动跃迁,使振动光谱呈带状.所以份子的红外光谱属带状光谱.
份子越大,红外谱带也越多.
红外光谱的应用
〔一〕化合物的鉴定
用红外光谱鉴定化合物,铁水包其优点是简便、迅速和可靠；同时样品用量少、可 回收；对样品也无特殊要求,无论气体、固体和液体均可以进行检测.有关化合物 的鉴定包括下列几种：
1、鉴别化合物的异同
某个化合物的红外光谱图同熔点、 沸点、 折射率和比旋度等物理常数一样是 该化合物的一种特征.特别是有机化合物的红外光谱吸收峰多达 20 个以上,如同 人的指纹一样彼此各不相同, 因此用它鉴别化合物的异同,可靠性比其它物理手段 强.如果二个样品在相同的条件下测得的光谱彻底一致,就可以确认它们是同一化 合物,例外较少.但当二个图有差别时,情况较复杂,须考虑下列因素,方能作出正确
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的结论：
A．同质异晶体： 此为化学结构彻底相同而晶形不同的化合物. 由于份子在不 同晶体的晶格中罗列方式不一样, 因此对光的散射和折射不相同,导致同质异晶体 女厕老式沟槽式厕所的固相红外光谱有差异,而在溶液中测的液相光谱应是相同的.
B、同系物： 同系物仅是构成链的单元数不同, 因此它们的份子无序罗列的液 相光谱往往相同, 固相光谱则因晶体内晶胞不同而有弱小的差别.所以在鉴定大分 子的聚合物、多糖和长脂肪链的同系物时,最好同时对照固相和液相光谱的异同, 方能作出正确的判断.将二种同系物配成相同浓度的溶液,测量某些基团的吸收峰 强度,如正脂肪酸同系物 ,可以根据亚甲基 <2930>和甲基<2960>二个蜂的强度比 进行识别.
C、来源和精制方法：应注意到有些结构相同的化合物会因来源和精制方法 的不同而使固相光谱有差异.
D、溶剂和浓度：液相光谱鉴别化合物的异同须采用同一种溶剂和相同的浓 度, 因为溶剂本身有一些吸收峰能把试样的弱吸收掩盖；此外氢键等溶剂效应在 不同浓度下作用强弱不等,也能够引起光谱的变化.
E、吸收峰的相对强度：对照光谱的异同不仅要注意每一个吸收峰的位置是否 一致,而且要注意各个蜂彼此之间的相对强度是否符合,否则就可能是结构上的微 小差别引起的.
2、鉴别光学异构体： 旋光性化合物的左、右对映体的固相红外光谱是相同的 . 对映体和外消旋体由于晶格中份子的罗列不同 ,使它们的固体光谱彼此不同 , 而溶液或者熔融的光谱就彻底相同 .非对映异构体因为是二种不同的化合物 ,所 以无论是固相,还是液相光谱均不相同,特别在指纹区有各自的特征峰 .但是大 份子的差向异构体如高三尖杉酯碱与表高三尖衫酯碱 , 由于彼此晶格不同 , 固 相光谱的差别较大,而液相光谱差别很小,这是应该注意的问题.
3、区分几何<顺、反>异构体： 对称反式异构体中的双键处于份子对称中心,在分 子振动中链的偶极矩变化极小, 因此在光谱中不浮现双键吸收峰.顺式异构体无对 称中心,偶极矩有改变,故有明显的双键特征峰, 以此可区分顺、反异构体.
不对称的份子, 由于反式异构体的对称性比顺式异构体高, 因此双键的特征峰
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前者弱,后者强.
4烷基叔丁基醚、区分构象异构体： 同一种化学键在不同的构象异构体中的振动频率是不一样 的. 以构象固定的六元环上的 C—Y 键为例,平展的 C—Ys100无人机 键伸缩振动频率高于 直立键,原因在于直立的 C—Y 键垂直于环的平面,其伸缩振动作用于碳上的 复位力小； Y 若在平展键,C—Y 的伸缩振动使环扩 X,复位力大,所以振动频率 高.研究构象异构体要注意相的问题 . 固态结晶物质通常惟独单一的构象 ,而液 态样品大多是多种构象异构体的混合物 , 因此二种相的光谱不尽相同 .如果固 相和液相光谱相同,则表明该化合物惟独一种构象．
环状邻位双羟基化合物可以利用羟基之间的氢键推定构相 .有份子内氢键的 羟基特征峰波数低于游离羟基的波数.氢键越强,二者波数差越大.
5、 区分互变异构体：有机化学中时常碰到互变异构现象,如β－双酮有酮式和烯 醇式二种,红外光谱极容易区分它们.在四氯化碳溶液中酮式在~ 1730cm－1 有 二个峰,烯醇式惟独一个氢键鳌合的羰基 ,动频率降至 1650 cm－1, 比酮式低 80~100 cm－1 . 同时在 1640~1600 cm－1 区有共轭双键特征峰,强度与羰基近似.
〔二〕 定性分析
根据主要的特征峰可以确定化合物中所含官能团, 以此鉴别化合物的类型.如 某化合物的图谱中只显示饱和 C－H 特征峰,就是烷烃化合物；如有＝C－H 和 C ＝C 或者 C≡C 等不饱和键的峰,就属于烯类或者炔类；其它宫能团如 H—X,X≡Y, ＞ C＝O 和芳环等也较易认定,从而可以确定化合物为醇、胺、脂或者羰基等.
同一种官能团如果处在不同的化合物中 ,就会因化学环境不相同而影响到它 的吸收峰位置,为推定化合物的份子结构提供十分重要的信息. 以羰基化合物为例, 有酯、 醛和酸酐等,利用化学性质有的容易鉴别,有的却很艰难,而红外光谱就比较 方便和可靠.红外光谱用于定性方面的另一长处是 5000~1250 cm－1 区内官能团 特征峰与紫外光谱一样有加和性 ,可用它鉴定复杂结构份子或者二聚体中含官能团 的各个单体.
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