1?紅外光的定義

1800年，英國科學(xué)家赫歇爾在實驗室發(fā)現(xiàn)了紅外光。它是一種波長比紅光長的電磁波，具有明顯的熱效應(yīng)，使人們感覺到和看不見。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當某些金屬和其他材料的表面照射某些波長的光（可見光或不可見光）時，金屬和其他材料會發(fā)射電子流，稱為光電效應(yīng)。

紅外線，又稱紅外線，是一種波長比可見光長的電磁波(光)，波長在770納米到1mm之間。通常，紅外線通常分為三個區(qū)域，接近紅外線區(qū)域（波長780nm~2500nm），中紅外區(qū)(波長25000nm~25000nm），遠紅外區(qū)(波長25μm~1000μm）。一般來說，近紅外光譜是由分子的倍頻和合頻產(chǎn)生的；中紅外光譜屬于分子的基頻振動光譜；遠紅外光譜屬于分子的旋轉(zhuǎn)光譜和某些基團的振動光譜。

由于絕大多數(shù)有機現(xiàn)了絕大多數(shù)有機物和無機物的基頻吸收帶，中紅外地區(qū)是研究和應(yīng)用最多的地區(qū)，數(shù)據(jù)積累最多，儀器技術(shù)最成熟。紅外光譜通常是指中紅外光譜。

2?產(chǎn)生紅外光譜

2.1?紅外光譜的定義

光譜分析是一種識別物質(zhì)并確定其化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)或相對含量的方法。根據(jù)分析原理，光譜技術(shù)主要分為吸收光譜、發(fā)射光譜和散射光譜；

根據(jù)被測位置的形式，光譜技術(shù)主要包括原子光譜和分子光譜。紅外光譜屬于分子光譜，包括紅外發(fā)射和紅外吸收光譜譜。

當一束具有連續(xù)波長的紅外光通過物質(zhì)、振動頻率或旋轉(zhuǎn)頻率與紅外光頻率相同時，分子吸收能量從原基態(tài)振動（旋轉(zhuǎn)）動能水平轉(zhuǎn)移到高能振動（旋轉(zhuǎn)）動能水平，分子吸收紅外輻射振動和旋轉(zhuǎn)能水平，波長光被物質(zhì)吸收。

因此，紅外光譜本質(zhì)上是一種根據(jù)分子內(nèi)原子之間的相對振動和分子旋轉(zhuǎn)來確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和識別化合物的分析方法。用儀器記錄分子吸收紅外光的情況，得到紅外光譜圖。

當外部電磁波照射分子時，如果電磁波的能量等于分子的兩能級差，則該頻率的電磁波被分子吸收，導(dǎo)致分子對應(yīng)能級的跳躍，宏觀表現(xiàn)為透射光強度較小。電磁波能量與分子的兩能級差必須是產(chǎn)生紅外吸收光譜的條件之一，這決定了吸收峰的位置。

紅外光吸收光譜的第二個條件是紅外光與分子之間的偶合作用。為了滿足這種情況，分子振動時的偶極矩必須改變。這實際上保證了紅外光的能量傳遞給分子，通過分子振動偶極矩的變化來實現(xiàn)。

紅外光譜?(Infrared?Spectroscopy,?IR)?研究究開始?20?世紀初，自?1940?紅外光譜在有機化學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在一些新技術(shù)?(如發(fā)射光譜、光聲光譜、色譜-紅外聯(lián)用等。?紅外光譜技術(shù)的出現(xiàn)使紅外光譜技術(shù)更加蓬勃發(fā)展。

2.2?分子振動類型

伸縮振動和彎曲振動。前者是指原子沿鍵軸的往復(fù)運動，在振動過程中鍵長發(fā)生變化。后者是指垂直于化學(xué)鍵的原子的振動。不同的振動形式通常用不同的符號表示。例如，伸縮振動可分為對稱伸縮振動和反對稱伸縮振動?Vs?和Vas?表示。彎曲振動可分為面內(nèi)彎曲振動(δ)面外彎曲振動(γ)。

2.3?紅外光譜表示法

波長通常用于紅外光譜(λ)或波數(shù)(σ)用透光率表示吸收峰的位置(T%)或吸光度(A)為縱坐標，表示吸收強度。

l?峰位:吸收峰位(吸收頻率)

各種分子官能團的特征吸收峰只出現(xiàn)在紅外光譜的一定范圍內(nèi)，如：C=O伸縮振動一般為1700cm-1范圍左右。

l?峰強：吸收峰強

峰的強度取決于分子振動時偶極矩的變化，偶極矩的變化越小，譜帶強度越弱。

l?峰形:吸收峰形(尖峰、寬峰、肩峰)

紅外吸收可能在同一頻率范圍內(nèi)被不同的基團吸收，如-OH、-NH伸縮振動峰為3400~3200?cm-1.但兩者的峰型形狀明顯不同，峰型的差異有助于識別官能團。

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