红外光谱基本原理课件目录•红外光谱基本原理•红外光谱仪器•红外光谱实验技术•红外光谱的局限性•红外光谱的发展趋势与展望PART01红外光谱基本原理红外光谱的产生分子振动光的吸收与发射红外光谱分子中的原子或分子的振动会产生能量变化，当这种变化与入射光的能量相匹配时，就会产生共振，从而吸收特定波长的光。分子振动产生的能量变化会导致分子吸收特定波长的光，而其他波长的光则被反射或透射。通过测量不同波长光的吸收或发射，可以获得分子的振动和转动信息，从而形成红外光谱。分子振动与转动振动模式01分子中的原子或分子的振动模式可以分为伸缩振动和弯曲振动。伸缩振动是指原子沿键轴方向的振动，而弯曲振动则是指原子绕键轴的振动。转动模式02分子中的原子或分子的转动模式可以分为刚性转动和弹性转动。刚性转动是指整个分子作为一个整体进行转动，而弹性转动则是指分子内部各原子之间的相对运动。振动与转动的耦合03在某些情况下，分子的振动和转动模式会相互耦合，从而产生更复杂的振动和转动模式。红外光谱与分子结构的关系特征频率不同化学键或基团具有不同的振动和转动频率，这些频率在红外光谱中表现为特征峰。通过分析特征峰的位置和强度，可以推断出分子中的化学键或基团。峰的强度与跃迁概率峰的强度反映了跃迁概率的大小，即分子从基态跃迁到激发态的难易程度。跃迁概率越大，峰的强度越高。峰的形状与分子对称性峰的形状可以反映分子的对称性和空间结构。例如，某些峰的出现可能与分子中的对称面或对称中心有关。PART02红外光谱仪器红外光谱仪的基本构造光源分束器样品室检测器发射一定波长的红外光，常用光源有卤素灯、氙灯等。将入射光分为两束，一束用于样品，另一束用于参考。放置样品，使待测物质检测经过样品后的光信与入射光相互作用。号，并将其转换为电信号。傅立叶变换红外光谱仪010203干涉仪检测器计算机将入射光分成多束光，再通过干涉产生不同频率的红外光。检测干涉后的光信号，并进行光电转换。处理检测器输出的电信号，得到红外光谱图。红外光谱仪的性能指标01020304波长范围分辨率灵敏度扫描速度指仪器能够测量的红外光谱范围，通常以波数表示。仪器能够区分相邻两个光谱峰仪器对微弱光信号的响应能力，仪器完成一次光谱扫描所需的时间，通常以扫描次数/秒表示。的能力，通常以波数表示。通常以信噪比表示。PART03红外光谱的应用在有机化学中的应用确定分子结构反应机理研究红外光谱可用于研究有机化学反应机理，通过观察反应过程中红外光谱的变化，可以了解反应过程中化学键的变化情况。通过红外光谱可以确定有机化合物的官能团和化学键类型，从而推断出分子结构。化合物鉴别不同的有机化合物具有独特的红外吸收峰，因此红外光谱可用于化合物的鉴别和纯度检测。在无机化学中的应用化学键研究在无机化合物中，某些化学键在红外光谱中具有特征性的吸收峰，因此红外光谱可用于研究无机化合物的化学键性质。矿物鉴定红外光谱可以用于鉴定矿物和岩石的成分，通过分析矿物中特定官能团的红外吸收特征，可以确定矿物的类型和组成。高分子材料分析红外光谱可用于分析高分子材料的结构和性质，如聚合物、橡胶、纤维等。在生物学中的应用生物大分子分析红外光谱可以用于分析生物大分子如蛋白质、核酸等的结构和构象变化，从而了解生物大分子的功能和生物活性。药物研发在药物研发过程中，红外光谱可用于研究药物与生物大分子之间的相互作用，以及药物对生物大分子构象的影响。生物组织鉴别红外光谱可以用于鉴别不同类型的生物组织，如肌肉、脂肪、纤维等，并分析其成分和结构特点。PART04红外光谱实验技术样品制备技术固体样品制备液体样品制备气体样品制备将样品研磨成粉末，与KBr混合后压制成透明片，或直接在晶态下进行测试。将液体样品密封在盐片或CaF2窗口中，进行红外光谱测试。将气体样品通过吸收池，测量气体对红外光的吸收。实验操作技术傅里叶变换技术将干涉图转换为光谱图，得到样品的红外光谱。衰减全反射技术通过测量不同角度入射光在样品表面反射时的变化，得到样品的红外光谱。漫反射技术测量样品表面反射的红外光的强度和波长关...
