1.红外光谱产生的原理

1.1产生红外光谱的原因

分子是在不断地运动的，分子运动服从量子力学规律。分子运动的能量由平动能、转动能、振动能和电子能四部分组成。分子运动的能量 E 可以表示为：

     E = E平＋ E转 ＋ E振 ＋ E电

分子的平移运动可以连续变化，不是量子化的，没有能级变化，不产生光谱。分子的转动、振动和电子运动都是量子化的，转动和振动出现红外光谱，电子跃迁出现发射光谱。分子的转动光谱主要是指气体的转动光谱。由于气体中分子之间的距离很大，分子可以自由转动，吸收光辐射后，能观察到气体分子转动光谱的精细结构。液体中分子之间的距离很短，分子之间的碰撞使分子的转动能级受到微绕，因此观察不到液体分子转动光谱的精细结构。固体样品也观察不到转动光谱。因此我们看到的中红外光谱主要是由于分子的振动产生的。

产生红外光谱的原因：1）光的振动频率与分子的振动频率相匹配；2）分子在发生振动时产生了偶极矩的变化。

1.2红外光谱的特征及振动类型

1.2.1红外光谱的特征

1）红外吸收光谱的强度主要取决于分子振动时的偶极矩变化；

2）偶极矩变化的程度与分子吸收光能的程度成正比；

3）分子振动的对称性越高，振动分子中偶极矩的变化越小，谱带强度越弱，若没有偶极矩则无红外活性；非对称分子有偶极矩，有红外活性。

4）一般来说，极性强度越强的集团，其吸收强度越强；极性较弱的集团其振动吸收也较弱。

1.2.2分子的振动类型

分子中不同的基团具有不同的振动模式，相同的基团（双原子除外）具有几种不同的振动模式。在中红外区，基团的振动模式分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。

伸缩振动（Stretching Vibration）

伸缩振动时，基团中的原子沿着价键的方向来回运动，所以伸缩振动时，键角不发生变化

弯曲振动（又可称变形振动）（Bending Vibration） 

  弯曲振动时，基团的原子运动方向与价键方向垂直。弯曲振动又细分为剪式变角振动，对称变角振动，反对称（不对称）变角振动，面内弯曲振动，面外弯曲振动，平面摇摆振动，非平面摇摆振动和卷式振动。除了摇摆振动外，其余振动键角都发生变化（即变形）。

2.中红外光谱谱图基本解析

中红外光谱中官能团的伸缩振动在高频，变形振动在低频。通常可把4000-650cm^-1的中红外区划分为四个区域便于理解和记忆。

注：因受到相邻基团影响，不同化合物的波数有变化；此表格为个人总结仅供参考，不建议转发

撰稿人 于颖