红外振动介绍和简写

红外波的应用及原理1. 什么是红外波红外波属于电磁波的一种，其波长范围为0.75-1000微米，位于可见光波和微波之间。

由于人眼无法直接感知红外波，因此也被称为“无色光”。

红外波可以在空气中传播，同时可以穿透很多物质，因此在很多领域中得到广泛的应用。

2. 红外波的原理红外波是由物体分子、原子、离子的振动和转动引起的电磁辐射。

物体的温度越高，其分子、原子和离子的振动和转动速度越快，辐射的红外波也会越强。

根据热辐射定律，物体的辐射强度与其表面温度的四次方成正比。

利用这个原理，可以通过测量红外波辐射强度来推断物体的温度。

3. 红外波的应用红外波在很多领域中得到广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：3.1 热成像热成像是一种通过测量物体辐射的红外波来生成热图像的技术。

利用红外相机可以将红外波转换为可见图像，通过不同颜色的分布来表示物体的温度分布情况。

热成像技术在安防、建筑、医学等领域中得到广泛应用。

例如，它可以用于监控系统中的人体检测、火焰监测以及建筑物的热损失检测等。

3.2 红外通信红外通信是一种利用红外波进行数据传输的技术。

由于红外波在大气中的传播衰减较快，因此红外通信通常用于近距离的无线数据传输。

例如，我们使用遥控器控制电视、空调等家电设备时，就是利用了红外通信技术。

3.3 红外传感器红外传感器是一种利用红外波来感知周围环境的装置。

它可以通过测量红外波的强度和频率来检测物体的存在、距离和运动方向等。

红外传感器广泛应用于安全系统、自动化控制以及人体检测等领域。

例如，红外传感器可以用于人体感应灯、自动门等设备中，实现自动化控制。

3.4 热成像医学应用热成像在医学领域中也有广泛的应用。

通过测量人体表面的红外波辐射，可以推断人体内部的温度分布情况，从而发现患有疾病的部位。

热成像技术在早期乳腺癌的诊断、体温监测等方面有着重要的作用。

4. 总结红外波作为一种无法被人眼感知的电磁波，具有穿透性强、温度测量准确等优势，在热成像、无线通信、传感器技术等领域都有广泛的应用。

红外光谱振动峰分析物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。

多原子分子的红外光谱与其结构的关系，一般是通过实验手段得到。

这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱，从中总结出各种基团的吸收规律。

实验表明，组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和CC 等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。

通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。

一、基团频率区和指纹区（一）基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1800cm-1 （1300 cm-1 ）~ 600 cm-1两个区域。

最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。

区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。

在1800 cm-1 （1300 cm-1 ）~600 cm-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。

这种振动与整个分子的结构有关。

当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。

这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。

指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。

基团频率区可分为三个区域：（1）4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区，X可以是O、H、C或S等原子。

O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。

当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl4），浓度于0.01mol. dm-3时，在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H 基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。

当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。

IR是由于物质吸收电磁辐射后，分子振动-转动能级的跃迁而产生的，称为分子振动转动光谱，简称振转光谱。

分子的振动形式可分成两类：
1、伸缩振动（stretching vibration）
（1）对称伸缩振动（symmetrical stretching
vibration，ns）；
（2）反对称伸缩振动（asymmetrical
stretching vibration，nas）；
2、变形或弯曲振动（deformation vibration）；
（1）面内变形振动（in plane bending vibration，d ）；剪式振动（scissoring vibration，d ）；
面内摇摆振动（rocking vibration，r ）；
（2）面外变形振动（out-of-plane bending vibration，g ）；面外摇摆振动（wagging vibration，w ）；
扭曲变形振动（twisting vibration，t ）。

纯属记忆性的东西，特定的官能团对应特定的谱峰值，至于振动方式，大概你去图书馆借一些书看一下就懂了，用于判断的主要是伸缩振动，因为它吸收很明显，主要在高频区，而弯曲振动主要在指纹区，没有判断价值，能力有限，网上只能指点关键地方。

振动光谱法 ir振动光谱法（infrared spectroscopy，简称IR）是一种常见的物质分析技术，使用红外线光谱仪对样品进行分析，通过样品中分子振动引起的红外辐射频率与强度变化，可以确定分子的结构、成分和化学键。

本文将介绍IR 的基本原理、仪器构造、与其他分析技术的比较，以及在实际应用中的一些限制和优缺点等方面。

一、基本原理 IR的基本原理是利用样品中吸收的红外光谱来分析样品的成分及化学键信息。

IR的样品通常为固、液、气三种形态。

当样品吸收辐射能量后，分子振动状态发生变化，产生特征的红外光谱。

样品在光路上必须处于红外区间，通常范围为4000~400 cm-1。

IR的波长在红外区间，紫外后，波长范围为7000—200 cm-1，对应频率范围为1.4286 ~ 50 THz。

IR不仅能够探测样本中化学键的振动，还能够确定化学键的位置和取代基的数量和类型等。

二、仪器构造 IR光谱仪是将样品放在一个光学窗口上，透过红外光源（例如红外线灯，光栅分光仪等），选定特定波长，在搭配检测器，如DTGS探测器，采集样品光谱光强信号曲线，再通过软件处理，得到样品完整的振动光谱图。

IR光谱仪是一种相对比较简单的设备，由样品盘、光源、分光机构、检测器和光谱获取装置组成。

其中分光机构包括光源、分光器和检测器。

光源一般是一种强度稳定的红外辐射源，并具有波长选择性。

分光器用于将红外光按波长分解成不同的光谱线。

检测器通常使用热电电应动器（TEA）或红外线探测器，以检测不同频率的红外光。

三、与其他分析技术的比较与其他分析技术相比，IR 具有以下优点：1. 非破坏性：在IR分析中，样品不会被破坏或损坏，可以反复使用，不会造成浪费。

2. 快速、方便：IR分析是一种快速、高效、非常方便的分析技术，只需很少的样品量（纳克级至毫克级），分析时间短（一般几秒到几分钟），操作简单，样品准备也很容易。

3. 用途广泛：IR分析广泛应用于生命科学、化学和材料科学等领域，可用于分析各种类型的样品，包括无机和有机，固体和液体以及气态。

1.非极性分子的偶极距不发生变化，就不会产生红外活性。

2.分子吸收红外光的频率等于分子纯转动光谱的频率。

3.双原子分子的力常数k只与电子云密度和核电荷有关而与质量无关。

同位素中子数越大，振动频率越小。

4.分子中不同的基团具有不同的振动模式，相同的基团具有几种不同的振动模式。

早中红外区，基团的振动模式分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。

5.面内摇摆振动（rocking vibration）是指基团作为一个整体在分子的对称平面内，像钟摆一样左右摇摆，面内摇摆振动时，基团的尖叫不发生变化。

6.面外摇摆振动（wagging vibration）是指基团作为一个整体在准分子的对称平面内上下摇摆。

7.卷曲振动（twisting vibration）是指三原子基团的两个化学键在三原子组成的平面内一上一下的扭动，所以卷曲振动也较扭曲振动。

8.一个分子中如果存在多个相同的基团，它们的振动欧式虽然相同，但是它们的振动频率不一定相同。

9.当一种基团有多种的振动模式时，它们的振动频率不一定都是基团频率。

基团频率受分子中其余部分影响较小，具有特征性，可用于鉴定该基团的存在，因此，基团频率可用于结构分析。

大多数基团频率出现在4000~1300cm-1区间。

10.1300~400cm-1区间称为指纹区。

指纹区出现的频率有基团频率和指纹频率。

基团频率吸收强度较高，容易鉴别，指纹频率吸收强度弱，指认困难。

指纹频率不是某个基团的振动频率，而是整个分子或分子的一部分振动产生的，分子结构的微笑变化会引起指纹频率的变化。

指纹频率没有特征性，但对特定分子式特征的，因此，指纹频率可用于整个分子的表征。

但是，不能企图将全部指纹频率进行指认。

11.一级倍频峰的吸光度一般比基频振动吸收峰的吸光度小1-2个数量级。

一级倍频总是小于基频的两倍，这是因为非谐振子振动能级是不等距的，其能级间隔随着振动量子数n 的增加而慢慢减小。

12.在样品的厚度非常厚时，在光谱中会出现许多和频峰，一般较弱。

红外振动类型的英文表示方法及其全称（remove the research barrier）1、红外光谱的产生和表示在分子的振动过程中，只有那些能引起分子偶极矩改变的振动，才能吸收红外辐射，从而在红外光谱中出现吸收谱带。

多原子分子的振动是由许多简单的、独立的振动组合而成的。

在每个独立的振动中，所有原子都是以相同相位运动，可以近似地看作谐振子振动。

这种振动称为简正振动。

每个简正振动具有一定的能量，故应在特有的波数位置产生吸收。

由n个原子组成的多原子分子存在有3n—6个简正振动，而线型分子则为3n—5个简正振动。

在简单分子中，对这些基本振动进行理论解析是可能的，但在实际的复杂有机化合物中，简正振动数目很多，而且由于倍频振动和组合频振动也会出现吸收，所以使红外光谱变得很复杂。

对于所有的红外吸收谱带在理论上进行解析将是非常困难的。

因此，当红外光谱用于定性分析时，通常是利用各种特征频率吸收图表，选出与官能团和骨架构有关的吸收谱带，而且还要与待定化合物的标准光谱相比较才能得出结论。

红外光谱图的横坐标一般用波数v（单位cm-1），纵坐标常用百分透过率(T％)表示。

2、多原子分子的振动方式基团的各种振动类型用如下符号来表示：ν伸缩振动γ面外弯曲振动δ变形振动β面内弯曲振动 t扭绞振动τ扭转振动ω面外摇摆振动 s对称振动 as不对称振动r面内摇摆振动3、吸收带强度吸收带的强弱主要取决于分子振动时偶极矩变化的大小。

分子的对称性越高，偶极矩的变化越小，吸收带越弱。

一般，仅含碳和氢的化合物的吸收是较弱的。

但是由电负性差别显著的原子所组成的键，如c—N、c—o、c=o、c=N等，其吸收带一般都是很强的。

吸收带的强度用表观摩尔吸光系数来表示，也用如下符号来表示：VS(very strong，极强)，S(strong，强)，M(medium，中)，w(weak，弱)，Vw(very weak，极弱)。

红外线：infrared ray,IR中红外吸收光谱：mid-infrared absorption spectrum,Mid-IR远红外光谱：Far-IR微波谱：microwave spectrum,MV红外吸收光谱法：infrared spectroscopy红外分光光度法：infrared spectrophotometry振动形式：mode of vibration伸缩振动：stretching vibration对称伸缩振动：symmetrical stretching vibration不对称伸缩振动：asymmetrical stretching vibration弯曲振动：bending vibration变形振动：formation vibration面内弯曲振动:in-plane bending vibration,β剪式振动：scissoring vibration,δ面内摇摆振动：rocking vibration,ρ面外弯曲振动：out-of-plane bending vibration,γ面外摇摆振动：wagging vibration,ω蜷曲振动：twisting vibration ,τ对称变形振动：symmetrical deformation vibration ,δs不对称变形振动：asym metrical deformation vibration, δas 特征吸收峰:charateristic avsorption band特征频率：characteristic frequency相关吸收峰：correlation absorption band杂化影响：hybridization affect环大小效应：ring size effect吸收峰的强度：intensity of absorption band环折叠振动：ring prckering vibration。

红外振动类型的英文表示方法及其全称（remove the research barrier）1、红外光谱的产生和表示在分子的振动过程中，只有那些能引起分子偶极矩改变的振动，才能吸收红外辐射，从而在红外光谱中出现吸收谱带。

多原子分子的振动是由许多简单的、独立的振动组合而成的。

在每个独立的振动中，所有原子都是以相同相位运动，可以近似地看作谐振子振动。

这种振动称为简正振动。

每个简正振动具有一定的能量，故应在特有的波数位置产生吸收。

由n个原子组成的多原子分子存在有3n—6个简正振动，而线型分子则为3n—5个简正振动。

在简单分子中，对这些基本振动进行理论解析是可能的，但在实际的复杂有机化合物中，简正振动数目很多，而且由于倍频振动和组合频振动也会出现吸收，所以使红外光谱变得很复杂。

对于所有的红外吸收谱带在理论上进行解析将是非常困难的。

因此，当红外光谱用于定性分析时，通常是利用各种特征频率吸收图表，选出与官能团和骨架构有关的吸收谱带，而且还要与待定化合物的标准光谱相比较才能得出结论。

红外光谱图的横坐标一般用波数v（单位cm-1），纵坐标常用百分透过率(T％)表示。

2、多原子分子的振动方式基团的各种振动类型用如下符号来表示：ν伸缩振动γ面外弯曲振动δ变形振动β面内弯曲振动 t扭绞振动τ扭转振动ω面外摇摆振动 s对称振动 as不对称振动r面内摇摆振动3、吸收带强度吸收带的强弱主要取决于分子振动时偶极矩变化的大小。

分子的对称性越高，偶极矩的变化越小，吸收带越弱。

一般，仅含碳和氢的化合物的吸收是较弱的。

但是由电负性差别显著的原子所组成的键，如c—N、c—o、c=o、c=N等，其吸收带一般都是很强的。

吸收带的强度用表观摩尔吸光系数来表示，也用如下符号来表示：VS(very strong，极强)，S(strong，强)，M(medium，中)，w(weak，弱)，Vw(very weak，极弱)。

红外线：infrared ray,IR中红外吸收光谱：mid-infrared absorption spectrum,Mid-IR远红外光谱：Far-IR微波谱：microwave spectrum,MV红外吸收光谱法：infrared spectroscopy红外分光光度法：infrared spectrophotometry振动形式：mode of vibration伸缩振动：stretching vibration。

红外光谱振动耦合
红外光谱振动耦合是指分子振动与红外辐射相互作用的现象。

在红外光谱分析中，分子在红外辐射下会发生振动，而振动模式与分子结构密切相关。

当红外光通过样品时，与样品中分子发生振动耦合，部分红外光被吸收或者散射。

通过测量吸收或散射的光强，可以得到关于分子结构和化学键的信息。

红外光谱振动耦合可以给出有关样品中官能团的信息。

不同官能团的振动频率在红外光谱中会有特征吸收峰，通过分析这些峰的位置和强度，可以确定样品中不同官能团的存在和数量。

例如，C-H键和O-H键通常会显示在红外光谱的特定频率范
围内，可以用来确定有机化合物中的饱和度和官能团。

红外光谱振动耦合也可以应用于有机化合物的结构表征和化学反应的研究。

通过观察红外光谱在不同条件下（如温度、压力、溶剂等）的变化，可以推断分子结构和化学键的变化，从而揭示化学反应的机理和动力学。

总之，红外光谱振动耦合是一种重要的分析技术，可以用于分子结构表征、官能团鉴定和化学反应研究等领域。

红外光谱振动名词
红外光谱振动（infrared spectroscopy vibration）是一种利用化学物质分子振动的吸收和散射特性来研究物质分子结构和化学键等方面的分析技术。

在红外光谱学中，振动通常被分为三类：拉伸振动、弯曲振动和扭转振动。

具体的，红外光谱学中的振动名词包括：
1. 拉伸振动（stretching vibration）：分子中化学键伸长和收缩的振动，可分为对称伸展振动和非对称伸展振动两种。

2. 弯曲振动（bending vibration）：分子中化学键转动所引起的振动，可分为对称弯曲振动和非对称弯曲振动两种。

3. 扭转振动（torsional vibration）：多出现在较大分子的化合物中，由单键和单键相邻的化学键所引起的、分子内部的扭曲运动。

4. 印迹振动（fingerprint vibration）：分子中独特的、不同的振动频率组合，可以用于区分不同的分子。

总之，红外光谱振动是分析化学常用的技术，它能够通过物质分子的振动特性来确定化学键的类型和位置，从而对物质的结构、纯度和性质进行研究，被广泛应用于分析化学、有机化学、生物化学及材料科学等领域。

红外光谱振动耦合
红外光谱振动耦合是指分子振动与红外辐射相互作用的现象。

在红外光谱分析中，分子在红外辐射下会发生振动，而振动模式与分子结构密切相关。

当红外光通过样品时，与样品中分子发生振动耦合，部分红外光被吸收或者散射。

通过测量吸收或散射的光强，可以得到关于分子结构和化学键的信息。

红外光谱振动耦合可以给出有关样品中官能团的信息。

不同官能团的振动频率在红外光谱中会有特征吸收峰，通过分析这些峰的位置和强度，可以确定样品中不同官能团的存在和数量。

例如，C-H键和O-H键通常会显示在红外光谱的特定频率范
围内，可以用来确定有机化合物中的饱和度和官能团。

红外光谱振动耦合也可以应用于有机化合物的结构表征和化学反应的研究。

通过观察红外光谱在不同条件下（如温度、压力、溶剂等）的变化，可以推断分子结构和化学键的变化，从而揭示化学反应的机理和动力学。

总之，红外光谱振动耦合是一种重要的分析技术，可以用于分子结构表征、官能团鉴定和化学反应研究等领域。