高中化学选修5有机化学基础教师用书(6)

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图1-5 分子弯曲振动示意图

当一束红外光通过有机物时，只有那些偶极矩发生变化的振动才能吸收红外光，产生振动能级跃迁。例如，结构对称的乙炔及2-丁炔等中的碳碳三键就没有共振吸收。与分子中化学键振动频率相同的红外光引起共振吸收后，在红外光谱仪的记录仪上便可以看到共振吸收峰，吸收峰的频率与化学键的强度及成键原子的质量有关。化学键越强，成键原子的质量越小，吸收峰的频率就越高，例如O—H键、N—H键与C—H键的伸缩振动频率分别在2 500～3 650 cm-1与2 870～3 300 cm-1；反之，则吸收峰的频率就低，例如C=C、C=N的伸缩振动频率位于1 590～1 690 cm-1范围内。

红外光谱仪的结构与工作原理如图1-6所示：

图1-6 简易红外光谱仪的结构示意图

两束相同的红外光，分别通过样品池和参比池（空白或纯溶剂）后，经由旋转分隔器使它们交替通过，先后进入单色器。单色器将入射光按频率展开，使探测器能够检测到按照频率高低顺序透射过样品池和参比池的红外光的强度。然后将它们在同一频率下的透射强度之差作为信号传递给记录仪。记录仪以波数（cm-1）或以波长（μm）为横轴，透射率（T%）为纵轴，同步地将所获得的信号记录下来，便成为与样品相对应的红外光谱。大多数已知化合物的红外谱图已建成数据库，通过对比便可以得到确认。

例举醇、酮、羧酸及羧酸酯的红外光谱图如下页图所示。 使用红外光谱仪测定的样品可以是固体、液体或溶液。

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