红外光谱的基本原理、类型及应用解析与特征

# 红外光谱
- 基本原理
  - 红外光谱的产生
    - 定义
      - 分子振动-转动光谱
      - 分子吸收特定频率红外光导致能级跃迁
    - 条件
      - 光的能量等于能级差（ΔE = hν）
      - 分子振动时偶极矩变化（红外活性振动）
  - 红外光区划分
    - 近红外区（0.78-2.5μm）
      - 研究O-H、N-H、C-H键的倍频与组频
    - 中红外区（2.5-25μm）
      - 主要研究有机化合物振动
    - 远红外区（25-300μm）
      - 分子转动及重原子振动
  - 分子振动模型
    - 双原子分子振动频率公式
      - \[\tilde{\nu} = 1307 \sqrt{\frac{k}{\mu}}\]
    - 振动能级
      - 基态→激发态跃迁产生基频峰（主要吸收峰）
- 分子振动类型与自由度
  - 振动类型
    - 伸缩振动（ν）
      - 对称伸缩（ν_s）
      - 不对称伸缩（ν_as）
    - 弯曲振动（δ）
      - 面内弯曲
        - 剪式振动（δ）
        - 平面摇摆（ρ）
      - 面外弯曲
        - 非平面摇摆（ω）
        - 扭曲振动（τ）
  - 振动自由度
    - 线型分子
      - 自由度计算：3N-5（N为原子数）
    - 非线型分子
      - 自由度计算：3N-6
- 影响吸收峰的因素
  - 电子效应
    - 诱导效应（I效应）
    - 共轭效应（C效应）
  - 空间效应
    - 场效应
    - 空间位阻
  - 氢键效应
    - 分子内氢键
    - 分子间氢键
  - 环张力效应
    - 环内双键
    - 环外双键
- 典型化合物的红外光谱特征
  - 芳香化合物
  - 醇与酚
  - 羰基化合物
  - 胺类化合物
- 红外光谱的应用
  - 结构鉴定
  - 反应监测
  - 样品制备技术
  - 解析步骤
- 重要图表
  - 表3-2
    - 芳香取代类型与吸收峰
  - 图3-15
    - 不同取代芳烃的泛频峰