四大名「譜」：Infrared Spectrum，紅外光譜

Infrared Spectrum，紅外光譜，簡稱IR，也是A-level考試AS及A2階段的一個重點考察內容。

紅外光譜是分子能選擇性吸收某些波長的紅外線,而引起分子中振動能級和轉動能級的躍遷，檢測紅外線被吸收的情況可得到物質的紅外吸收光譜，又稱分子振動光譜或振轉光譜。

還是先從原理上來解釋一下。在有機物分子中，組成化學鍵或官能團的原子處於不斷振動的狀態，其振動頻率與紅外光的振動頻率相當。所以，用紅外光照射有機物分子時，分子中的化學鍵或官能團可發生振動吸收，不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜上將處於不同位置，從而可獲得分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。

分子的振動模式可以分為兩種，伸縮振動（Stretching）和彎曲振動（Bending）。而其中伸縮振動又有兩種不同的形式，對稱（symmetrical）伸縮振動和不對稱（Asymmetrical）伸縮振動。通過下圖，我們可以了解這三種振動方式的不同。

由於紅外光在穿過分子的時候，分子內部對應的基團就會振動並且吸收對應能量的紅外光，導致穿過分子的紅外光中，對應波長的光的缺失，從而產生了紅外光譜。

下面我們一起來看一個栗子：

上圖為C4H10O這個物質的紅外光譜，我們看到在3400cm-1左右有一個非常強的吸收峰，對照data booklet中的數值，我們可以發現這個峰屬於alcohol中-OH的峰（3200-3750cm-1，Strong）。

對於A-level考試來說，對紅外光譜的理解其實只需要做到了解基本原理，能夠通過對照data booklet來判斷對應的吸收峰，就可以了。一般比較常見的group就是-OH（3200-3750cm-1, 2500-3300cm-1）和C=O（1700cm-1左右）兩種，大部分的題目都是圍繞著這兩個區域的group。

最後，留給大家一個思考，

分子的紅外吸收，與全球變暖，是否存在一定的聯繫？

本文作者

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Beck Wu

A+學院專業理科資深教師

背景資歷：

美國史蒂文斯理工材料科學與化學工程碩士

浙江大學工學學士

留美三年，具有豐富的中外教學經驗，紮實的數理化學科基礎。

擅長科目：

專註各種出國考試數學及化學的教學，

包括A-Level各考試局數學/化學，

AP微積分，AP數理統計，SAT數學，GMAT數學，STEP。

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