第一章 四谱解析-红外
红外光谱分析及FTIR基础知识
红外光谱分析及FTIR基础知识
第⼀章红外光谱的基本原理
l—1 光的性质
光是⼀种电磁波，它在电场和磁场⼆个正交⾯内波动前进．⼆个波峰或波⾕之间的距离为波长，以“ λ”表⽰。
电磁波包括波长短⾄0.1纳⽶的x射线到长达106厘⽶的⽆线电波．其中波长为0.75微⽶到200微⽶，即从可见光区外延到微波区的⼀段电磁波称红外光．红外光通常以微⽶为单位(µm)．1微⽶等于10-4厘⽶(1µm＝10-4cm)，因此，红外光波长以厘⽶为单位时，其倒数就是1厘⽶内的波数(ν)，所以波数的单位ν是厘⽶-1（cm-1）．红外光既可以波长(λ)，也可以波数(cm-1)表⽰，⼆者关系如(1-1)式所⽰：
ν（cm-1）=104/λ(µm) (1-1)
由于光的能量与频率有关，因此红外光也可以频率为单位．频率(f)是每秒内振动的次数．频率、波长和波数的关系是，
f=c/λ=ν*c (1—2)
式中：c为光速，是常数(3×1010厘⽶秒); λ是波长(微⽶)；f是频率(秒-1)；ν是波数(厘⽶-1)．
由于波数是频率被⼀个定值(光速)除的商值，因此红外光谱中常将波数称为频率．
光既有波的性质，⼜有微粒的性质．可将⼀束光看作⾼速波动的粒⼦流，最⼩单位为光⼦．根据爱因斯坦—普朗克关系式，⼀定波长或频率的单⾊光束中每个光⼦具有能量E,
E＝hf=hcν=hc/λ (1—3)
式中：h为普朗克常量，等于6．63×10-34焦⽿·秒．
按(1.3)式可以算出波长2µm(5000厘⽶-1)的红外光⼦能量为6．63×10-34 (焦⽿·秒)x3x1010/2x10-4厘⽶＝9．95x10-20焦⽿．
有机化学《红外光谱解析》简述
有机化学《红外光谱解析》简述
1.中红外：400~4000cm-1
特征区：1600~4000 cm-1，指纹区：400~1600 cm-1
2.基团确定要素：峰位置、峰强度、峰形状
红外光谱可区分顺式和反式结构，其它光谱无法区分
红外光谱可确定是否长链结构，但无法确定碳链的长度，通常由核磁来定
3.烷烃化合物的特征吸收
烷烃伸缩振动不大于3000 cm-1
1）骨架振动：以甲基为整体产生变角和伸缩振动，称为骨架振动
2）对于甲氧基和氮甲基，由于孤对电子的影响，甲基伸缩振动出现在低波数（P94）3）甲基和亚甲基的区分：（P94）1460和1370，峰强度
4）异丙基和叔丁基区分：（P98）1380裂分峰和骨架振动峰
5）乙酰氧基、甲基酮、苯甲酮、淄体化合物或四环三萜类化合物的甲基变角振动（P96）6）环烷的环变形振动（P99）
4.烯烃的红外光谱
烯烃的伸缩振动大于3000 cm-1
1）烯烃化合物的特征吸收主要表现在三个区域：
A：双键碳原子上的CH伸缩振动：》3000
B：C=C键的伸缩振动：1600~1680 cm-1
C：双键碳原子上的CH的面外变角振动
此外，对于乙烯端基=CH2还存在1400 cm-1处的剪式振动和1800 cm-1处的泛音吸收
2) 端位烯基=CH2的变角振动呈剪式振动，具有一定的参考价值，其波数较为固定，在
1420 cm-1附近（P103）
3）环烯（P103）环比较大没有环张力时，可按顺式烯烃处理。
4）连烯的特征吸收：C=C=C在1950~1940 cm-1处存在特征吸收
5）炔类化合物的特征吸收
有机化合物的四谱解析
7
1.1 四谱提供的结构信息及特点
质谱(MS, Mass Spectrometry)
质谱法
质谱是分离和记录离子化的原子或分子的方法。 即以某种方法使一个有机分子电离、裂解，然后按质 荷比（m/z）大小把生成的各种离子分离，检测它们 的强度，并将离子按其质荷比大小排列成谱，这种分 析研究的方法叫作质谱法。
12
1. 化合物的相对分子质量
确源自文库分子离子峰的必要条件： a) 除了同位素峰之外，在质谱图中必须是最高质量的离子。 b) 在高质量区，它能够符合逻辑地失去中性碎片，而产生重
要的碎片离子。 c) 分子量应符合氮规则。
如：M·+-15（CH3），M·+-17（OH），M·+-18 （H2O）， M·+-29 （ C2H5 或 CHO ） 。 但 从 M·+ 中 失 去 质 量 数 为 3~14 ， 21~25等一般是不可能的，如出现，说明最高质量峰不是M·+。
第1章 有机化合物的四谱解析
主要内容 四谱提供的结构信息及特点 四谱解析的策略
1
有机化合物的结构表征
早期分析方法
波谱解析1-4答案
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波谱解析1-4答案
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波谱解析试题1
一、名词解释：
1．发色团 2. 化学位移
二、简答题：
1．红外光谱在结构研究中有何用途？
2．偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？
三、化合物可能是A或B，它的紫外吸收max 为314nm （lg=4.2），指出这个化合物是属于哪一种结构。
(B)
(A)
四、下面为化合物A、B的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物
A、B中分别存在哪些官能团？
A：
B：
五、归属下列化合物碳谱中的碳信号。（15）
六、某化合物的分子式为C14H14S，其氢谱如下图所示，试推断该化合物的结构式，并写出推导过程。（15分）
七、某化合物分子式为C3H7ON, 结合下面给出的图谱，试推断其结构，并写出简单的推导过程。
波谱解析试题1答案
一、名词解释：
1．发色团：从广义上讲, 分子中能吸收紫外光和(或)可见光的结构系统叫做发色团。因常用的紫外光谱仪的测定范围是200～40Onm 的近紫外区, 故在紫外分析中,只有p－p* 和（或） n－p* 跃迁才有意义。故从狭义上讲,凡具有π键电子的基团称为发色团
2. 化学位移：不同类型氢核因所处化学环境不同, 共振峰将分别出现在磁场的不同区域。实际工作中多将待测氢核共振峰所在位置 ( 以磁场强度或相
红外光谱谱图解析
08:31:12
酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；
08:31:12
羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
08:31:12
（4）确定好可能基团后，对指纹区的谱带进行分析
08:31:12
（二）计算不饱和度
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如： 乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 可按下式进行不饱和度的计算：
UN= （2 + 4n6 + 3n5 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n6，n5， n4 ， n3 ， n1 分别为分子中六价，五价，……，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的 数目，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2 UN = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 CH3 对称伸缩2872cm-1±10 CH2不对称伸缩2926cm-1±10 CH3不对称伸缩2962cm-1±10
-（CH2）nn
08:31:12
a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。 b)C—C骨架振动明显
第一章红外物理基础解读
•金属或其他非透明材料的辐射发生在表面几微米内,因此,发 射率与材料尺寸无关,主要与表面状态有关。表面涂复或刷漆 对发射率有影响，表面的油膜、污垢、灰尘、擦伤都能引起发 射率测量值的变化。
•发射率是有方向性的。
1.3.2 红外辐射源的分类
black body
1.3.3自然（红外）源
太阳、地球表面、天空、外层空间和星体等都是自然辐射源
医学
皮肤温度测量，癌症早期探查，远距离生物传感 器，初期脑溢血的早期诊断，测定静脉堵塞的部 位，研究动物的夜间习性，监视愈合过程等
科学研究
卫星探测 天体温度测量 气象情况的遥测 植物中热交换的研究 地球和星星大气成分的测定 其他行星上的植被或生命的探测 研究火山，侦察海面浮冰，石油勘探， 伪造品的探测，宝石鉴定，探测患病的农作物
M
2hc 2
1 e ch / kT 1
1
5
c1
又可表示为：
M
5 e c
2
/ T
1
（1-2）
•意义：
黑体辐射的特征：
1）光谱辐射出射度随波长连续变化， 每条曲线只有一个极大值。 2）曲线随黑体温度的升高而整体提高。 在任意指定波长处，与较高温度对应 的光谱辐射出射度也较大。 3）每条曲线彼此不相交，故温度越高， 所有波长的光谱辐射出射度也越大。 4）温度升高，峰值波长减小，黑体辐 射中包含的短波成分所占比例增加。 5）黑体的辐射只与黑体的绝对温度有 关。
第一章红外光谱4qq
甲基丙烯酸缩水 甘油酯(GMA)
8 GMA N,N-dimethylbenzylamine, 70 oC
CH3
O
CH2 C O CH2 CH CH2 O C R OH
α addition
CH3
O
CH2 C O CH2 CH O C R CH2 OH
β addition
Unsaturated H20
Scheme 4.1 (b) Synthetic scheme of UH20.
19:06:34
19:06:34
甘油红外谱图
中科院上海有机化学研究所提供 http://202.127.145.134/scdb/default.htm
废旧塑料橡胶炼制柴油
大 型 石 油 炼 化 装 置
19:06:34
19:06:34
19:06:34
新炼汽、柴油都含有碱性氮等各种胶质、杂质物以及不饱和双键， 遇见空气会迅速氧化变色，使油品 质量大受影响。然而迄今为止， 所有汽、柴油脱色 、除杂基本上都一律采用强酸搅拌、沉渣处理 法，对 油品损失严重、沉渣污染严重。 很多文献称使用千分之几至万分之几 的乙二胺或其他活性胺，即 可很好除去双键，大大稳定油品的颜色品质。
红外光谱分析基础知识
327页 43.5万字 精装本 45元
目录
• 第一章 红外光谱的基本概念 • 第二章 傅里叶变换红外光谱学的基本原理 • 第三章 傅里叶变换红外光谱仪 • 第四章 红外光谱样品制备技术 • 第五章 红外光谱数据处理技术 • 第六章 红外光谱仪附件 • 第七章 远红外光谱和近红外光谱简介 • 第八章 基团的振动频率分析 • 第九章 红外光谱的定量分析和未知物的剖析 • 第十章 红外光谱仪的保养和维护 • 附录一 有机化合物基团振动频率表
分子内部的能级
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。分子的转动、振动和电子运动都是 量子化的。
分子的量 子化能级 示意图
分子的转动光谱
• 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。
• 气体分子的转动光谱大多数出现在微波区 和远红外区。
• 刚性双原子分子的纯转动光谱是一系列等 间距的谱线。
分子的振-转光谱
有机化合物的四谱解析
解：最大荷质比m/z为102，下一个荷质比的峰m/z为87，相差 15 ， 对 应 一 个 -CH3 ， 中 性 碎 片 丢 失 合 理 ， 所 以 可 以 确 定 m/z(102)为分子离子峰，分子量为102。
17
2. 化学式
同位素离子峰可以帮助确定分子组成。对于有机分子，总 有一些M+1、M+2、M+3等峰伴随着分子离子峰M出现，即 以同位素峰簇存在。
第一台质谱仪是1919年，由英国科学家弗朗西斯 ·阿斯顿研制成功的。
8
质核比
质荷比（m/z）是离子的质量（m）与其所带的 电荷（z）之比，m以原子量质量单位计算，z以电子 电量为单位计算。
相对丰度
不同质核比的正离子在质谱图上都有相应的信号 ，信号的强度表示相应离子的相对丰度。谱图中最大 的峰称为基峰，其强度定义为100，其它峰的强度按基 峰的相对比值来表示。
28
H/D 交 换 后 分 子离子峰增加6
O
O
1
O
O
2
O
在碱性条件下仅Ph P得h 到 与 2 分 子 苯 O甲醛缩合的产物
Ph
3
改变溶剂再进行羟醛缩合反应
O Ph
Ph
O
Ph
3
化合物1的结构得以确认
29
例：
30
例：
31
红外光谱分析
红外光谱分析 概述
分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种 状态都具有一定的能量，属于一定的能级。 电子由于受到光、热、电的激发，从一个能级转移 到另一个能级，称为跃迁。 当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量 较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。由于分子内 部运动所牵涉到的能级变化比较复杂，分子吸收光谱也 就比较复杂。 在分子内部除了电子运动状态之外，还有核间的相 对运动，即核的振动和分子绕重心的转动。而振动能和
14
第二节
基本原理
把连结它们的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，则 两个原子间的伸缩振动，可近似地看成沿键轴方向的间 谐振动。 由量子力学可以证明，该分子的振动总能量(E)为： E = （ +1/2）h （=0，1，2，） 式中为振动量子数（ =0，1，2，…）；E是与振动量 子数相应的体系能量； 为分子振动的频率。 在室温时，分子处于基态（ = 0），E= 1/2h ， 此时，伸缩振动的频率很小。当有红外辐射照射到分子 时，若红外辐射的光子（L）所具有的能量（EL）恰好
3
第一节
概述
必然会发生转动能级之间的跃 迁。由于得到的谱线彼此间的 波长间隔只有25Onm ×O· = 1% 0· 25nm，如此小的间隔使它们 连在一起，呈现带状，称为带 状光谱。 右图是双原子分子的能级示 意图，图中EA和EB表示不同能量 的电子能级，在每个电子能级 中因振动能量不同而分为若干 个 = 0、1、2、3……的振动能级， 在同一电子能级和同一振动能 级中，还因转动能量不同而分
(完整版)四大波谱基本概念以及解析
四大谱图基本原理及图谱解析
一.质谱
1.基本原理：
用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。
在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。它还会发生一些化学键的断裂生成各种
碎片离子。带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成：
式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。
质谱的基本公式表明：
（1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。
（2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。
（3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范
红外光谱解析方法
红外光谱解析方法
红外光谱解析方法主要包括以下四个步骤：
1. 收集红外光谱数据：这是解析红外光谱的第一步，可以通过实验或在线数据库获得红外光谱数据。
2. 绘制红外光谱图：将收集到的红外光谱数据以图形形式表示出来，横轴为波数（单位为cm^-1），纵轴为透射比或吸光度。
3. 观察红外光谱图：观察红外光谱图可以发现不同物质的红外光谱具有不同的特征峰，这些特征峰的位置和强度反映了物质的结构和组成。
4. 解析红外光谱图：通过比对已知的红外光谱数据库或利用化学计量学方法对未知的红外光谱进行解析，可以推断出物质的结构和组成。
在具体解析红外光谱时，可以参考以下方法：
1. 谱库对比：适用于单一物质和均聚物，对于多组分共聚物检索匹配度不高；谱库涵盖不高的情况下无法匹配出对应物质。
2. 排除法：不能确定物质是什么，通过排除法确定不是什么物质，如1870cm-1-1550cm-1没有出现对应的特征峰，则代表此物质不含羰基基团C=O，从而判定物质不属于聚酯、聚酰胺等含羰基高聚物。
3. 认可法：主要吸收带对应主要官能团位置。
4. 排除与认可结合法：按谱带位置、相对强度、形状确定某些基团的存在，同时排除某些结构。
实际谱图解析过程中，可能需要上述四种方法相结合同时应用才能更准确的解析红外光谱图。
第一章 红外光谱基本原理
仪器分析是以物质的物理或物理化学性质为基础，探求这 些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的 内在关系和规律，进而对其进行定性、定量、形态和结构 分析的一类测定方法。由于这类方法通常需要使用较特殊 的分析仪器，故习惯上称为“仪器分析”。
其中，中红外区（2.5～25μm即4 000～400cm-1）是研究和应用最多 的区域，通常说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。红外光 谱除用波长λ表征横坐标外，更常用波数（wavenumber）表征。
纵坐标为百分透射比T %。
4、红外光谱法的特点
(Characteristics of IR)
（1）三原子弯曲振动AX2型 （-CH2-）
面内
面外
（2）四原子弯曲振动AX3型
对称变角振动δs
非对称变角振动δas
（三）变形振动δ′(deformation vibration )
芳环化合物、环烷及其他类型的环状化合物，其光谱图中 不少谱带与骨架的变形振动有关，这种振动分面内和面外 变形振动两种形式。以五元环为例：
弯曲振动(bending vibration)
变角振动
变形振动(deformation vibration ) (variable-angle vibration)
四谱解析质谱
华东理工大学——王朝霞课件
13
氮规则
当化合物中含有偶数氮原子时（包括0），分子离子的 质量数为偶数；如含奇数氮原子时，则分子离子的质量 数为奇数。
一些结构不稳定的化合物如肽、蛋白质、糖类化合物 等在常规电子轰击质谱中不产生分子离子峰或其丰度很低 ，这时最好采取化学电离、快原子轰击等“软电离”技术 来测定相对分子量。
华东理工大学——王朝霞课件
9
基本原理
有机物的蒸气在高真空下（0.1~1Pa）受到能量很高的电子束 的轰击，失去一个电子变成分子离子。电子束能量约70 ev，在此 能量下，分子离子还可以迅速裂解成各种带正电荷和不带电的碎 片。产生的正离子流先受到高压电场的加速，继而在强磁场中偏 转，然后到达收集器，按质荷比大小被分离，其强度与到达的离 子数目成正比，这一信号被记录下来即为质谱。
华东理工大学——王朝霞课件
14
例：该化合物不 含氮原子，判断 其质谱的分子离 子峰。
解： 该化合物不含氮原子，符合氮规则。但与最大离子相邻的离 子差值为13，不合理。
华东理工大学——王朝霞课件
15
例：该化合物不 含氮原子，判断 其质谱的分子离 子峰。
解：该化合物不含氮原子，符合氮规则。 最大离子84，最近离子69，也合理，但84不是分子离子
第一台质谱仪是1919年，由英国科学家弗朗西斯 ·阿斯顿研制成功的。
第1章红外光谱详解
HN H O
H O O C H3C O-H 伸缩
1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
OCH 3 2835 cm-1
HO 3705-3125 cm-1
（ 氯 苯 中 ）
正 丁 醇 羟 基 的 伸 缩 振 动 吸 收 位 置
(a) 1.4% (b) 3.4%
(c) 7.1%
(d) 14.3%
(4) 与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外
吸收在高频区。
如:VC-H:~3000cm-1; VO-H:3000~3600cm-1;
VN-H:3300cm-1
B：多原子分子振动模型
多原子分子的振动要比双原子复杂，有3n-6（非线性分
子）或3n-5个振动（线性分子）自由度，对应于3n-6或
3n-5个振动，并不是每个振动都会产生红外吸收，只有偶极距 发生变化的振动才会产生红外吸收，这样的振动为红外活性振 动，振动过程中偶极距变化越大，吸收向高频移动，并且强度 增加。偶极距不发生改变的振动为红外非活性振动，不产生红
O C CH3
O C CH3 CH3
H3 C
CH3 O C CH3 CH3
1663 cm-1
1686 cm-1
1693 cm-1
b. 环张力: 环的减小导致张力变大，环内键变弱，频率降低，
环外的振动频率升高。
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2700 -CHO double
2960-2850 -C-H strong
2260-2100
C C
variable
1680-1620 or 1600-1500 C=C variable 1850-1690 C=O Acids, esters Ketones Aldehydes very strong
华东理工大学——王朝霞课件
5
-NH2：
与 –OH 相似，游离的 –NH2 在 3300~3500 cm-1，缔合 后吸收峰的位置会降低 100 cm-1，这里要区别几种不同的胺 ：
①伯胺有两个吸收峰，原因在 –NH2 有两个 N-H键，振动有 对称和非对称两种伸缩振动，所以与 –OH区别较大，吸收 强度比–OH弱； ②仲胺只有一种振动，吸收峰比 –OH 要尖锐； ③叔胺因 N 上无 H ，所以在此区域无吸收。
C≡C-H 在 ~3300 cm-1 有很尖锐的吸收峰，不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和其他不 饱和 C-H 吸收峰混淆。
华东理工大学——王朝霞课件
7
饱和碳的 C-H 伸缩振动一般可见四个吸收峰，其中 CH3两个： ~2960cm-1、 ~2870cm-1； -CH2- 两个： ~2925cm-1 、 ~2850cm-1。由此两组峰的强度可大致判断甲基和亚甲基 的比例。 CH3 在 ~1380、 CH2在 ~1460cm-1 处同时有吸收，而前一 吸收峰发生分叉时表示偕二甲基（两甲基连在同一碳原子 上）。
华东理工大学——王朝霞课件
13
例：某化合物分子式为C12H24O2，推测结构。
华东理工大学——王朝霞课件
14
解 ： 由最强的吸收峰 1703 cm-1 知此化合物含羰基，与不饱 和度为1吻合； 2920 cm-1 、 2851cm-1 处吸收很强，而 2956 cm-1 、 2866 cm-1处吸收较弱，说明-CH2-的数目多于-CH3的数目； 在723cm-1处（相当于720cm-1处）有吸收峰，证明有长 链的 -CH2-； 2956～2851cm-1的吸收是叠加在另一个宽峰之上，从分 子式中含2个氧原子，分析此宽峰来自-OH； 所以此化合物应该是一个含长碳链的羧酸： CH3-(CH2)10-COOH
甲基或亚甲基如果与氧原子相连，吸收峰的位置会向 较低波数移动。
华东理工大学——王朝霞课件
8
芳烃：
在3110~3010 cm-1有 C=C-H伸缩振动产生的中强吸收峰， 在1600~1450 cm-1处有苯环 C=C伸缩振动产生的4个吸收峰， 其中 1600 cm-1和 1500 cm-1较强。
不饱和度 = 1 + 12 +
1 ×(0 - 24) = 1 2
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例：某化合物分子式为C6H8N2，推测结构。
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解：不饱和度为4，推知可能含苯环； 从3030 cm-1、 1593 cm-1、 1502 cm-1有吸收峰可以证实这 点； 从 750 cm-1吸收说明该化合物有三个相邻氢，说明是有间 位取代； 3285 cm-1、 3193 cm-1的吸收是很特征的伯胺吸收（属于对 称伸缩振动和反对称伸缩振动）； 另外可以指认的有：3387 cm-1、3366 cm-1（ -NH2-伸缩振 动）、1634 cm-1（ -NH2弯曲振动）、1274-1（ C-N）伸缩振 动等； NH2 所以结果是该化合物是间苯二胺。
NH2
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苯环取代的判断
770~730cm-1 710~690cm-1
尖、强
一取代 二取代（邻位） 二取代（间位） 二取代（对位）
770~735cm -1
810~750cm-1 710~690cm -1 833~810cm-1
强
强 中 强
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红外谱图解析
1000-700 bend alkenes benzene substituted type 1470-1350 bend C-H 1300-1030 bend C-O C-N
strong 3100-3010 =C-H middle
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几个明显的红外特征峰
-OH（醇和酚）：
1. 观察特征频率区，找出特征吸收峰，判断苯环、双 键、羰基、三键、羟基、胺基等官能团，以确定所 属化合物的类型。
2. 观察指纹区，进一步确定基团的结合方式。指纹区 对用已知物鉴别未知物十分有用。
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例：
1. 3030cm-1 =C—H伸缩振动； 2. C—H 伸缩振动； 3. 1625cm-1 C＝ C伸缩振动； 4. C—H（ —CH3、 —CH2）面内 弯曲振动；
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产生红外光谱的必要条件： 1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振 动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。 2. 只有能引起分子偶极矩的变化的振动才能产生 IR光谱。 完 全 对 称 的 分 子 H2 、 O2 、 N2 不 会 产 生 红 外 吸 收 光 谱 。 H―C≡C―H 、 R―C≡C―R ， 其 C≡C （ 三键 ）振 动 也不 能 引起红外吸收。 红外光谱 官能团区 （ 4000-1500 cm -1） 由分子的伸缩振动导致 , 用于鉴定各种不同官能团 指纹区 （ 1500-650 cm-1） 分子弯曲及伸缩振动吸收峰 , 多用于鉴定基团的结合方式
-OH吸收处于 3200~3650cm-1 ，由于 -OH 可形成分子间或 分子内氢键，而氢键所引起的缔合对红外吸收峰的位置、形 状和强度都有重要影响。 • 游离 –OH 吸收在较高波数 3610~3640 cm-1，峰形尖锐。 • 分子间 –OH缔合时，红外吸收向较低波数移动（ 3300 cm-1 ）附近，峰形宽而钝。 • 分子内 –OH缔合时，红外吸收移向更低波数，例如羧酸内 由于强烈缔合，吸收峰的底部可延续到~2500cm-1 ，形成很宽 的吸收带。
官能团区（高频区） 1500-4000 cm -1
红 外 谱 图
指纹区（低频区） 650-1500 cm -1
主要是：C－C、C－N、C－O等单 键和各种弯曲振动的吸收峰，其特 点是谱带密集、难以辨认。
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各主要官能团红外光谱的特征吸收峰频率
4000cm
-1
650cm-1
3600-3200 NH, OH d, br, s 3300
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三者的异同点： 1. 缔 合 O—H 的 伸缩 振 动 吸收峰：均出现在 3350 cm-1处左右，差距不大 。 2. C—O 键 的 伸 缩 振 动 吸 收峰有明显的差异： 伯醇： 1050～ 1085 cm-1； 仲醇： 1100～ 1125 cm-1； 叔醇： 1150～ 1120cm-1。
红外光谱（ infrared spectroscopy
缩写为IR）
由于分子吸收了红外线的能量并导致分子内振动能级的跃 迁而产生的记录信号。 IR谱主要提供分子中官能团的结构信息 。
I T % 100 % I0
I：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度。
横坐标：波数（σ） 400～4000 cm-1；表示吸收峰的位置。 纵坐标：透过率（ T %），表示吸收强度。 T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
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C-H （烃基）：
C-H 键伸缩振动的分界线是 3000 cm-1：
不饱和碳（双键及苯环）> 3000 cm-1； 饱和碳（除三元环外） < 3000 cm-1。 不饱和碳的 C-H 伸缩振动吸收峰强度较低，往往在 > 3000 cm-1处以饱和碳的 C-H 吸收峰的小肩峰的形式出现。
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Y－ H 伸缩振动区 2500～3700 cm-1， Y = O、 N、 C。 Y≡Z 三键和累积双键伸缩振动区 2100～2400 cm-1，主要是：C≡C、C≡N 三键和C＝C＝C、C＝N＝O 等累积双 键的伸缩振动吸收峰。 Y＝ Z双键伸缩振动区 1600～1800 cm-1，主要是：C＝O、 C＝ N、C＝C等双键。