红外光谱 特征吸收谱带
红外光谱频率与官能团特征吸收峰总结表
三、炔烃
在 IR 光谱中,炔烃基团很容易识别,它主要有三种特征吸收。
1、σC C H 该振动吸收非常特征,吸收峰位置在 3300—3310 cm-1,中等强度。 σN-H 值与 σC-H 值相同,但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别。
2、σ C C 一般
C C键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃 RC CH
σ C C 出现在 2140—2100 cm-1,二元取代炔烃在 2260—2190 cm-1,当两个取
代基的性质相差太大时,炔化物极性增强,吸收峰的强度增大。当
处
于分子的对称中心时,σ C为C红外非活性。 3、σ C C H 炔烃变形振动发生在 680—610 cm-1。
四、芳烃
芳烃的红外吸收主要为苯环上的 C-H 键及环骨架中的 C=C 键振动所引起。
1、σC=O 1750~1735 cm-1 处出现(饱和酯 σC=O 位于 1740cm-1 处),受相邻基 团的影响,吸收峰的位置会发生变化。
2、σC-O 一般有两个吸收峰,1300~1150 cm-1,1140~1030 cm-1 十一、酰卤
σC=O 由于卤素的吸电子作用,使 C=O 双键性增强,从而出现在较高波数处, 一般在~1800cm-1 处,如果有乙烯基或苯环与 C=O 共轭,,会使 σC=O 变小,一 般在 1780~1740cm-1 处。 十二、酸酐
随着卤素原子的增加,σC-X 降低。如 C-F(1100~1000 cm-1);C-C(l 750~700 cm-1);C-Br(600~500 cm-1);C-I(500~200 cm-1)。此外,C-X 吸收峰的频率 容易受到邻近基团的影响,吸收峰位置变化较大,尤其是含氟、含氯的化合物变 化更大,而且用溶液法或液膜法测定时,常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。 因此 IR 光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。 六、醇和酚 醇和酚类化合物有相同的羟基,其特征吸收是 O-H 和 C-O 键的振动频率。 1、 σO-H 一般在 3670~3200 cm-1 区域。游离羟基吸收出现在 3640~3610 cm-1, 峰形尖锐,无干扰,极易识别(溶剂中微量游离水吸收位于 3710 cm-1)。OH 是 个强极性基团,因此羟基化合物的缔合现象非常显著,羟基形成氢键的缔合峰一 般出现在 3550~3200 cm-1。
精品现代材料分析-红外吸收光谱介绍PPT课件
R1 C
H
H 3040~3010
C R2
R2 3040~3010
C H
1420~1410 1420~1410
895~885
990 910 840~800
965
730~675
1658~1698 1645~1640 1675~1665 1675~1665 1665~1650
(3)炔烃
末端炔烃的C-H伸缩振动一般在3300 cm-1处 出现强的尖吸收带。
对于伸缩振动来说,氢键越强,谱带越宽,吸收强度越 大,而且向低波数方向位移也越大。
对于弯曲振动来说,氢键则引起谱带变窄,同时向高波 数方向位移。
O H NH 游离
R
R
HN H O 氢键
C=O 伸缩 N-H 伸缩 N-H 变形
1690
3500
1620-1590
1650
3400
1650-1620
HO O
苯环取代类型在2000~1667cm-1和 900~650cm-1的图形
邻、间及对位二甲苯的红外光谱
(5)醇和酚
在稀溶液中,O-H键的特征吸收带位于3650~3600 cm-1;在纯液体或固体中,由于分子间氢键的关系, 使这个吸收带变宽,并向低波数方向移动,在 3500~3200 cm-1处出现吸收带。
~17ห้องสมุดไป่ตู้0
~1760(游离态)
(5)芳环、C=C、C=N伸缩振动区 1675~1500cm-1
① RC=CR′ 1620 1680 cm-1 强度弱, R=R′(对称)时,无红外活性。
② 芳环骨架振动在1600~1450 cm-1有二到四 个中等强度的峰,是判断芳环存在的重要标 志之一。
红外光谱与分子结构
红外光谱与分子结构一、红外光谱的特征性通过对大量标准样品的红外光谱的研究,处于不同有机物分子的同一种官能团的振动频率变化不大,即具有明显的特征性。
这是因为连接原子的主要为价键力,处于不同分子中的价键力受外界因素的影响有限!即各基团有其自已特征的吸收谱带。
例:2800~3000cm-1:-CH3特征峰;1600~1850cm-1:-C=O 特征峰;基团所处化学环境不同,特征峰出现位置变化:—CH2—CO—CH2—1715cm-1酮—CH2—CO—O—1735cm-1酯—CH2—CO—NH—1680cm-1 酰胺二、红外光谱的分区习惯上把化合物的4000~400cm-1范围的中红外区的红外光谱划分为四个区域。
1、X–H 伸缩振动区:4000~2500cm-1,X=O、N、C、S,…;2、叁键及累积双键伸缩振动区:2500~1900cm-1;3、双键伸缩振动区:1900~1200cm-1;4、X–Y伸缩振动,X–H 变形振动区:<1650cm-1;指纹区:1330~650cm-1,X–C(X≠H)键的伸缩振动及各类变形振动。
特征区:某些官能团的伸缩振动。
特点:吸收峰比较少,同一官能团存在于不同的化合物中,吸收峰位置变动不大,特征性较强,可以用来鉴定官能团。
指纹区:某些分子的骨架振动。
特点:振动频率对整个分子结构环境的变化十分敏感,分子结构的细微变化,引起该区域的变化十分地灵敏,可用于鉴别不同化合物。
1、X–H 伸缩振动区(4000~2500cm-1)X代表O、N、C、S时,对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的O–H、N–H、C–H伸缩振动。
(1)O–H醇与酚:游离态(浓度小),3640~3610cm-1,峰形尖锐;缔合(浓度大),3300cm-1附近,峰形宽而钝。
羧酸:3300~2500cm-1,中心约3000cm-1,谱带宽。
(2)N–H胺类:游离,3500~3300cm-1;缔合,吸收位置降低约100cm-1。
红外吸收光谱特征峰特别整理版
表典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s) asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(m)CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(w)CH:970~960(s)炔烃-C≡C-HCH:≈3300(m)C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m) ~对双取代:860~790(vs)醇类 R-OHOH :3700~3200(变)OH :1410~1260(w)CO :1250~1000(s)OH :750~650(s)酚类 Ar-OHOH :3705~3125(s)C=C :1650~1430(m) OH :1390~1315(m)CO :1335~1165(s)脂肪醚 R-O-R 'CO :1230~1010(s)酮C=O :≈1715(vs)醛CH :≈2820,≈2720(w)双峰C=O :≈1725(vs)羧酸OH :3400~2500(m)C=O :1740~1690(m)OH :1450~1410(w)CO :1266~1205(m)酸酐C=O :1850~1880(s) C=O :1780~1740(s)CO :1170~1050(s)酯泛频C=O :≈3450(w)C=O :1770~1720(s) COC :1300~1000(s)胺-NH 2NH2:3500~3300(m) 双峰NH :1650~1590(s,m) CN (脂肪):1220~1020(m,w)CN (芳香):1340~1250(s)-NHNH :3500~3300(m)NH :1650~1550(vw)CN (脂肪):1220~1020(m,w)CN (芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680~1650(s)CN:1420~1400(m)sNH:≈3180(s)NH:1650~1250(s)NH2:750~600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680~1630(s)NH+CN:1750~1515(m)CN+NH:1310~1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈-C≡NC≡N:2260~2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565~1543(s)NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)Ar-NO2NO2:1550~1510(s)NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667~1430(m)CH:1175~1000(w) CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w)C=C及C=N:1580~1520(m)CH:1000~960(m) CH:825~775(m)*表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。
红外光谱特征吸收峰
红外光谱特征吸收峰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。
各类有机化合物的红外吸收
一、第一峰区(4000 ~2500 cm-1)
为X-H伸缩振动区,X可以是O、N、 C 或 S 等原子。
1、O--H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。
(1)醇和酚 游离态:在3650 ~3590 cm-1 处出现中等强 度吸收带,峰形尖锐。 缔合态:在3350 cm-1 出现一个宽而强的吸 收峰。 (2) 羧酸 缔合态:在3300~2500 cm-1 出现一个宽吸 收峰。
甲苯
四、第四峰区( 1500 ~ 600 cm-1)
为X-C(X≠H)键的伸缩振动及各类 弯曲振动区。 1、C-H弯曲振动 烷烃:
-CH3 as 1450 cm-1(m), s 1380 cm-1(w)
烯烃:
=C-H的面外弯曲振动 对判断双键的取代类型有用 CH面外弯曲振动吸收位置 (cm-1) 990(反),910(顺) 890 730-650 970
1-己炔
正丁腈
三、第三峰区(2000~1500 cm-1)
为双键伸缩振动区和N-H的弯曲振动区。
该区域主要包括三种伸缩振动: 1、C=O伸缩振动 出现在1900~1650 cm-1 ,是红外光谱中特 征的且往往是最强的吸收,以此很容易判断酮 类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
羰基化合物的C=O伸缩振动吸 收峰位置
2、 N-H伸缩振动
胺和酰胺的N-H伸缩振动出现在 3500~3150 cm-1 弱或中等强度的吸收带。 胺类: 伯胺----- 3500,3400 cm-1 仲胺----- 3400 cm-1 酰胺类: 伯酰胺----- 3350,3150 cm-1 仲酰胺----- 3200 cm-1 铵盐:3200~2200 cm-1 强、宽、散吸收带
红外吸收光谱特征峰特别整理版
红外吸收光谱特征峰特别整理版红外吸收光谱是一种常见的分析技术,可以通过观察物质在红外辐射下吸收的特定波长的光来确定它的结构和组成。
红外吸收光谱在许多领域都得到广泛应用,包括有机化学、药物研发、食品安全等。
在红外吸收光谱中,一些特定的吸收峰代表了特定的官能团或化学键,因此可以用于识别和鉴定物质。
下面是一些常见的红外吸收光谱特征峰的整理。
1. 羟基(OH)吸收峰:羟基的吸收峰通常出现在3200-3600 cm^-1的范围内。
在醇、酚和羧酸等化合物中,羟基的振动可产生广泛的吸收峰。
2. 胺基(NH)吸收峰:胺基的吸收峰通常出现在3100-3500 cm^-1之间。
在胺类化合物中,氨基的振动会引起这些吸收峰的出现。
3. 羧基(COOH)吸收峰:羧基的吸收峰通常出现在1700-1750 cm^-1之间。
在羧酸和酰胺等化合物中,这些吸收峰代表了羧基的存在。
4. 醛基(C=O)吸收峰:醛基的吸收峰通常出现在1700-1750 cm^-1之间。
在醛和酮等化合物中,醛基的振动会产生这些吸收峰。
5. 烯烃(C=C)吸收峰:烯烃的吸收峰通常出现在1600-1680 cm^-1之间。
在芳香烃和烯烃等化合物中,双键的振动会引起这些吸收峰的出现。
6. 芳香环(C-H)吸收峰:芳香环的吸收峰通常出现在3000-3100cm^-1之间。
在含芳香环的化合物中,芳香环上的氢原子的振动会产生这些吸收峰。
7. 硝基(NO2)吸收峰:硝基的吸收峰通常出现在1500-1600 cm^-1之间。
在含硝基的化合物中,硝基的振动会引起这些吸收峰的出现。
8. 卤素(C-X)吸收峰:卤素的吸收峰通常出现在500-800 cm^-1之间。
在含卤素的化合物中,卤素的振动会产生这些吸收峰。
上述仅是一些常见的红外吸收光谱特征峰,实际上还有很多其他化学键和官能团的吸收峰可供分析使用。
红外吸收光谱是一种非常有用的工具,可用于鉴定和定量分析不同物质。
通过观察红外光谱图中的吸收峰,我们可以获得有关被测物质结构和组成的重要信息,从而在科学研究和工业生产中得到广泛应用。
红外光谱 (2)
3500-3300 3450-3200 3500-3300
3000-2500
弱而稍尖 弱而尖 可变
强而宽(特征)可超出3000cm-1
13:30:54
讨论: (1)O-H伸缩振动在3700-3200cm-1区出现一强锋,它是
判断分子中有无-OH的重要依据。
(2)游离酚中的O-H伸缩振动位于3700-3500cm-1区段的低 频一端,该锋锋形尖锐,且没有其他吸收的干扰(溶剂中微量 水吸收位于3710cm-1),因此很容易识别。
常以二聚体或多聚体的形式存在。吸收峰向低波数方向移动,
在3000-2500cm-1区出现一个强而宽的峰。这个峰通常和脂肪
烃的C-H生缩振动峰重叠,只有在测定气态或非极性溶剂的稀
溶液时,方可看到游离的-OH峰,在3540cm-1附近出现。
13:30:54
(5)无论游离的与缔合的N-H,其峰强都比形成氢键缔合的OH峰弱,且峰稍尖锐些。 N-H吸收峰的数目与氮原子上取代 基的多少有关,伯胺、伯酰胺显双峰,且两峰强度近视相等 ;仲胺、仲酰胺、酰亚胺只出现一个吸收峰;叔胺、叔酰胺 不显峰。
13:30:54
二、分子结构与吸收峰
1、 0—H、N—H伸缩振动区(40003000 cm-1 )
基团类型
波数(cm-1 ) 峰强度
注
OH
3700-3200
游离O-H 3700-3500
缔合O-H 3450-3200
强(特征) 较强、尖锐 强、宽(特征)
NH 游离N-H 缔合N-H
O
C
OHNH2 -COOH
醛基C-H
波数(cm-1) 2960及2870 2930及2850
2890 2830-2810 2720-2750 2780-2765
红外(IR)谱图解析基础知识
红外谱图解析基础知识(一)、基团频率区和指纹区1、基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300(1800)cm-1和1800 (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。
这种振动基团频率和特征吸收峰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、N、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。
胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 ,因此,可能会对O-H伸缩振动有干扰。
C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种。
饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下,约3000~2800 cm-1 ,取代基对它们影响很小。
如-CH3 基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近;R2CH2基的吸收在2930 cm-1 和2850 cm-1附近;R3CH基的吸收基出现在2890 cm-1 附近,但强度很弱。
红外光谱第二节-4
C-H面内不对 称弯曲振动
C-H面内对称 弯曲振动
癸烷
直链亚甲基个数 >4的C-H面内摇摆 振动
甲基C-H面内对称 弯曲振动
甲基亚甲基C-H面 内不对称弯曲振 动 甲基亚甲基C-H对 称不对称伸缩振 动
O-H伸缩振动
甲基亚甲基C-H对 甲基面内对称弯 曲振动 称不对称伸缩振 动 甲基亚甲基C-H面 内不对称弯曲振 动
各种取代苯化合 物在20001667cm-1的泛频 峰和在900690cm-1的C-H 面外弯曲振动峰
单取代:750 cm-1,700 cm-1两强峰
乙苯
邻二取代:770-735 cm-1强峰 2-氯苯甲酸
间二取代:780 cm-1 ,690 cm-1两强峰 3-溴苯乙酮
对二取代:860 - 800cm-1 强峰 4-氯苯甲酮
对二甲苯的红外光谱
•芳环 C=C伸缩振动 :1626,1515cm-1;芳环 C=C 伸缩振动和甲基 C-H弯曲振动:1449cm-1;芳环=C-H伸缩振动:3021cm-1;甲基CH伸缩振动:2941cm-1;甲基C-H弯曲振动:1370cm-1;苯的1,4-二 元取代:798cm-1
练习:分析下列四 张谱图
醚类化合物的红外光谱
唯一可鉴别的特征是1060 ~ 1275cm-1范围内有强度大且宽的 C-O伸缩振动: ( 1 )烷基醚在 1060~1150 cm-1 ;( 2 )芳基醚和乙烯基醚在 1200~1275cm-1 [以及在1020~1075 cm-1(较弱)]。
例1:乙醚的红外吸收光谱
1500
第二节 红外光谱的重 要吸收区段
红外光谱8个重要区段与有机物官能团特征频率 特征频率区 区段 波数/cm-1 振动类型
红外光谱基本原理
22
二、红外光谱的分区
常见的有机化合物基团频率出现的范围:4000 600 cm-1 可分为:4000-1300cm-1的高波数段官能团区,以及1300cm-1 以下的低波数段指纹区。
官能团区的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收峰一般位于该区, 分布较稀疏,容易分辨。
6
红外光谱的表示方法
红外光谱图:
纵坐标为透光率T%,横坐标为波长λ(m )或波数1/λ(cm-1) 可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述。 应用:有机化合物的结构解析。 定性:基团的特征吸收频率; 定量:特征峰的强度;
7
第一节 红外光谱法的基本原理 一、产生红外吸收的条件
满足两个条件: (1)红外辐射光子的能量与分子振动能级跃迁所需能量相同。 (2)辐射与物质间有相互耦合作用(偶极距有变化)。
5
红外光谱与紫外可见光谱的区别
1.光谱产生的机制不同
分子振动和转动能级的跃迁;价电子和分子轨道上的电子在电子能级
上的跃迁。
2. 研究对象不同
在振动中伴随有偶极矩变化的化合物;不饱合有机化合物特别是具有 共轭体系的有机化合物。
3.可分析的试样形式不同,使用范围不同
气、液、固均可,既可定性又可定量,非破坏性分析;既可定性又可 定量,有时是试样破坏性的。
12
/ cm1 1 1 k 1307 k'
2c
Ar
k单位:dyn·cm-1;k’单位:N·cm-1,与键能和键长有关,
为双原子的原子质量折合质量: =m1·m2 /(m1+m2),
Ar为双原子的原子量的折合质量:Ar =M1·M2/ M1+M2 发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的
总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰
红外波谱分子被激发后,分子中各个原子或基团(化学键)都会产生特征的振动,从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的,总是在某一范围内出现。
常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带,光谱比较简单但具有强烈的特征性,1350~650处指纹区。
通常,4000~2500处高波数端,有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H 键的伸缩振动吸收带,在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如:- C≡C-,- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处,有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大,分子结构稍有不同,吸收也会有细微的差别,所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845 cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、δC-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H 的σas,后者归因于甲基C-H的σs。
1380 cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
红外各类有机物的红外吸收峰
各类有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、δC-H在1460cm-1和1380cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H的σas,后者归因于甲基C-H的σs。
1380cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475cm-1。
异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1叔丁基1380cm-1裂分1395cm-1、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、σC-C在1250—800cm-1范围内,因特征性不强,用处不大。
4、γC-H 分子中具有—(CH2)n—链节,n大于或等于4时,在722cm-1有一个弱吸收峰,随着CH2个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链的长短。
二、烯烃烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、σC=C-H烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm-1以上,末端双键氢在3075—3090cm-1有强峰最易识别。
2、σC=C 吸收峰的位置在1670—1620cm-1。
随着取代基的不同,σC=C吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化。
3、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm-1,对结构不敏感,用途较少;而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700cm-1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型。
总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析
红外波谱分子被激发后,分子中各个原子或基团(化学键)都会产生特征的振动,从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的,总是在某一范围内出现。
常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带,光谱比较简单但具有强烈的特征性,1350~650处指纹区。
通常,4000~2500处高波数端,有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H 键的伸缩振动吸收带,在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如:- C≡C-,- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处,有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动,还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰,因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大,分子结构稍有不同,吸收也会有细微的差别,所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起,而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时,也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845 cm-1范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、δC-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H 的σas,后者归因于甲基C-H的σs。
1380 cm-1峰对结构敏感,对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
红外谱图-各官能团的特征吸收是谱图的基础
例9:
1) 800 对位取代
CH3
CH2CH3
例10 : 1) 不:0 2)3340, 1100 醇 3)借助其它方法
CH3CH2 CH CH3 OH
例11: 1)不:4 2)3000,1600,1500 苯 3)3300(×),1250,1050
芳香脂肪醚
4)750,邻位取代
OCH3 CH3
3)1710 cm1,C=O,
2820,2720 cm1,醛基
1)不饱和度:(8228)2=5
大于4, 一般有苯环,C6H5
4)结合化合物的分子式 此化合物为间甲基苯甲醛
2)3000 cm1以上,不饱和 C-H 伸缩
CH3
可能为烯,炔,芳香化合物
1600,1580 cm1,含有苯环
指纹区780,690 cm1,间位取代苯
CH C CH2OH
例3 C7H8O 1) 不饱和度: (7228)2=4 可能含有苯环
2) 3000 cm1 以上, 以及 1600,1500 cm1 表明含有苯环(-C6H5 770,700 cm1 表明苯环取代为单取代
3) 分子式为C7H8O,除去苯环(-C6H5),取代基为CH3O, 苯甲醚(?) 苯甲醇(?) 3300 cm1(),1250,1040 cm1() 芳香脂肪醚C-O的吸收 表明此化合物为苯甲醚
LASER
SAMPLE
eE
SPECTROMETER
拉曼光谱技术具有非破坏性、几乎不需要样品制备, 可直接测定气体、液体和固体样品,并且可用水作 溶剂,因此在含水溶液、不饱和碳氢化合物、药品、 聚合物结构、生物和无机物质等的分析方面比红外 光谱分析法优越。
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红外吸收光谱特征峰特别整理版
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s) asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m) C=C:1695~1540(m) CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m) C=C:1695~1540(w) CH:970~960(s)炔烃-C≡C-HCH:≈3300(m) C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m) ~对双取代:860~790(vs)醇类R-OHOH:3700~3200(变) OH:1410~1260(w)CO:1250~1000(s)OH:750~650(s) 酚类Ar-OHOH:3705~3125(s) C=C:1650~1430(m) OH:1390~1315(m)CO:1335~1165(s)脂肪醚R-O-R'CO:1230~1010(s)酮C=O:≈1715(vs)醛CH:≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH:3400~2500(m) C=O:1740~1690(m) OH:1450~1410(w)CO:1266~1205(m)酸酐C=O:1850~1880(s)C=O:1780~1740(s)CO:1170~1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w) C=O:1770~1720(s) COC:1300~1000(s)胺-NH2NH2:3500~3300(m)双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1340~1250(s)-NHNH:3500~3300(m) NH:1650~1550(vw) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s) C=O:1680~1650(s) CN:1420~1400(m)sNH:≈3180(s) NH:1650~1250(s) NH2:750~600(m)NH:≈3270(s) C=O:1680~1630(s)NH+CN:1750~1515(m)CN+NH:1310~1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈-C≡NC≡N:2260~2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565~1543(s) NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)Ar-NO2NO2:1550~1510(s) NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w) C=C及C=N:1667~1430(m) CH:1175~1000(w) CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w) C=C及C=N:1580~1520(m) CH:1000~960(m) CH:825~775(m)*表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。
红外光谱的谱带分区
在有机化合物中,不同基团(官能团)具有特征的红外吸收峰。 根据官能团的特征吸收峰所处频区的不同,将红外光谱被划分为 四个谱带区: ① X-H伸缩振动区(4000~2500 cm-1) ② 三键和累积双键区(2500~2000 cm-1)
③ 双键区(2000~1500cm-1)
注意:胺中的N-H弯曲振动吸收频率也在该区域,为 1630~1500 cm-1,并且吸收强度大,为了避免混淆,在指 认吸收带前一般先要检查N-H伸缩振动区域。
非饱和键伸缩振动区的谱带指认:
2260-2210(与苯基相连)
④指纹区 (1500~600 cm -1):
C-X(C、N、O)单键伸缩振动和各种弯曲振动峰通常处在这个区域 。 含氧化合物(醇、酚、醚、酸酐、酯等)C-O键的伸缩振动位于 1300~1000cm-1,它对于鉴别C-O键的存在非常有用,如果没有强的吸 收带出现在指纹区,一般可认为不存在C-O键 ; -CH3的对称和非对称弯曲振动频率分别为1380 cm-1和1460 cm-1),连 在同一个碳原子上的多个甲基 异丙基(CH3)2CH-,1385~1380 cm-1和1370~1365 cm-1,强度相当的峰 叔丁基(CH3)3C-,1395~1385 cm-1和1370 cm-1,后者强度大于前者 亚甲基(CH2)的面内摇摆振动,780~720 cm-1, 4个以上的亚甲基连 成直线,吸收在722 cm-1,随着相连的甲基数目减少,吸收峰会向高 波数移动,以此可以推测分子链的长短, 烯烃的C-H面外弯曲振动位于1000~650cm-1范围,谱带的位置与取代 基有关,而苯环的C-H面外弯曲振动则位于900~650cm-1范围,谱带的 位置和数目与苯环的取代情况有关 ;