红外光谱 2
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红外吸收光谱法IR2
*
IR
*红外光是一种电磁波，其波长
在0.78-1000μ m，介于可见光 和微波之间。
-1 数ν ，其单位是cm 。
*在红外光谱中，常用单位是波
*
*当一定频率（能量）的红外光照
射分子时，如果分子中某个基团 的振动频率和外界红外辐射频率 一致时，光的能量通过分子偶极 矩的变化传递给分子，这个基团 就吸收一定频率的红外光，产生 振动跃迁。
饱和-C-H（3000-2800）
三键及累积双键区2500-1900cm-1
C≡C ，C≡N， C=C=C， C=C=O等 2240-2260 （非共轭） 2220-2230 （共轭） 分子中有N、H、C峰强且 锐； 有O则弱，离基团越近则 越弱。
C≡N
RC≡CR’
RC≡CH
2169-2260
RC=CR’则无红外吸收
C=C
指纹区1300-600cm-1
单、双键伸缩振动 （不含氢）
1300-900
C-O（1300-1000） C-（N、F、P），P-O， Si-O
面内弯曲振动
900-650
用于顺反结构，取代类型 的确定
*
*目前有两类红外光谱仪： 色散型 干涉型（傅里叶变换红
外光谱仪）
*
光 源
*
吸
收 池
例题：由元素分析某化合物的分子式为 C4H6O2,测得红外光谱如下图,试推测其结构
100
3095 T%
50 977
1762 4000 3000 2000 1649 l/cm 1372 1217
877
0
1138
1000
1500
*解:
特征区:
由分子式计算不饱和度Ω =1+4-6/2=2
IR
*红外光是一种电磁波，其波长
在0.78-1000μ m，介于可见光 和微波之间。
-1 数ν ，其单位是cm 。
*在红外光谱中，常用单位是波
*
*当一定频率（能量）的红外光照
射分子时，如果分子中某个基团 的振动频率和外界红外辐射频率 一致时，光的能量通过分子偶极 矩的变化传递给分子，这个基团 就吸收一定频率的红外光，产生 振动跃迁。
饱和-C-H（3000-2800）
三键及累积双键区2500-1900cm-1
C≡C ，C≡N， C=C=C， C=C=O等 2240-2260 （非共轭） 2220-2230 （共轭） 分子中有N、H、C峰强且 锐； 有O则弱，离基团越近则 越弱。
C≡N
RC≡CR’
RC≡CH
2169-2260
RC=CR’则无红外吸收
C=C
指纹区1300-600cm-1
单、双键伸缩振动 （不含氢）
1300-900
C-O（1300-1000） C-（N、F、P），P-O， Si-O
面内弯曲振动
900-650
用于顺反结构，取代类型 的确定
*
*目前有两类红外光谱仪： 色散型 干涉型（傅里叶变换红
外光谱仪）
*
光 源
*
吸
收 池
例题：由元素分析某化合物的分子式为 C4H6O2,测得红外光谱如下图,试推测其结构
100
3095 T%
50 977
1762 4000 3000 2000 1649 l/cm 1372 1217
877
0
1138
1000
1500
*解:
特征区:
由分子式计算不饱和度Ω =1+4-6/2=2
第三章 红外吸收光谱-2
氢键区 叁键区 双键区 C≡C C－H C＝C 伸缩 C≡N O－H C＝O 振动 N－H 苯 ν C－H ——C－H键的伸缩振动 δC－H ——C－H键的弯曲振动
一、氢键区：4000~2500cm-1
X－H 伸缩振动吸收范围。X代表O、N、C、 S， 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
3000
2000
-CC-H ~2120 ~1370 ~1550 -NO2 >C=O ~1715 C=C ~1630
1000
游离OH ~3600 缔合OH ~3300
-NH2 3300~ 3500 -NHR C=C-H
COOH ~3000 -SH 2600~2550 -CHO 2820,2720
C-O-C 1300~1020 苯 指 纹 区
OH伸缩： NH伸缩： CH伸缩： 3200-3650cm-1 3300-3500cm-1 3000cm-1
饱和<的CH： <3000cm-1
不饱和C的CH：>3000cm-1
醛基的CH：
二、叁键区（2500－2000 cm-1）
叁键、累积双键（－C≡C－、－C≡N、 ＞C＝C＝C＜、 －N＝C＝O、－N＝C＝S） 谱带为中等强度吸收或弱吸收。 干扰少，容易识别。
770~730cm-1 vs 710~690cm-1 s 5个相邻H
770~735cm-1 4个相邻H 900~860cm-1 810~750cm-1 725~680cm-1 3个相邻H 860~800cm-1 2个相邻H
vs m vs m vs
退 回
-(CH2)n- 平面摇摆δ
n≥4
红外光谱_2
大
振动能 小
能级差 (eV) 1－20
0.05-1
吸收的辐射能 光谱
可见光和紫外 电子光 谱
11 中红外区
振动光
三、红外吸收产生的原理
辐射 分子振动能级跃迁 红外光谱 官能团 分子结构 分子的振动所需的能量远大于分子的转动所需的 能量，因此对应的红外吸收频率也有差异：
远红外区：波长长，能量低，对应分子的转动吸收
一个整体,其运动状态可分为平动、 f总＝f振+f平+f转＝3N
转动、振动三类。分子总自由度应
该等于平动、转动和振动自由度的 f振＝3N －f平－f转
总和，即:
26
三、红外吸收产生的原理
每一种振动形式都会产生一个基频峰，即一个 多原子分子所产生的基频峰的数目应该等于分子所 具有的振动形式的数目。无论是线形分子还是非线 形分子其平动的自由度都等于3。
2
dx 则 m d t2 = - kx（1）
c c
1k
v = 2π m
（3）
x = A cos (2π v t + Ф) （2） 1k
用波数表示 = 2πc m
（波数）与K成 正比； 与原子质量成反比
对双原子分子来说，约合质量
m1 m2 μ=
代替m： =
m1+m2
1 2πc
k μ
发生振动能级跃迁需要的能量的大小取决于键两端原
样品吸收红外辐射的主要原因是： 分子中的化学键
因此, IR可用于鉴别化合物中的化学键类型，可 对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质，也 适用于非晶质物质。 应用：有机化合物的结构解析 定性：基团的特征吸收频率 定理：特征峰的强度
6
二、红外光区的划分
2红外光谱
C-H (2000－1667cm-1)
-(CH2)n- (900－600cm-1)
一、红外光的区划
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波
近红外区：0.76~2.5μm 主要用于研究O-H、N-H、C-H键的倍频吸收或组
频吸收，此区域吸收峰强度较弱。
中红外区：2.5~25μm （400-5000cm-1） 振动、伴随转动光谱主要研究
基本形式 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长变化但键角不变的振动。 变形振动：基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动。又称 弯曲振动或变 角振动。 下图给出了各种可能的振动形式（以甲基和亚甲基为例）。
HH C
对称伸缩振动 s
symmetric stretching
HH C
面内弯曲振动或剪切振动 s
红外吸收强度
红外吸收强度由振动时偶极矩变化的大小决定。 分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。
如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对
称性低，其振动峰强度就大。峰强度可用很强（vs）、强（s）、 中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。
五 、红外谱图解析
红外吸收波段
面内弯曲振动 ✓ 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹 ✓ 注：相关峰常出现在指纹区
• 经典力学导出的波数计算式为近似式。因 为振动能量变化是量子化的，分子中各基 团之间、化学键之间会相互影响,即分子 振 动的波数与分子结构（内因）和所处的化 学环境（外因）有关。
六、影响吸收峰位的因素
1．内部因素：化学键的振动频率不仅与其性质有关， 还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特 征吸收并不总在一个固定频率上。 （1）诱导效应（吸电效应）： 使振动频率移向高波数区
第二章 红外光谱2
When you analyze the spectra, it is easier if you follow a series of steps in examining each spectrum.
1. Look first for the carbonyl C::O band. Look for a strong band at 18201660 cm-1. This band is usually the most intense absorption band in a spectrum. It will have a medium width. If you see the carbonyl band, look for other bands associated with functional groups that contain the carbonyl by going to step 2. If no C::O band is present, check for alcohols and go to step 3.
2.5.1 红外光谱的分区
4000-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。 2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振
动区 2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区 1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的
信息
2.5.3 红外图谱的解析步骤
CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3
谱峰归属
3000-2800cm-1：饱和C—H的反对称和对称伸缩振 动 （ 甲 基 ： 2 9 6 0 和 2 8 7 2 cm-1， 亚 甲 基 ： 2 9 2 6 和 2853cm-1）。
1461cm-1：亚甲基和甲基弯曲振动（分别为1470和 1460cm-1）。
第二章 红外光谱
2 . N-H（吸收强度比-OH弱，峰形较尖锐）
胺类： 游离——3500～3300cm-1 缔合——吸收位置降低约100cm-1 伯胺：3500，3400cm-1 仲胺：3400cm-1 叔胺：无吸收 酰胺：伯酰胺：3350，3150cm-1 附近出现双峰 仲酰胺：3200cm-1 附近出现一条谱带 叔酰胺：无吸收
远红外
25 - 1000
400 - 25
红外光谱是用频率4000~400cm-1(2.5~25m)的光波
照射样品,引起分子内振动和转动能级跃迁所产生的
吸收光谱。也称振 - 转光谱。
波长和波数
电磁波的波长（ ）、频率（ v）、能量（E）之间的关系：
二、红外光谱图
I T % 100 % I0
O R C R
O R C H
1715 cm-1
O C
C C
O C R
1665-1685
O
H
(CH3)2N
C
H
1730 CH3C≡N
2255
1690
1663 (CH3)2C=CH-C≡N
2221
同一化合物中，如果同时存在I效应和C效应，则影 响较大的效应决定吸收峰的位移方向
1735 -I＞+C
1680
能发生振动能级跃迁，产生吸收光谱。
2. 只有引起分子偶极矩发生变化的振动才能产生
红外吸收光谱。
四、影响特征吸收频率的因素
分为内因（不可变化）和外因（可变）
（一）内部因素 1、电子效应 a. 诱导效应（I 效应）
诱导效应使基团电荷分布发生变化，从而改变了键的力常
数，使振动频率发生变化.
例：
O R C X
υOH ,υNH
图谱分析 红外光谱2
CH3 CH2 C COCH3 O
C OCH3 O
CH3CH2CH2COCH2CH3 O
1738cm-1
CH3C OCH CH2 O
1725cm-1
CH3C O O
1724cm-1
1762cm-1
1765cm-1
强和宽的C-O伸缩 振动吸收峰不同于 其他的酮的弱且窄 的吸收 图3.54 丁酸乙酯的红外光谱图
O C C C R
s-cis
R
O
C C C
s-trans
H 3C C C C CH3 H H 3C O
C H O
C OH O
, -不饱和酮
1715→ 1690cm-1
苯环取代的醛 1725→ 1700cm-1
苯环取代的羧酸 1710→ 1680cm-1
在酰胺中共轭效应不降低 C=O键的吸收频率 sp2 杂化的C原子的引入降低了 C=O电子云浓度，增强 了双键的程度，而不是像其他的羰基化合物一样发生 共振相互作用 因为母体的胺基已经相当稳定， C=C 的引入并不能克 服这种共振作用。
图3.56 苯甲酸甲酯的红外光谱图
图3.55 甲基丙烯酸甲酯
C=C碳碳双键和酯上C-O单键的共轭
O R C O C H O CH2 R C O C H CH2
1762cm-1 图3.57 乙酸乙烯酯的红外光谱图
强度增强
氢键作用
1680cm-1
图3.58 水杨酸甲酯的红外光谱图
环酯(内酯)
随着环的减小，C=O振动频率向高频移动 表 3.6内酯中 环大小效应， , 不饱和双键同 C=O或O的共轭
O R C OR'
C=O 伸缩振动 1750-1735cm-1 同R基共轭，吸收带向右移动 15-25 cm-1; 同O原子上R’ 基共轭，吸收带向左移动, 25 cm-1; 环酯中环的张力使吸收带向左移动（内酯） C-O 伸缩振动 1300-1000cm-1 伸缩振动有两个或更多个峰，其中有一个最强最宽的峰
C OCH3 O
CH3CH2CH2COCH2CH3 O
1738cm-1
CH3C OCH CH2 O
1725cm-1
CH3C O O
1724cm-1
1762cm-1
1765cm-1
强和宽的C-O伸缩 振动吸收峰不同于 其他的酮的弱且窄 的吸收 图3.54 丁酸乙酯的红外光谱图
O C C C R
s-cis
R
O
C C C
s-trans
H 3C C C C CH3 H H 3C O
C H O
C OH O
, -不饱和酮
1715→ 1690cm-1
苯环取代的醛 1725→ 1700cm-1
苯环取代的羧酸 1710→ 1680cm-1
在酰胺中共轭效应不降低 C=O键的吸收频率 sp2 杂化的C原子的引入降低了 C=O电子云浓度，增强 了双键的程度，而不是像其他的羰基化合物一样发生 共振相互作用 因为母体的胺基已经相当稳定， C=C 的引入并不能克 服这种共振作用。
图3.56 苯甲酸甲酯的红外光谱图
图3.55 甲基丙烯酸甲酯
C=C碳碳双键和酯上C-O单键的共轭
O R C O C H O CH2 R C O C H CH2
1762cm-1 图3.57 乙酸乙烯酯的红外光谱图
强度增强
氢键作用
1680cm-1
图3.58 水杨酸甲酯的红外光谱图
环酯(内酯)
随着环的减小，C=O振动频率向高频移动 表 3.6内酯中 环大小效应， , 不饱和双键同 C=O或O的共轭
O R C OR'
C=O 伸缩振动 1750-1735cm-1 同R基共轭，吸收带向右移动 15-25 cm-1; 同O原子上R’ 基共轭，吸收带向左移动, 25 cm-1; 环酯中环的张力使吸收带向左移动（内酯） C-O 伸缩振动 1300-1000cm-1 伸缩振动有两个或更多个峰，其中有一个最强最宽的峰
红外光谱-2
形成氢键后，相应基团振动的时候，偶极矩变化增大，使
得吸收强度增大。
羰基和羟基之间容易形成氢键，使羰基的频率降低。
6、振动的偶合
二个频率相同或相近的基团联结在一起时，会发生 相互作用而使谱峰分成二个。如酸酐的二个羰基， 振动偶合而裂分成二个谱峰。
二元酸的二个羰基之间只有1~2个碳原子时，会出现 二个C=O基吸收峰，是相互偶合的结果。
CO（酰胺）1680 ~ 1630cm1（强）酰胺谱带I
NH（酰胺）1640 ~ 1550cm1
酰胺谱带II
nC- （N 胺）1380 ~ 1020cm-（1 中）
酰胺谱带III
（２）与偶极矩的变化大小相关
原子的电负性：两原子电负性，峰强
偶极矩
振动形式： as s , 分子对称性：分子对称度高，振动偶极矩小。
1、红外吸收峰位置
小结
1 1 k 1307 k
c 2c
2、红外光谱产生的条件？
1）、幅射体系发射的能量满足振动跃迁所需的能量 2）、分子在振动过程中有偶极矩的变化
~ 1450cm （1 强）
ds CH3
~ 1380cm-（1 中 ®
强）
CH2 ~ 1465 20cm（1 中） CH2 ~ 720cm1 (n 4)
异丙基和叔丁基在1375cm-1处的分裂：
dCs (CH3 )2 等强度分裂为 1385cm- 1和 1370cm- 1双峰 d-s C(CH3 )3 不等强度分裂为 1390cm- 1和 1365cm- 1双峰
c=c cm-1 1645 =cH cm-1 3017
1610
1565
3040
3060
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
红外光谱第二节2-3
胺类：伯胺在此范围出现二条(èr 谱带约 tiáo) 3500、3400 cm-1，对应于NH2的不对称伸 缩振动和对称伸缩振动。仲胺于约3400 cm1出现一条谱带，叔胺无此带。
第二十五页，共一百零一页。
酰胺类：酰胺除了极稀溶液中的游离态(N-H 3500-3400 cm-1)外，一般以缔合状态存在。 伯酰胺于3350 cm-1、3150 cm-1附近出现双 峰。谱带强度(qiángdù)较游离态增大。仲酰胺于 3200 cm-1附近出现一条谱带，如N-苯基丙炔 酰胺，N-H 3270 cm-1(m)。叔酰胺此范围无 吸收带。
=C—H(面外)
C—H(面外)
第九页，共一百零一页。
第十页，共一百零一页。
第十一页，共一百零一页。
第十二页，共一百零一页。
第十三页，共一百零一页。
第十四页，共一百零一页。
（1）—O—H 3700 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸
在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液(róngyè)）时，峰形尖锐，强吸收； 当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
羰基化合物在1680~1850cm-1处有一个强的羰基 伸缩振动(zhèndòng)吸收峰。醛基C-H在2720cm-1处 有尖锐的特征吸收峰。
第五十页，共一百零一页。
丙烯醛的红外光谱 图 (guāngpǔ)
第五十一页，共一百零一页。
第五十二页，共一百零一页。
2-甲基丁醛的红外光谱(guāngpǔ) 图
第四十三页，共一百零一页。
第四十四页，共一百零一页。
1）饱和(bǎohé)碳原子上的—C缩
2870 cm-1 对称伸缩振动(zhèndòng) 2930 cm-1 不对称伸缩振动
2850 cm-1 对称伸缩振动
第二十五页，共一百零一页。
酰胺类：酰胺除了极稀溶液中的游离态(N-H 3500-3400 cm-1)外，一般以缔合状态存在。 伯酰胺于3350 cm-1、3150 cm-1附近出现双 峰。谱带强度(qiángdù)较游离态增大。仲酰胺于 3200 cm-1附近出现一条谱带，如N-苯基丙炔 酰胺，N-H 3270 cm-1(m)。叔酰胺此范围无 吸收带。
=C—H(面外)
C—H(面外)
第九页，共一百零一页。
第十页，共一百零一页。
第十一页，共一百零一页。
第十二页，共一百零一页。
第十三页，共一百零一页。
第十四页，共一百零一页。
（1）—O—H 3700 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸
在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液(róngyè)）时，峰形尖锐，强吸收； 当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
羰基化合物在1680~1850cm-1处有一个强的羰基 伸缩振动(zhèndòng)吸收峰。醛基C-H在2720cm-1处 有尖锐的特征吸收峰。
第五十页，共一百零一页。
丙烯醛的红外光谱 图 (guāngpǔ)
第五十一页，共一百零一页。
第五十二页，共一百零一页。
2-甲基丁醛的红外光谱(guāngpǔ) 图
第四十三页，共一百零一页。
第四十四页，共一百零一页。
1）饱和(bǎohé)碳原子上的—C缩
2870 cm-1 对称伸缩振动(zhèndòng) 2930 cm-1 不对称伸缩振动
2850 cm-1 对称伸缩振动
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
第二章_红外光谱(2)
1第二章红外光谱(2)2第二节：红外光谱的基本原理¾2.1 红外吸收光谱法¾2.2 双原子分子的转动光谱¾2.3 双原子分子的振动光谱¾2.4 多原子分子的振－转光谱¾2.5 红外光谱获得的条件第三节：红外光谱仪器简介¾3.1 色散型红外光谱仪¾3.2 Fourier 变换型红外光谱仪¾3.3 红外反射光谱与技术32.4 多原子分子的振动－转动光谱2.4.1 简正振动的数目多原子分子的振动比双原子分子复杂得多，它不仅包括双原子分子中沿化学键（核－核）方向的伸縮振动，而且还有键角参与的各种变形或弯曲振动（分子平面内和平面外），以及伸縮振动和变形振动的偶合。
什么是简正振动呢？4分子在保持质心不变，不产生转动的条件下，分子中的各个原子都以同一频率作振动，这种振动就叫简正振动。
若想了解简正振动的数目，首先必须确定所有原子的相对位置，利用其简正坐标才能求得。
假定分子由N 个原子构成，每个原子的空间位置需要三个坐标才能确定，那么，N 个原子需要3N 个坐标，或者说3N 个运动自由度。
5但原子间通过化学键构成了一个整体，对于非线性多原子分子而言，有3个平动自由度和3个转动自由度，因而，分子振动自由度的数目，即简正振动的数目为3N －6个；而线性多原子分子只有2个转动自由度和3个平动自由度，因而简正振动的数目为3N －5个。
6对于多原子分子振动的描述，需要以原子坐标，质量和原子间力为变量，建立3N 个微分方程，其解是非常复杂的，对于简正振动对称类型的运算，需要用“群论”加以处理。
7下面举例说明简正振动数目的计算：例1计算水分子的简正振动数目H 2O 为非线性分子，故简正振动数目为：3×3－6＝3下面用示意图说明一下这几种振动模式：8以上三种简正振动模式在分子振动过程中，都有电偶极矩的变化，所以在红外光谱图上可以观察到三个吸收谱带。
第二章 红外光谱
（3）-OH基在形成氢键缔合后，偶极矩增大，因此在34503200cm-1之间表现为一个强而宽的锋。
01:30:28
若形成分子内氢键，酚羟基伸缩振动谱带向低频移动更为
明显。例如：
O H N O
+
O H O
O H O
OH（cm-1)
3610(游离）
3243
3077
（4）羧酸（-COOH）中的羟基比较特殊，由于氢键缔合，通 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，
01:30:28
O
1660±10
波数（cm-1) 1680-1620 1620-1450 1690-1640 1630-1575 1590-1510 1390-1350
~1700
~1745
峰强度 不定
6、 双键的伸缩振动区（16801500 cm-1 ）
不定 不定 强 强（稍弱）
讨论：
（1）分子比较对称时，C=C峰很弱，当个相邻基团相差比
O—H、N—H伸缩振动区（OH，NH ）
不饱和C-H伸缩振动区（ CH） 饱和及醛基C-H伸缩振动区（ CH） 三键伸缩振动区（ C≡C， C≡N ） 羰基伸缩振动区（ C＝O） 碳碳双键伸缩振动区（ C＝C） 碳氢面内弯曲振动和单键伸缩振动区 碳氢面外弯曲振动区
二、分子结构与吸收峰
四、不饱和度
01:30:27
一、特征区、指纹区和相关峰
1、特征区：4000~1300 cm-1，有机化合物主要官能团的 特征吸收区。特点：比较稀疏，容易辨认。与一定结构单元
相联系的、在该范围内出现的吸收峰叫特征吸收或特征峰；
例： 2800 3000 cm-1 1600 1850 cm-1 —CH3 —C=O 特征峰； 特征峰；
波谱学课件——红外光谱分析4IR2
例2：未知物分子式为C6H8N2，其红外谱图如下 图所示，试推其结构。
解：不饱和度计算式：US = 1+n4+ 1 (n3-n1)
2
1+6+1/2(2-8)=4
n4-四价原子数目 n3-三价原子数目 n1-一价原子数目
未知物的不饱和度为4，故有可能含苯环，此推 测由3031 cm-1的峰及苯环的骨架振动：在1450～ 1650 cm-1之间有2～4个峰所证实，由750cm-1的吸 收知该化合物含邻位二取代苯环。
3.官能团的特征吸收 （1）脂肪烃
①饱和烃 饱和烃与不饱和烃C-H键振动的分界线是3000 cm-1
②烯烃
=C-H 3100 ~3000cm-1 C=C在双键区1680~1600 cm-1(w or m) 结构完全对称的双键是红外非活性，在该区无C=C吸
收 面外=C-H位于1000~650 cm-1，强度大，特征性强，
酰胺 酸酐
吸收峰位置（cm-1） 1735-1715 1720-1710 1770-1750 1745-1720
1700-1680（酰胺I带） 1820和1760
（6）胺基
伯胺：在3300-3500cm-1出现双峰(asN-H sN-H)，特征性 较强
仲胺：在3500 cm-1有单峰 叔胺：红外光谱没有明显特征 成盐后伯胺、仲胺的N-H均移向低频
如：H2O和CO2及微量杂质
（4）红外谱图解析顺序 先观察官能团区，找出该化合物存在的官能团， 然后查看指纹区；
（5）标准红外谱图的应用 最常见的红外标准谱图为萨特勒（Sadtler） 红外谱图集和DMS（docementation of molecular spectroscopy）卡片
分子光谱法4-第四章红外光谱法2
饱和醛(酮 不饱和向低波移动； 饱和醛 酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动； 醛，酮的区分？ 酮的区分？
酸酐的C=O 酸酐的
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；
羧酸的C=O 羧酸的
0,表示分子是饱和的 表示分子是饱和的， ◇ Ω = 0,表示分子是饱和的，应为链状烃或不 含双键的衍生物； 含双键的衍生物； 1,表示分子中可能有一个双键或者一个 ◇ Ω = 1,表示分子中可能有一个双键或者一个 脂环； 脂环； ◇ Ω = 2, 表示分子中有一个三键或者两个双 键或者两个脂环； 键或者两个脂环； 4,表示分子中可能有一个苯环 表示分子中可能有一个苯环（ ◇ Ω = 4,表示分子中可能有一个苯环（可理解 为一个环加三个双键）。 为一个环加三个双键）。
（3）不饱和碳原子上的 ）不饱和碳原子上的=C—H（≡ C—H ） （
苯环上的C—H =C—H ≡ C—H 3030 cm-1 3010 ∼ 2260 cm-1 3300 cm-1
3000 cm-1 以上
2．叁键和累积双键伸缩振动区（2500 ∼ 1900 cm-1 ） 叁键和累积双键伸缩振动区（ 叁键和累积双键伸缩振动区
§４-4 影响基团频率位移的因素
factors influenced peak shift
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部 化学键的振动频率不仅与其性质有关， 结构和外部因素影响。 结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固 定频率上。 定频率上。
一．内部因素
1 电子效应 电子效应(Electric effects) a．诱导效应( Inductive effect ) :吸电子基团使吸收峰向高频方向 ． 移动（兰移）
2 红外光谱法解读
另外，CO2分子为线性分子，它有 3n－5 = 4 个振动自由度。
← → O＝C＝O ← ← O＝C＝O ↑ ↑ ⊕ ⊕ O＝C＝O O＝C＝O
→
1
←
→
2
→
↓
3
面内弯曲振动
⊙
4
面外弯曲振动
对称伸缩振动
反对称伸缩振动
其中3、4的振动频率相等，它们可以合 并为简并振动。
4 产生红外吸收的必备条件
（必考内容）
2 红外吸收光谱的产生
用连续波长的红外光照射某种物质，由 于该物质对红外光的选择性吸收，使透射光 中部分波长的光线减弱或缺失，从而形成某 物质的红外光谱。
红外光谱可比紫外光谱提供更多的结构 信息，因而，红外光谱更多地用于分子结构 分析。
3 分子振动类型
(本节内容比较抽象，大家在学习中要充分发挥想象力)
以CO2分子为例：（CO 分子为线性分子）
2
← → O＝C＝O → ←
对称伸缩振动
← ← O＝C＝O → →
反对称伸缩振动
再以亚甲基为例：
对称伸缩振动
反对称伸缩振动
同理，3 个 以上原子分子或 基团如： －CH3、CH4 等 也存在对称伸缩 振动（完全同步）、 反对称伸缩振动
（不完全同步）。
H C
（必须牢记考试必考）
3.6 振动自由度 所谓的振动自由度即振动形式种数。 分子的振动自由度也就是分子总的振动形式种数。 如 H－Cl 分子振动自由度为 1，即表示 H－Cl 有一 种振动形式或者说有一种振动类型。 分子中每个原子都有三个自由度（x、y、z 三维空 间），n 个原子分子有 3n 个自由度。 但分子质心的平移运动（沿x、y、z轴方向）和整 体绕轴运动（以 x、y、z 为轴心）不产生振动，所以 n 个原子分子的振动形式有 3n－6 个（但直线型分 子为 3n－5 个——因为直线型分子只有二维结构）。
红外吸收典型光谱2
第二节有机化合物的典型光谱（2）一脂肪烃类：烷烃、烯烃、炔烃二芳香烃类三醇、酚和醚类四羰基化合物：酮、醛、酰氯、羧酸、酯、酸酐、酰胺五含氮有机化合物：胺、硝基化合物、氰类化合物三、醇、酚、醚（一）醇、酚：都有峰及OH βυυO C O H -,但的特征性差。
OH β1．O-H 伸缩振动：（强）13200~3650--cm H O ν变，锐峰）（较强（游离）→--13610~3640cm H O ν中强，宽、钝峰）（强（多聚体）→--13200~3500cm H O ν强，稍宽）二聚体）(~(1H O 3500cm 3600--υ2．C-O 伸缩振动：（强）11000~012--cm O C 6ν)(1050~1s 1085--cm O C （饱和伯醇）ν)(1~1s 0871124--cm O C （饱和仲醇）ν111~--cmO C 241205（饱和叔醇）ν101~01--cm O C 1726（酚，固态）ν注：酚还具有苯环特征1420~1330cm -1（二）醚:1．链醚和环醚11000~1300--cm O C ν（强）（链）11070~1150---cm as C O C ν消失弱（链）→--sC O C ν11200~1275--cm asO C ν)(1250~1)(强--cm as O C φν)(1040~1)(中--cm sO C φν2．芳醚和烯醚3200~H O -ν1050~O C -ν1100~O C -ν四、羰基化合物（强）11540~1870-=cm O C ν由于此峰位置相对稳定，峰强度大及干扰少，所以它是红外吸收光谱上最易识别的一个吸收峰。
羰基化合物的羰基伸缩振动峰位排序：酸酐( 1810cm -1)> 酰氯(1800cm -1)>酸酐( 1760cm -1)> 酯类(1735cm -1)> 醛(1725cm -1)> 酮(1715cm -1)>羧酸(1710cm -1)> 酰胺(1680cm -1)>羧酸盐( 1610~1550cm -1)>羧酸盐( 1440~1360cm -1)asυs υas υs υ（一）酮：（极强）（酮）11715~-=cm O C ν•共轭效应使吸收峰→低波数区•环酮：环张力↑，吸收峰→高波数区OC =ν2(二) 醛（强，尖锐）（醛）11725~-=cm O C ν（双峰）和1)(27202820~-cm O CH ν•共轭效应使吸收峰→低波数区•双峰原因→费米共振1)()(128501390--cm cm O CH O CH νδ的二倍频峰处的费米共振：当一种振动的倍频出现于另一种振动的频率附近时，发生振动的强烈偶合，使得在高于原倍频和低于原基频的位置出现两个新峰，其中靠近原基频的新倍频峰强度剧增。
第2章 红外吸收光谱-2
H3C CH3 C CH2R H3C
H 3C CHCH2R H 3C
总结一烷烃的特徵基团频率
2. 烯烃
CH3(CH2)3CH=CH2
1-己烯的红外谱图
烯烃的特征吸收：
• υ=C－H 3000～3100 cm-1 • υC=C 1680～1600 cm-1 • 面外=C-H 1000～650 cm-1 用于确定烯烃类型
– R－CH＝CH2
990(s)、910(s)
– R2C＝CH2
– RCH＝CHR’（顺式） – RCH＝CHR’（反式） – R2C=CR2’(四取代)
890(s)
760～730(m) 1000～950(m) 无
注意：乙烯无υC=C 吸收峰（因为伸缩振动无偶极距变化，
即红外非活性）
判断烯烃的取代类型
说明
双峰，中等强度 单峰，中等强度 单峰，中等强度 中等强度或强度强 强度极弱 强度强 强度强 强度强 中等强度或弱强度 强度弱
N-H C-N
• 铵盐 —RNH3+ υN-H 3000cm-1附近，强而宽； 与υC-H重叠； δas N-H 1600~1570cm-1 (s) ; δs N-H 1500(s) —RNH2+ υN-H 2700~2250cm-1，强而宽； 与υC-H重叠； δN-H 1600~1570(m) ; —RNH+ υN-H 2700~2250cm-1，强而宽； 与υC-H重叠；
R O C N H H N R' R'
υC=O (酰胺Ⅰ带）1690~1ห้องสมุดไป่ตู้50cm-1(s);
δN-H (酰胺Ⅱ带) 1600cm-1以下(s);
RCONR2” υC=O (酰胺Ⅰ带） 1690~1650cm-1(s);
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780-760，745-705 885-870，825-805 865-810，730-675
810-800 850-840 870-855
870
H 3000
CC 1600,1500
H
~ 743cm1
H 767,692 ~ 900
弯曲H 79（2 单峰）
四、各类化合物的红外特征光谱
4. X—H 弯曲振动区
指纹区(1300～600 cm-1 ) ,较复杂。
（1）－CH3，1380（强），特征吸收，可以用来 判断有无甲基的存在。
（2）－CH3的不对称弯曲和－CH2的剪式弯曲重叠： 1460
（3）－C－（CH3）2：两个甲基的弯曲振动相互 耦合，使1380的峰分裂为双峰：1370/1380；
注意：可判断有无醇、酚、羧酸等官能团。
（4）胺
－N—H 3700～3100 cm-1 －N—H 3500～3700 cm-1（游离） －N—H 3400～3100 cm-1（缔合）
注意：与—OH的伸缩谱带重叠，不易区 分。
2、三键伸缩：2500～1900 cm-1 （1）RC≡CH （2100～2140 cm-1 ） （2）C＝C＝C：1950 cm-1 （3）－N≡N：2310～2135 cm-1 特点：谱带较少
810-800 850-840 870-855
870
(1) 单取代
γ φ－H（双峰） ~ 750cm－（1 强） ~ 700cm－（1 较强）
(2) 双取代
γ φ－H ~ 750cm－1 （强，单峰） → 与单取代峰位重叠
γ φ －H（三峰） 810 ~ 750cm－（1 强） 725 ~ 680cm－（1 较强） 900 ~ 860cm－（1 中强）
C（C 芳环） ~ 1600 和 ~ 1500cm（1 强） 双峰
C（C 芳环）~ 1600 ，~ 1585 和 ~ 1500cm（1 三峰）
C
（芳环）
C
~
1600
，~ 1585，~ 1500
和 ~ 1450cm（1 四峰）
3．芳环C-H面外振动——判断苯的取代形式
苯 单取代 二取代
之间
正己烷的红外光谱图
C-H弯曲振 动：
1475-1300 cm-1
正辛烷的红外光谱
烷烃
C-H伸 缩振动
2900
C-H剪 式振动
C-H面
内摇摆
振动 720
1380
1465
C-H面 外摇
摆振
动
不饱和烃 ——烯 烃
C-H 伸缩振动
H CH
CH
ν= C－H
3080 cm-1
3095 ~ 3075cm（1 弱 中强）
烷基-C-H 伸缩振动
C-H弯曲振动
苯环的骨架振动 1600~1450cm-1
醇、酚
1．O-H伸缩振动：OH 3640 ~ 3200cm（1 强） O（ H 游离）3640 ~ 3610cm（1 较强 变，锐峰） O（ H 缔合）3400 ~ 3200cm（1 强 中强，宽、钝峰 2．C-O伸缩振动：CO 1200 ~ 1000cm（1 强）
as CH3
~ 1460cm（1 中）
CH3
s CH3
~ 1380cm（1 中 强）
CH2 ~ 722cm1 (n 4)
CH2 平面摇摆振动
CH2 ~ 1460cm（1 中）
－CH2CH3 －CH(CH3)2 －C(CH3)3
C-H伸缩 振动： 30002800cm-1
糊状法 压片法 薄膜法
3.5 红外谱图解析 及应用
红外谱图解析的基本步骤：
1.计算不饱和度 2.官能团的确定( >1500 cm-1)
掌握两先两后原则： 先特征后指纹 （4000~1300cm-1特征区, 1300~650cm-1指纹区，） 先强峰后弱峰
3.指纹区确定细节（1500～600 cm-1）
H C H
C CH2
3030 cm-1 3080 cm-1
3095-3075 cm-1
3030 cm-1
3000 cm-1 3000-2800 cm-1
C=C伸缩振动
CC 1680 ~ 1620cm（1 弱 不定）
反式烯 三取代烯 四取代烯
R1
H
CC
H
R2
R1
R3
CC
R2
H
R1
R3
CC
R2
饱和烃 不饱和烃 醇、酚 含羰基化合物
饱和烃
C-H 伸缩振动
C
（饱和）
H
3000
~
2800cm（1 强）
νas>νs
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
C-H弯曲振动
=C-H伸缩 振动
倍频
C=C伸 缩振动
强，说明CH2多
弱，说明 CH3少
端乙烯 基的CH弯曲 振动
环己烯的红外光谱
=C-H伸缩振动 ＞3000cm-1
-C-H伸缩振动
C-H变形振动
C=C伸缩振动 1670~1640cm-1
不饱和烃 ——芳 烃
1．芳环C-H伸缩振动 H 3100~ 3000cm（1 弱中） 2．芳环骨架伸缩振动——确定苯环存在
3、双键伸缩：1900～1500 cm-1
（1）－C＝O－： 1700 cm-1, (1850~1600)：最强峰
（2）RC＝CR’：（1620～1680 cm-1 ）
当R=R’ 时，无红外活性
双键不出现红外吸收。
（3）苯环的特征吸收峰：
i. 苯环的骨架振动，C＝C伸缩，有两个明显 的吸收峰：1600， 1500； ii. 若苯环与C＝C双键共轭，又增加1580，1450 两个峰（但不绝对）。初步确定苯环。
苯环的O-H变形振动
缔合的O-H伸 缩振动
苯环的=C-H 伸缩振动
C-O伸缩振动 苯环的骨架振动
苯酚的红外光谱
缔合的O-H伸 缩振动
1-辛醇的红外光谱
-C-H伸缩振动
C-O伸缩振动
出现在1900 1600cm-1 ，峰 强，特征明显.
含羰基化合物
化合物类型
吸收峰位置（cm-1）
醛
1735-1715
=C-H的面外弯曲振动
对判断双键的取代类型有用
烯烃类型 R1CH=CH2 R1R2C=CH2 R1CH=CHR2(顺) R1CH=CHR2(反） R1R2C=CHR3
CH面外弯曲振动吸收位置 （cm-1）
995-985，910-905
895-885
730-650
980-965
840-790
30
1-辛烯C8H16的红外光谱
4.核磁共振（H质子）
5.综合以上分析提出化合物的可能结构
不饱和度
U 2n 2 a b 2
其中，n为分子中4价原子的数目，如C，Si； a为 分子中3价原子的数目，如P，N； b为分子中1价原子的数目，如H，F，Cl，Br，I。 氧和硫的存在对不饱和度没有影响。
（一）鉴定已知化合物：
（4）苯的衍生物：
i. 在2000～1667处有C－H面外弯曲振动的吸收 峰（弱吸收），可以用来判断取代基的位置。
ii. 联合指纹区900～600区苯环的C－H弯曲振动 峰可以确定苯环的取代类型。（重要）
单取代
面外弯曲
（双峰）
H
பைடு நூலகம்
~ 740cm1
~ 680cm1
双取代苯
•邻位取代（单峰）740
酮
1720-1710
酸
1770-1750
酯
1745-1720
酰胺
1700-1680
酸酐
1820和1760
3-戊酮的红外光谱
苯乙酮的红外光谱
戊醛的红外光谱
醛基的C-H伸缩振动
C=O伸缩振动 -C-H伸缩振动
醛基的C-H伸缩振动 C=O伸缩振动
苯甲醛的红外光谱
3.4 红外吸收光谱分析
一、试样的制备 1、气体样品：气体吸收池 2、液体试样：液体池法和涂片法/液膜法 3、固体试样
1.观察特征频率区：判断官能团，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。 3.对照标准谱图验证。
（二）测定未知化合物： 1.准备性工作： 了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等； 2.经元素分析确定实验式； 3.有条件时可有MS谱测定相对分子量， 确定分子 式; 4.根据分子式计算不饱和度; 5.按鉴定已知化合物的程序解析谱图。
3.5.2 红外谱解析要点及注意事项
1. 红外吸收谱的三要素 （位置、强度、峰形） 2. 同一基团的几种振动的
相关峰是同时存在的 3.红外谱图解析顺序
3.5.3 红外光谱解析实例：
例一：未知物分子式为C8H16，其红外图谱如下 图所示，试推其结构。
解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1，即 该化合物具有一个烯基或一个环。
3079cm-1处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢， 因此该化合物肯定为烯，在1642cm-1处还有C=C伸缩 振动吸收，更进一步证实了烯基的存在。
910、993cm-1处的C-H弯曲振动吸收说明该化合物有 端乙烯基，1823cm-1的吸收是910吸收的倍频。
从2928、1462cm-1的较强吸收及2951、1379cm -1的较 弱吸收知未知物CH2多，CH3少。
•间位取代（三峰） 700，780，850
•对位取代（单峰）810
苯 单取代 二取代
三取代
四取代
810-800 850-840 870-855
870
H 3000
CC 1600,1500
H
~ 743cm1
H 767,692 ~ 900
弯曲H 79（2 单峰）
四、各类化合物的红外特征光谱
4. X—H 弯曲振动区
指纹区(1300～600 cm-1 ) ,较复杂。
（1）－CH3，1380（强），特征吸收，可以用来 判断有无甲基的存在。
（2）－CH3的不对称弯曲和－CH2的剪式弯曲重叠： 1460
（3）－C－（CH3）2：两个甲基的弯曲振动相互 耦合，使1380的峰分裂为双峰：1370/1380；
注意：可判断有无醇、酚、羧酸等官能团。
（4）胺
－N—H 3700～3100 cm-1 －N—H 3500～3700 cm-1（游离） －N—H 3400～3100 cm-1（缔合）
注意：与—OH的伸缩谱带重叠，不易区 分。
2、三键伸缩：2500～1900 cm-1 （1）RC≡CH （2100～2140 cm-1 ） （2）C＝C＝C：1950 cm-1 （3）－N≡N：2310～2135 cm-1 特点：谱带较少
810-800 850-840 870-855
870
(1) 单取代
γ φ－H（双峰） ~ 750cm－（1 强） ~ 700cm－（1 较强）
(2) 双取代
γ φ－H ~ 750cm－1 （强，单峰） → 与单取代峰位重叠
γ φ －H（三峰） 810 ~ 750cm－（1 强） 725 ~ 680cm－（1 较强） 900 ~ 860cm－（1 中强）
C（C 芳环） ~ 1600 和 ~ 1500cm（1 强） 双峰
C（C 芳环）~ 1600 ，~ 1585 和 ~ 1500cm（1 三峰）
C
（芳环）
C
~
1600
，~ 1585，~ 1500
和 ~ 1450cm（1 四峰）
3．芳环C-H面外振动——判断苯的取代形式
苯 单取代 二取代
之间
正己烷的红外光谱图
C-H弯曲振 动：
1475-1300 cm-1
正辛烷的红外光谱
烷烃
C-H伸 缩振动
2900
C-H剪 式振动
C-H面
内摇摆
振动 720
1380
1465
C-H面 外摇
摆振
动
不饱和烃 ——烯 烃
C-H 伸缩振动
H CH
CH
ν= C－H
3080 cm-1
3095 ~ 3075cm（1 弱 中强）
烷基-C-H 伸缩振动
C-H弯曲振动
苯环的骨架振动 1600~1450cm-1
醇、酚
1．O-H伸缩振动：OH 3640 ~ 3200cm（1 强） O（ H 游离）3640 ~ 3610cm（1 较强 变，锐峰） O（ H 缔合）3400 ~ 3200cm（1 强 中强，宽、钝峰 2．C-O伸缩振动：CO 1200 ~ 1000cm（1 强）
as CH3
~ 1460cm（1 中）
CH3
s CH3
~ 1380cm（1 中 强）
CH2 ~ 722cm1 (n 4)
CH2 平面摇摆振动
CH2 ~ 1460cm（1 中）
－CH2CH3 －CH(CH3)2 －C(CH3)3
C-H伸缩 振动： 30002800cm-1
糊状法 压片法 薄膜法
3.5 红外谱图解析 及应用
红外谱图解析的基本步骤：
1.计算不饱和度 2.官能团的确定( >1500 cm-1)
掌握两先两后原则： 先特征后指纹 （4000~1300cm-1特征区, 1300~650cm-1指纹区，） 先强峰后弱峰
3.指纹区确定细节（1500～600 cm-1）
H C H
C CH2
3030 cm-1 3080 cm-1
3095-3075 cm-1
3030 cm-1
3000 cm-1 3000-2800 cm-1
C=C伸缩振动
CC 1680 ~ 1620cm（1 弱 不定）
反式烯 三取代烯 四取代烯
R1
H
CC
H
R2
R1
R3
CC
R2
H
R1
R3
CC
R2
饱和烃 不饱和烃 醇、酚 含羰基化合物
饱和烃
C-H 伸缩振动
C
（饱和）
H
3000
~
2800cm（1 强）
νas>νs
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
C-H弯曲振动
=C-H伸缩 振动
倍频
C=C伸 缩振动
强，说明CH2多
弱，说明 CH3少
端乙烯 基的CH弯曲 振动
环己烯的红外光谱
=C-H伸缩振动 ＞3000cm-1
-C-H伸缩振动
C-H变形振动
C=C伸缩振动 1670~1640cm-1
不饱和烃 ——芳 烃
1．芳环C-H伸缩振动 H 3100~ 3000cm（1 弱中） 2．芳环骨架伸缩振动——确定苯环存在
3、双键伸缩：1900～1500 cm-1
（1）－C＝O－： 1700 cm-1, (1850~1600)：最强峰
（2）RC＝CR’：（1620～1680 cm-1 ）
当R=R’ 时，无红外活性
双键不出现红外吸收。
（3）苯环的特征吸收峰：
i. 苯环的骨架振动，C＝C伸缩，有两个明显 的吸收峰：1600， 1500； ii. 若苯环与C＝C双键共轭，又增加1580，1450 两个峰（但不绝对）。初步确定苯环。
苯环的O-H变形振动
缔合的O-H伸 缩振动
苯环的=C-H 伸缩振动
C-O伸缩振动 苯环的骨架振动
苯酚的红外光谱
缔合的O-H伸 缩振动
1-辛醇的红外光谱
-C-H伸缩振动
C-O伸缩振动
出现在1900 1600cm-1 ，峰 强，特征明显.
含羰基化合物
化合物类型
吸收峰位置（cm-1）
醛
1735-1715
=C-H的面外弯曲振动
对判断双键的取代类型有用
烯烃类型 R1CH=CH2 R1R2C=CH2 R1CH=CHR2(顺) R1CH=CHR2(反） R1R2C=CHR3
CH面外弯曲振动吸收位置 （cm-1）
995-985，910-905
895-885
730-650
980-965
840-790
30
1-辛烯C8H16的红外光谱
4.核磁共振（H质子）
5.综合以上分析提出化合物的可能结构
不饱和度
U 2n 2 a b 2
其中，n为分子中4价原子的数目，如C，Si； a为 分子中3价原子的数目，如P，N； b为分子中1价原子的数目，如H，F，Cl，Br，I。 氧和硫的存在对不饱和度没有影响。
（一）鉴定已知化合物：
（4）苯的衍生物：
i. 在2000～1667处有C－H面外弯曲振动的吸收 峰（弱吸收），可以用来判断取代基的位置。
ii. 联合指纹区900～600区苯环的C－H弯曲振动 峰可以确定苯环的取代类型。（重要）
单取代
面外弯曲
（双峰）
H
பைடு நூலகம்
~ 740cm1
~ 680cm1
双取代苯
•邻位取代（单峰）740
酮
1720-1710
酸
1770-1750
酯
1745-1720
酰胺
1700-1680
酸酐
1820和1760
3-戊酮的红外光谱
苯乙酮的红外光谱
戊醛的红外光谱
醛基的C-H伸缩振动
C=O伸缩振动 -C-H伸缩振动
醛基的C-H伸缩振动 C=O伸缩振动
苯甲醛的红外光谱
3.4 红外吸收光谱分析
一、试样的制备 1、气体样品：气体吸收池 2、液体试样：液体池法和涂片法/液膜法 3、固体试样
1.观察特征频率区：判断官能团，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。 3.对照标准谱图验证。
（二）测定未知化合物： 1.准备性工作： 了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等； 2.经元素分析确定实验式； 3.有条件时可有MS谱测定相对分子量， 确定分子 式; 4.根据分子式计算不饱和度; 5.按鉴定已知化合物的程序解析谱图。
3.5.2 红外谱解析要点及注意事项
1. 红外吸收谱的三要素 （位置、强度、峰形） 2. 同一基团的几种振动的
相关峰是同时存在的 3.红外谱图解析顺序
3.5.3 红外光谱解析实例：
例一：未知物分子式为C8H16，其红外图谱如下 图所示，试推其结构。
解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1，即 该化合物具有一个烯基或一个环。
3079cm-1处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢， 因此该化合物肯定为烯，在1642cm-1处还有C=C伸缩 振动吸收，更进一步证实了烯基的存在。
910、993cm-1处的C-H弯曲振动吸收说明该化合物有 端乙烯基，1823cm-1的吸收是910吸收的倍频。
从2928、1462cm-1的较强吸收及2951、1379cm -1的较 弱吸收知未知物CH2多，CH3少。
•间位取代（三峰） 700，780，850
•对位取代（单峰）810
苯 单取代 二取代
三取代
四取代