红外光谱示例
红外光谱谱图解析实例
各种官能团的吸收频率范围
—C≡N
第 —N≡N 二 —C≡C—
区 域 —C=C=C—
2260—2220 2310—2135 2260—2100
1950附近
伸缩 伸缩 伸缩
伸缩
s针 状 m v
v
干扰少
R—C≡C—H，2100—2140；R— C≡C—R` ， 2190—2260 ； 若 R`=R，对称分子无红外谱带
红外吸收光谱的解谱及应用
能力目标
解析红外谱图，获得官能团的基本信息，推导未知物 的可能结构
认识红外光谱图，分析特点
横坐标波数，纵坐标百分透过率 ，谷底表示吸收峰。
特征区：4000-1350 指纹区： 1350 650 cm-1
谱图解析的一般程序
图解析方法： 先根据分子式其不饱和度，初步判断结构，查看特征官能团
区域基团吸收频率cm1振动形式吸收强度说明第一oh游离oh缔合nh2nh游离nh2nh缔合shch伸缩振动不饱和chch叁键ch双键苯环中ch饱和ch3650358034003200350033003400310026002500伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩mshsbmsbsss判断有无醇类酚类和有机酸的重要依据不饱和ch伸缩振动出现在3000cm1以上末端ch2出现在3085cm1附近强度上比饱和ch稍弱但谱带较尖锐饱和ch伸缩振动出现在3000cm1缩以下30002800cm1取代基影响较小区域ch3ch3ch2ch23300附近301030403030附近2960528701029305285010反对称伸缩对称伸缩反对称伸缩对称伸缩ssss现三元环中的ch2出现在3050cm1ch出现在2890cm1很弱第二区域cnnncccccccc2260222023102135226021001950附近伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩s针状mv干扰少rcch21002140
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为-CH2-的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2-的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2-的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
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
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
第8章 红外光谱
k=4.5
1200~700cm-1
k=9.77
1700~1450 cm-1
k=12.2
2300~2100cm-1
24
(2) 振动频率或波数与原子的折合质量的平方根成反比。 折合质量m小，υ越大；红外吸收在高波数段 当两个振动原子中有一个为氢原子时，折合 质量小，振动频率或波数就大。
如：C-H，O-H，N-H键的伸缩振动吸收出现在高 波数区（ 3000cm-1 以上）； 而： C- O （ 1100cm-1 左右）。
根据吸收峰的大小，一般可以分为四种相对吸收强度：
① 很强峰 vs (very strong) ， ② 强峰
s (strong ) ， ③ 中等峰 m (medium) ， ④ 弱峰 w (week) 。
13
甲基环己烷的红外光谱图
很强峰
弱峰
很强峰
中等峰
强峰
14
8.3 基本原理
8.3.1分子的振动类型： 分子中的原子通过化学键相连，且在它的平衡位 置周围振动。 伸缩振动 振动类型 弯曲振动
H C
H
H C
H
剪式弯曲 面内弯曲
平面摇摆
17
+
+ +
-
H C
H
H C
H
非平面摇摆 面外弯曲
面外扭曲
18
亚甲基的振动模式：
19
注：
①伸缩振动在高波数段吸收，弯曲振动在低波数段吸 收；伸缩振动往往是表示其化学键的特征吸收。 ②分子振动方式很多，但只有分子的振动能引起分子 的瞬间偶极矩变化时，才会产生明显的吸收峰。高 度对称的化学键（如： RC CR ）由于伸缩振动 无偶极矩变化，不引起红外吸收。 ③偶极矩变化大的振动吸收峰强。
红外光谱解析方法(含结构分析实例)
无 CH 3 吸收
否定结构 1 和 3
且无芳环对位取代特征吸收
1680 ~ 1630 cm1 无 C O吸收
否定结构 4
续前
综上所述，峰归属如下 ：
H 3060 ，3040 和3020 cm 1
1 C （芳环） 1600 ， 1584 和 1493 cm C 1 H （单取代） 756 和 702 cm （双峰）
该化合物为结构 2
练习 （书后P276题15）
H 3030
as CH 3
C （芳） 1588 ， 1494 和1471 C2925as CH 3
s CH 1380 3 1442 C N 1303， 1268
1 H 748cm （单）
NH 3430 ， 3300 （双）
CH 2 2938 ， 2918 和 2860
CH 2 1452
续前
解: 此题五个化合物有四个 含有苯环， 其中三个还分别具有 C N ， NH 和C O；
只有化合物2无苯环，但具有 OH
图上可见芳香化合物的 一系列特征吸收 3060 ，3040 和3020 cm 1有吸收 为芳环 H 1600 ， 1584 和 1493cm 1三处吸收 为芳环 C C
示例
CH 3300
NH 3270 H 3030 C C 2100
C （芳环） 1597 ， 1495 ， 1445 C
NH 1533 C N 1323
C O 1638
CH 1268
H 763 ， 694 （双峰）
续前
2 2 9 1 7 7 可能含有苯环 解： U 2 1638 cm1强吸收 为 C O 3270 cm 1有吸收 NH
红外光谱-实例
NHR C
H2 p
O
H
CC
H2
n
COOCH3
( OMMT-g-PMA )
11:38:22
11:38:22
NHR
OH OH NHR
NHR
OH
( OMMT )
NHR
H
O
CC
H2 q
COOCH3
RHN OH
H
CC
H2
m
COOCH3
H
NHR
CC
H2 p
COOCH3
O
H
CC
H2
n
COOCH3
( OMMT-g-PMA )
11:38:22
拉曼光谱与红外光谱的比较
1. 物理过程不同:拉 曼光谱为散射光 谱,而红外光谱为 吸收光谱
2. 分子结构变化不同:拉曼光谱源于 诱导偶机矩,与分子极化率的变化 相关,而后者与分子永久偶机矩的 变化相关.
红外与拉曼判断原则:
1. 相互排斥原则: 存在对称中心分子,若有拉曼活性,则红 外无活性;若有红外活性,则拉曼无活性.例如CO2
Heat flow (mw)
20.0
17.5
A
15.0
B
12.5
10.0
A: PMA B: OMMT-g-PMA
7.5
-40
-20
0
20
40
60
Temperature (oC)
DSC curve for PMA (A) and OMMT-g-PMA (B)
NHR OH OH NHR NHR OH
( OMMT )
11:38:22
DSC 测得的纯组分聚合物PC、PS 以及它们共混物的
红外光谱part2
醛基C-H 2717,2825
苯环
700,749(单取代)
2-苯基丙醛的红外光谱图
8.羧酸
O-H在3300~2500 cm-1有宽而强的伸缩振动吸收带 C=O在1730~1700 cm-1有较强的吸收峰 C-O伸缩：1320~1210 cm-1，中等强度 O-H弯曲振动：1440~1395; 920 cm-1 O-H 3300~2500
＝4
CH3 O HO
邻甲氧基苯酚
三、红外光谱的应用 （一）在有机和分析化学中的应用（P32~34）
●定性分析
如二甲苯3种异构体的分析鉴定（P32）
●确定分子结构(图谱解析) ●纯度检查
如二甲苯的低温分步结晶（P33）
●定量分析(朗伯-比尔定律)
（二）在催化研究中的应用
1．固体表面酸性的测定
RCH=CH2 取代类型(P16)
＝ 1+4+(0-6)/2＝2
910
例5 某化合物为烯丙醇的简单衍生物，根据红外光 谱确定其可能的结构。
3080
2960
1745 C=O
1650 C=C
1378 甲基弯曲振动
1240, 1032 989, 932 C-O-C伸缩 单取代
CH3-C-O-CH3-CH=CH2 (乙酸烯丙酯) O
1400, 1378
烷烃分 子构型
说明分子中既有叔丁基，又有异丙基： 2,2,4-三甲基戊烷
例2
推测C8H8O的结构式
C-H伸缩
C=O(与芳环共轭) 苯环 1430，1363 CH3的C-H弯曲 1681（低移） ＝ 1+n4+(n3-n1)/2 ＝ 1+8+(0-8)/2＝5 苯乙酮
红外光谱法及其实例介绍
红外光谱法1. 试样的准备是整个光谱测定中极其重要的一步，因由杂质而引起的光谱吸收可以掩盖表面活性剂官能团的光谱吸收，或者导致吸收带的错误分布。
①试样中的无机盐、未转化的碱性物质、非表面活性剂物质、溶剂、水分（3300cm-1 1640cm-1）要设法去除②阴、阳离子和两性表面活性剂中含有金属、卤素反离子可能干扰分析，用离子交换树脂除去③阳离子表面活性剂中存在硫酸二甲酯或硫酸二乙酯或短链羧酸阴离子应尽量除去，否则会大大增大分析工作的复杂性④反离子可以从离子交换树脂柱上洗脱，并进行分析。
⑤混合活性物体系可用离子交换法进行分离注：在某些情况下(特别是在分子中可能存在羧酸时)，可以分别获得在酸性和碱性pH下试样的红外光谱图。
表面活性剂水溶液的pH用NaOH或HCl调节至适当值，将水分蒸发干，残渣在50℃真空烘箱中细心地干燥以后再用于分析。
2. 操作步骤如果试样不是低熔点固体，最好用KBr压片法测定。
将1份经仔细碾碎了的试样与大约20份碾碎了的KBr混合(在碾磨时，可以加几点氯仿，以保证内部混合均匀)。
如果试样是液体，则制成薄膜3. 光谱解析要从红外谱图中获得被测物的准确分子结构，还必须与标准物质或标准红外谱图进行对照。
(1) 肥皂肥皂在1568cm-1呈特征吸收。
近羧基的碳链上引入吸电性基团，则特征吸收移向高波数。
由羧酸盐水解为羧酸时，此吸收消失，而出现1710cm-1吸收。
硬脂酸钠（KBr法）（2）磺酸盐和硫酸(酯)盐十四烷基硫酸盐（KBr法）链烷磺酸钠（KBr法）月桂基聚氧乙烯醚（3EO)硫酸钠（液膜法）烷基硫酸酯(AS)以1245cm-1、1220cm-1的强吸收，1085cm-1和835cm-1的吸收为特征。
AES（月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠）：除1220cm-1附近吸收外，在1120cm-1附近有宽吸收，随着环氧乙烷(EO)加合数增加，1120cm-1吸收带增强。
壬基酚聚氧乙烯醚（5EO)硫酸钠（液膜法）支链和直链烷基苯磺酸除1180cm-1的强而宽的吸收外，还有1600cm-1、1500cm-1和900-700cm-1的芳香环吸收，1135cm-1和1045cm-1的-SO3吸收为特征支链烷基苯磺酸钠（KBr法）直链烷基苯磺酸钠（KBr法）支链烷基苯磺酸钠（KBr法）琥珀酸乙基己基二酯-2＇-磺酸钠（KBr法）C18-α-烯基磺酸钠（KBr法）(3) 磷酸(酯)盐烷基磷酸(酯)盐有1290~1235cm-1和1050~970cm-1 (主要在1030~1010cm-1）(p-o-c)两处宽而强的吸收。
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为-CH2-的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2-的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2-的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
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பைடு நூலகம்
（C），问哪种结构可能给出这种光谱？为什么？
无νC=O
ν≡C-H
νC≡C
答案：B
例2. 归属信号
1) 1751cm-1 2) 1710cm-1
O O
3) 1667cm-1
C O CH3
2
1
O
3
例3. 下图（图11-2）是某化合物的IR光谱图，试问该化合物是芳
收峰，则该化合物可能是（ A. CH3CH2CH2CH3 B ）
B. CH3CH2CCH
C. CH3CH2CH=CH2 D. CH3CH2C=CCH2CH3 例7. 某化合物在紫外光区270 nm处有一弱吸收带，在红外光区有
2820、2720、1725 cm-1吸收峰。则该化合物可能是（
A. 醛 B. 酮 C. 羧酸 D. 酯
B. 3000~2700 cm-1
C. 2400~2100 m-1
D. 1900~1650 cm-1
例10. 在苯的红外吸收光谱图中
(1) 3300～3000
cm-1处,
由
苯环C-H的伸缩
振动引起的吸收峰；
振动引起的吸收峰；
(2) 1675～1400 cm-1处, 由 苯环C=C伸缩 (3) 1000～650 cm-1处, 由
B ）
1475～1300 cm-1 1475～1300 cm-1
A. 3000～2700 cm-1 B. 3000～2700 cm-1
C. 3300～3010 cm-1
D. 3300～3010 cm-1
1675～1500 cm-1
1900～1650 cm-1
1475～1300 cm-1
1475～1300 cm-1
A
）
例8. 某一化合物在UV光区无吸收，在红外光谱的官能团区出现如
下吸收峰：3400~3200 cm-1（宽而强），1400 cm-1，则该化合
物最有可能是（ B A. 羧酸 B. 醇 ） D. 醚
C. 伯胺
例9.有一种含氮的药物，如用红外光谱判断它是否为腈类物质时， 主要依据的谱带范围为（ A. 3300~3000 cm-1 ）C
香族还是脂肪族？
以下事实可以证明存在芳香环：
（1）C-H吸收均在3000 cm-1以上； （2）在1620 cm-1，1500 cm-1有芳香化合物的骨架振动。
例4. 下列4组数据中，哪一组数据所涉及的红外光谱区能包括
H3 C
H2 C H2 C O C H
的吸收带（ 1675～1500 cm-1 1900～1650 cm-1
苯环C-H的弯曲振动 振动引起的吸收峰。
例5. 一个含氧化合物的红外光谱图在 3600 ～3200 cm-1有吸收峰 , 下列化合物最可能的是（ A A. CH3－CHOH－CH3 C. CH3－CHO ）
B. CH3－CO－CH3
D. CH3－O－CH2－CH3
例6. 已知某化合物不含氮，它的红外光谱中2240 ~ 2100 cm-1有吸