红外光谱(最全_最详细明了)、、

（c）二元酸的两个羧基之间只有1~2个碳原子时，会出 现两个υC=O，相隔三个碳原子则没有这种偶合。
HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH HOOC(CH2)nCOOH
υC=O 1740,1710
1780,1700
n3时 一个υC=O
(d)具有RNH2和RCONH2结构的化合物，有两个υN-H，也 是由于偶合产生。
1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
HO O
C H3C
O-H 伸缩
OCH3
HO
2835 cm-1
3705-3125 cm-1
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羟基为游离态υ OH≥3600cm-1；当浓度增加时，羟基逐渐形成聚合状态，游离态 羟基逐渐减少甚至消失，υ OH逐渐移向低波数。这些缔合态羟基υ OH<3600cm-1。
_
在2.5μm处，对应的波数值为：

= 104/2.5 (cm-1)=4000cm-1
一般扫描范围在4000~400cm-1。
4.红外吸收光谱产生的条件
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量
(2)辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振， 无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。
υS
不对称 伸缩振动
υ as
面内变 形振动
δ 面内
面外变 形振动 δ 面外
面内摇摆 ρ
剪式振动
δs
面外摇摆 ω 扭曲振动 τ
5．峰位、峰数与峰强
（1）峰位 化学键的力常数K越大，原子折合质量
越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数 区(短波长区);反之,出现在低波数区(高波长区)
（2）峰数 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶 基距变化时，无红外吸收。
υC=O 1715
1724
1806
1828 1928
(2)共轭效应（C效应）： 共轭效应要求共轭体系有共平面性。
共轭效应使共轭体系的电子云密度平均化，键长也平均 化，双键略有伸长，单键略有缩短。
共轭体系容易传递静电效应，常显著地影响基团的吸 收位置及强度。
共轭体系有“π-π”共轭和“P-π”共轭。
偶极矩变化——结构对称性；
对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大
符号：S (strong)
M (medium) W (weak)
B (broad)
Sh (sharp)
红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级；
两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）
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日本岛津公司的 DT-40 FT-IR
例1：如羰基的伸缩振动频率受苯环和烯键两种给电子共
轭基团的影响而下降。
化合物 CH3-CO-CH3 CH3-CH=CH-CO-CH3 Ph-CO-Ph
υC=O ( cm-1)
1715
1677
1665
例2：化合物 R-CO-CR’
υC=O ( cm-1)
~1715
R-CO-O-R’ ~1735 -I > +C
分子振动光谱infraredspectroscopyandramanspectroscopyirandramanirandramanvibrationspectroscopy分子振动光谱红外光谱与拉曼光谱一红外光谱?11红外光谱概述?12红外光谱仪及实验方法?13影响振动频率的因素14有机化合物基团的特征吸收?14有机化合物基团的特征吸收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。
第二峰区（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。
（6）位阻效应：共轭效应会使基团吸收频率移动。若分
子结构中存在空间阻碍，共轭受到限制，基团吸收接近正
常值。
C CH3 O
C CH3 O
H3C
CH3 C CH3
O
CH3
CH3
υC=O(cm–1) 1663
1686
1693
(7)振动偶合效应：分子内有近似相同频率且位于相邻部位 的振动基团彼此相互作用，产生两种以上基团参加的混合
(e)费米共振：当一个倍频或者组合频靠近另一个基频时， 发生偶合产生两个吸收带。其中一个频率比基频高，而另
一个则要低。这叫费米共振．
O
Ar
H
O
Ar
CH3
与d 倍频峰 C=O 1718 cm-1 ， 1695 cm-1两个吸收带，是由
=C-H
费米共振形成的
有费米共 在1715 cm-1产生一个吸收带，没 振
环外双键，张力越大，伸缩振动频率越高。
环内双键的吸收频率, 对环的大小很敏感, 吸收频率随 环内角的变小而降低,环丁烯(内角90 o) 达最小值, 继续
变小至环丙烯(内角60 o)吸收频率反而升高.
C=C 1650
CH2
1646
CH2
1611
CH2
1566
CH2
1641 cm-1
C=C 1780
第三峰区（2000－1500cm-1）
双键的伸缩振动区。包括C＝O、C＝C、C＝N、N＝O，N－H
第四峰区（1500～600 cm-1）
X－C（X≠H）键的伸缩振动及各类弯曲振动
振动。
（a）酸酐上两个羰基接在同一个氧原子上，互 相偶合产生两个吸收带。
振动耦合引起吸收频率偏离基频，一个高频移动，一个低频移动。 例如，酸酐羰基有两个吸收峰是两个羰基振动耦合的结果：
O CH3 C
O CH3 C
O
1750 cm-1
O CH3 C
O CH3 C
O
1828 cm-1
(b) 一个碳上含有二个或三个甲基，则在 1385~1350cm-1出现两个吸收峰 。
（3）瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电 负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的 吸收峰，基频峰；
（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个 弱的吸收峰，倍频峰.
问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？
吸收峰强度跃迁几率偶极矩变化
吸收峰强度 偶极矩的平方
（1）红外光谱图（表示方法一）
纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（m）和波数
1/λ，单位：cm-1 。可以用峰数，峰位，峰形，峰强
来描述。 纵坐标是：吸光度A
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；
（表示方法二） 纵坐标是百分透过率T%。 百分透过率的定义是辅射光透过样品物质的百分率，即
1678
1657
1651 cm-1
O OH
H OO
O
O
υC=O ( cm-1) 1676，1673； 1675，1622
(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影 响，使伸缩振动频率向低波数方向移动．
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 cm-1 3500 cm-1 1620-1590
响应速度快；高速扫描；
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（2）试样的制备
1.3.1 外部条件对吸收位置的影响
1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位 置的影响
某一基团的特征吸收频率，同时还要受到分子结构 和外界条件的影响。
同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸 收频率会有所位移，不是在同一个位置出峰。
基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个范围 内波动。
基团与吸电子基团共轭（受到-C效应），使吸收频率 升高来自百度文库与给电子基团共轭（受到+C效应）使基团吸收频
率降低。 共轭的结果总是使吸收强度增加。
当一个基团邻近同时存在诱导效应和共轭效应的基团 或存在一个既有诱导效应又有共轭效应的基团时，若两 种作用一致，则两个作用互相加强；若两个作用不一致，
则总的影响取决于作用强的作用。
R-CO-NR’R” 1630~1690
-I < +C
（3）偶极场效应：偶极场效应是互相靠近的基团之间通 过空间起作用的。
例如：1·3-二氯丙酮有三种异构形式存在，其液态时光谱 中出现了三个υC=O吸收。其原因是氯原子空间位置不同，
对羰基的影响也不同。
O
Cl C Cl
C
C
H HH H
υC=O ( cm-1) 1755
Vibration spectroscopy
Infrared spectroscopy and Raman spectroscopy ( IR and Raman )
1.1 红外光谱概述 1.2 红外光谱仪及实验方法 1.3 影响振动频率的因素 1.4 有机化合物基团的特征吸收
1.1红外光谱概述
(2) 单色器
光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；
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(3) 检测器
真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象 涂黑金箔接受红外辐射；
傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉 汞(MCT)检测器；
TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应 与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)；
O
Cl C H
C
C
H H H Cl
1742
O
HC H
C
C
Cl H H Cl
1728
羰基的α位上有卤素 ，因卤素相对位置(空间构型)不同 而引起υC=O的位移作用叫“α卤代酮”规律。
（4）张力效应：环外双键(烯键、羰基)的伸缩振动频率， 环越小张力越大，其频率越高。
环内双键，张力越大，伸缩振动频率越低， 但是环丙烯例外。
非对称分子：有偶极矩，红外活性。
分子的振动分为伸缩振动和变形振动两类。 伸缩振动是沿原子核之间的轴线作振动，键长有变化
而键角不变，用字母υ来表示。
伸缩振动分为不对称伸缩振动υas和对称伸缩振动υs。
变形振动是键长不变而键角改变的振动方式，用字母δ 表示。
亚甲基 的振动
伸缩 振动
υ
变形 振动
δ
对称伸 缩振动
可以从谱带信息中反映出各种基团的存在与否。
中红外区(4000~400cm-1)分成两部分: 官能团区(3700~1333cm-1); 指纹区(1333~650cm-1)。
官能团的特征吸收大多出现在官能团区。 而有关的分子精细结构特征，如取代类型、几何异
构、同分异构在指纹区可以观察到。
第一峰区（4000－2500cm-1）
干涉仪 光源
样品室
干涉图 FTS
检测器 计算机
显示器 绘图仪
光谱图
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光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通 过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立
叶变换解析成普通的谱图。 特点：(1) 扫描速度极快(1s)；适合仪器联用；
(2)不需要分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。
1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响
（1）诱导效应（I效应）：基团邻近有不同电负性的取代 基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而
引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。
吸电子基团（-I效应）使邻近基团吸收波数升高，给电 子基团（I效应）使波数降低。
CH3-CO-CH3 CH2Cl-CO-CH3 CI-CO-CH3 Cl-COCl F-CO-F
（8）互变异构的影响：有互变异构的现象存在时，在红 外光谱上能够看到各种异构体的吸收带。各种吸收的相对 强度不仅与基团种类有关，而且与异构体的百分含量有关
如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构，两者的吸收皆能 在红外谱图上找到，但烯醇式的υC=O较酮式υC=O弱，说
明稀醇式较少。
CH3-CO-CH2-COO-C2H5 υC=O 1738(s)，1717(s)
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(1) 光源
能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成 的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm；
室温下，非导体，使用前预热到800 C； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年；
硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长2050mm；不需预热；两端需用水冷却；
T%= I/I0×100%， I是透过强度，Io为入射强度。 横坐标：上方的横坐标是波长λ，单位μm;下方的横坐
_
标是波数（用 表示，波数大，频率也大），单位是
cm-1。
波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所含光波的 数目。波长或波数可以按下式互换：
_

( cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)
1.3.1 外部条件对吸收位置的影响
(1)物态效应：同一个化合物固态、液态和气态的红外光谱 会有较大的差异。如丙酮的υC=O,汽态时在1742cm-1，液态
时1718cm-1，而且强度也有变化。
(2)晶体状态的影响：固体样品如果晶形不同或粒子大小不 同都会产生谱图的差异。
（3）溶剂效应： 用溶液法测定光谱时，使用的溶剂种类、 浓度不同对图谱会有影响。
CH2-C(OH)=CH-COOC2H5 υC=O与υC=C在1650cm-1(w) υOH3000cm-1
1.4 有机化合物基团的特征吸收
化合物红外光谱是各种基团红外吸收的叠加 。
各种基团在红外光谱的特定区域会出现对应的吸收带， 其位置大致固定。
受化学结构和外部条件的影响，吸收带会发生位移，但 综合吸收峰位置、谱带强度、谱带形状及相关峰的存在，