常见有机化合物的红外光谱PPT课件
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有机化合物波谱分析-红外.ppt
①对称伸缩振动以s
HH
HH
②不对称伸缩振以as表示。
C
C
(2)弯曲振动(bending vibration)，也叫变角振动，以δ表示
①面内弯曲振动以δs表示。
HH C
HH C
②面外弯曲振动，以δo.o.p表示
剪式振动 s 面内摇摆
HH C
HH C
面外摇动 扭曲变形
8
3. 振动图示
按能量高纸顺序排列，通常是：as >s >δs >δo.o.p
OCO 对称伸缩
OCO
OCO
O CO
不对称伸缩 弯曲(x,y平面) 弯曲(y,z平面)
峰简并为1个
12
第二章 红外光谱（Infrared spectra IR）
（三）峰强 1、峰强的表示方法
红外光谱中峰的强度一般用百分透光率T%或吸光度A 表示。物质对红外光的吸收符合Lambert-Beer定律。 测试样品的浓度大，吸收峰强。 1）百分透光率：T%=I/I0×100% 2）吸光度：A=lgI0/I=lgT0/T A---------吸光度 I0---------吸收峰基线的透射比 I----------峰顶的透射比 3）百分吸收率：百分吸收率=（100-T）% 4）摩尔吸光系数
25
第二章 红外光谱（Infrared spectra IR）
稀溶液(游离状态)，OH3650~3600cm-1 浓度增加(氢键)，OH3515cm-1(二聚体)，3350cm-1 (多聚体)
乙醇在 不同浓 度下分 子间氢 键的影
响
26
第二章 红外光谱（Infrared spectra IR）
5、互变异构：峰位移
3
红外光谱最全最详细明了分解ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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。
4. 色散型红外光谱仪主要部件
(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；
(2) 单色器
(2)共轭效应（C效应）： 共轭效应要求共轭体系有共平面性。
（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.
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
红外光谱_课件
红外光谱
二、红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图: 纵坐标为吸收强度, 横坐标为波长λ ( μm ) 和波数1/λ 单位:cm-1 可以用峰数,峰位,峰 形,峰强来描述。
应用:有机化合物得结构解析。 定性:基团得特征吸收频率; 定量:特征峰得强度;
1、红外光谱产生得条件
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得能量; (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。
芳香酸
(s)
b、羟基伸展(束缚得)几个峰
(w)
c、羧酸负离子得振动
(s)
(s)
(5)酸酐得伸展振动
a、非环饱和酸酐
(s)
(s)
b、 非环得α,β－不饱和与芳基得酸酐
(s)
(s)
c、饱和五元环酸酐
(s)
(s)
d、 α,β－不饱和五元环酸酐
(s)
(s)
1780-1740
1725-1700 1715-1690 1700-1680 2700-2500 1610-1550 1400-1300
v 1 1 k 1307 k
2c
1307 9.6 1650cm1 12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
三、分子中基团得基本振动形式
1、两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基:
变形振动 亚甲基
２、峰位、峰数与峰强
环亚胺,(六元环)
α,β－不饱和环亚胺(六元环)
环亚胺(五元环)
α,β－不饱和五元环亚胺
b、N－H伸展振动 一级,自由得N－H,双峰
一级,束缚得N－H,双峰
二级,自由得N－H,单峰 二级,束缚得N－H,单峰 c、N－H弯曲振动 一级酰胺,稀溶液 二级酰胺,稀溶液
二、红外光谱与有机化合物结构
红外光谱图: 纵坐标为吸收强度, 横坐标为波长λ ( μm ) 和波数1/λ 单位:cm-1 可以用峰数,峰位,峰 形,峰强来描述。
应用:有机化合物得结构解析。 定性:基团得特征吸收频率; 定量:特征峰得强度;
1、红外光谱产生得条件
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得能量; (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。
芳香酸
(s)
b、羟基伸展(束缚得)几个峰
(w)
c、羧酸负离子得振动
(s)
(s)
(5)酸酐得伸展振动
a、非环饱和酸酐
(s)
(s)
b、 非环得α,β－不饱和与芳基得酸酐
(s)
(s)
c、饱和五元环酸酐
(s)
(s)
d、 α,β－不饱和五元环酸酐
(s)
(s)
1780-1740
1725-1700 1715-1690 1700-1680 2700-2500 1610-1550 1400-1300
v 1 1 k 1307 k
2c
1307 9.6 1650cm1 12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
三、分子中基团得基本振动形式
1、两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基:
变形振动 亚甲基
２、峰位、峰数与峰强
环亚胺,(六元环)
α,β－不饱和环亚胺(六元环)
环亚胺(五元环)
α,β－不饱和五元环亚胺
b、N－H伸展振动 一级,自由得N－H,双峰
一级,束缚得N－H,双峰
二级,自由得N－H,单峰 二级,束缚得N－H,单峰 c、N－H弯曲振动 一级酰胺,稀溶液 二级酰胺,稀溶液
红外光谱解析PPT课件
综上，该化合物为CH2=CHCH2OH.
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
(8)未知物分子式为C6H8N2，其红外图如下图所 示，试推其结构。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
解：（1）不饱和度Ω=1+6+0.5（2-8）=4 3030.70cm-1，1592.66cm-1，1502.26cm-1的峰 表明含有苯环。
（3）3095cm-1，1649cm-1表明含有碳碳双键。
综上，可能为乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
(10) 分子式为 C6H14 ，红外光谱如下，试推其结构。
C
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
（1）不饱和度Ω=1+6+0.5（0-14）=0，所以 C6H14 为饱和烃。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
解：（1）不饱和度Ω=1+4+0.5（0-8）=1 1740cm-1表示含有C=O。高频区没有出现宽的强 吸收峰，表明没有-OH，又因为1740cm-1的峰位 于相对高频峰。因此，该化合物为酯类化合物。
（2）3000~2800cm-1的峰为νCH(-CH3,-CH2-)， 1380cm-1处孤峰表明有孤立-CH3，1460cm-1说 明含有-CH2-。因此，含有孤立-CH3和
根据（2）得苯环结构和817cm-1强峰，表明该物 质为苯的对二取代物。
（4）1380cm-1的单峰和2920cm-1表明含有CH3，则不含有碳碳三键。
根据（4）和2217cm-1处强峰，显示含有碳氮三 键。
综上，该化合物为对甲基苯甲氰。
第二章 红外光谱
（4）推测C4H8O2的结构
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
(8)未知物分子式为C6H8N2，其红外图如下图所 示，试推其结构。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
解：（1）不饱和度Ω=1+6+0.5（2-8）=4 3030.70cm-1，1592.66cm-1，1502.26cm-1的峰 表明含有苯环。
（3）3095cm-1，1649cm-1表明含有碳碳双键。
综上，可能为乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
(10) 分子式为 C6H14 ，红外光谱如下，试推其结构。
C
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
（1）不饱和度Ω=1+6+0.5（0-14）=0，所以 C6H14 为饱和烃。
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
解：（1）不饱和度Ω=1+4+0.5（0-8）=1 1740cm-1表示含有C=O。高频区没有出现宽的强 吸收峰，表明没有-OH，又因为1740cm-1的峰位 于相对高频峰。因此，该化合物为酯类化合物。
（2）3000~2800cm-1的峰为νCH(-CH3,-CH2-)， 1380cm-1处孤峰表明有孤立-CH3，1460cm-1说 明含有-CH2-。因此，含有孤立-CH3和
根据（2）得苯环结构和817cm-1强峰，表明该物 质为苯的对二取代物。
（4）1380cm-1的单峰和2920cm-1表明含有CH3，则不含有碳碳三键。
根据（4）和2217cm-1处强峰，显示含有碳氮三 键。
综上，该化合物为对甲基苯甲氰。
第二章 红外光谱
（4）推测C4H8O2的结构
有机化合物的红外光谱
芳氢δ 面外的倍 频与合频吸收带位于 2000～1650cm－1，很 弱，但其形状与苯环 的取代状况有关，可 作为确定取代苯的辅 助手段。
3080
880
800
700
（3）在1000～600cm－1区间的其他振动基团 亚甲基（－CH2－）n 的面内摇摆振动 n > 3， 720cm－1。 胺及酰胺的氨基面外弯曲振动。 羧酸羟基的面外弯曲振动：780～600cm－1，s 。
第3章 红外光谱法
3. 3 有机化合物的红外光谱
一. 红外光谱的七个重要区段 二. 常见有机化合物的红外光谱
有机化合物的红外光谱中的吸收峰的位置、强度、形 状包含了该化合物的结构信息。
特征峰：能用于官能团鉴定的吸收峰。
相关峰：某些基团产生的相互依存、相互佐证的吸 收峰。
谱图解析就是要确定这些特征峰和相关峰是由什么 基团或化学键产生的，各种基团和化学键的关系如何。
Байду номын сангаас
特征谱带 区：4000～1300cm－1。
指纹区：
1300～600cm－1
特定的基团具有类似的吸收带，这种吸 收（带）称为特征吸收，其振动频率称为特 征频率或基团频率（group frequency）。 它是与一定的结构单元相联系的振动频率。
同一类型的基团在不同物质中所处的化 学环境各不相同，因此其基团频率有一定的 差别。这种差别常常能反映出结构上的特点。
H
υ （C-H）
C H 3080 cm-1
H
C
3030 cm-1
3080-3030 cm-1
H C CH 2
3080 cm-1 3030 cm-1
CH
3300 cm-1
3000 cm-1
各种类型化合物的红外光谱PPT
2985
~ 3050 (w)
ds
1442
920~910 dC-C 1020~1000 1000~960
2947 2863
2927 2841
1445
1452
1005~925 977
1055~1000
7
C H • 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 8 18 （ weak ） ， 1460 ， 1395 ， 1380 ， 1365，1250，1210，775 8
上：六元环； 中：五元环；
下：四元环
环张力对C＝C的伸缩振动吸收带的影响
19
累积烯烃
R1
H C
H
H
丙二烯类
nC＝C＝C
dC＝C＝C－H(ip)
R
R'' 1950（s） 850（vs）
R'
H
20
Alkynes
RH
三种振动：ν三C－H、νC三C、δ三C－H
1. ν三C－H 3340－3270（s）
① νC－Ｈ>ν＝C－H > νＣ－Ｈ
n＝C－H
nC＝C
3040~ 3010
－
1672 1670 1670
d＝C－H ～965 or two bands (conjugated with a C=O group)
～820
－
13
C8H16
H H
H
3-甲基1-戊烯的红外光谱图
I. n=C-H：3090；II. nC=C：1640 ；III. d=C-H：990， 910(乙烯型) ；IV. (泛音)1820 n-C-H：2960，2920，2850， d-C-H(CH2)：1470， d-CH(CH3)：1380， d-C-H(rock)：775
红外光谱-全ppt课件
1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的 红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被确 认。
到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红 外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量 物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
较高频率。
C-H弯曲振动：1475-1300 cm-1 ，甲基的对称变形 振动出现在1375 cm-1处 ，对于异丙基和叔丁基，
吸收峰发生分裂。
亚甲基平面摇摆：800-720cm-1对判断-(CH2)n-的碳
链长度有用， n>4 725,
n=3 729-726,
n=2 743-734, n=1 785-770
H
H
H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
精选课件
21
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系 能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形 变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2
（5）所需样品用量少，且可以回收。红外光谱分析一次 用样量约1~5mg，有时甚至可以只用几十微克。
精选课件
5
红外光谱基本原理
化学键的振动与频率：
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系：
υ＝ 1 2
若用波数取代振动频率,则有下式:
μ为折合原子量
μ=
M1M2 M1 M2
到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红 外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量 物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
较高频率。
C-H弯曲振动：1475-1300 cm-1 ，甲基的对称变形 振动出现在1375 cm-1处 ，对于异丙基和叔丁基，
吸收峰发生分裂。
亚甲基平面摇摆：800-720cm-1对判断-(CH2)n-的碳
链长度有用， n>4 725,
n=3 729-726,
n=2 743-734, n=1 785-770
H
H
H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
精选课件
21
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系 能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形 变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2
（5）所需样品用量少，且可以回收。红外光谱分析一次 用样量约1~5mg，有时甚至可以只用几十微克。
精选课件
5
红外光谱基本原理
化学键的振动与频率：
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系：
υ＝ 1 2
若用波数取代振动频率,则有下式:
μ为折合原子量
μ=
M1M2 M1 M2
红外光谱课件 PPT
• 依据基团得振动频率主要取决于组成基团得原子种 类,常见元素:C、H、N、O、 P、 S、F、Cl、Br、 Na等;
• 将红外光谱划分四个区。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1、基本振动频率 σ 1 K 2C
• 依据基团振动频率与化学键力常数得关系规律,表
中数据说明:μ相同得基团,K ↓, σ ↓。
单键区(指纹区)得特点
• 单键区由于下述原因使其吸收峰多而复杂:
–由大量存在得有机化合物基本骨架C-C单键产生 得吸收峰;
–由于N、O原子量与C相差小,使C-O、C-N与C-C得 伸缩振动峰很难区别;
–由于C-H、N-H、O-H得弯曲振动也在该区域,使 其增加了复杂性;
–由于C与N就是多价元素,增加了其复杂性。
共轭效应
当两个或更多双键共轭时,因π电子离域↑,即共 轭体系中电子云密度平均化,使双键性↓,K ↓ ,其 基团↓,仍以羰基C=O为例。
O H3CCCH3
O C CH3
1715cm -1 1685cm -1
O
O
C CH3
C
1685cm -1 1660cm -1
共轭体系中得单键特点:K ↑ ,振动 ↑ 例:酚与脂肪醇:为什么酚C-O >醇C-O ？
OH
Ｏ与苯环共轭,
使C-O 键K ↑,C-O ↑
1230～1200 cm-1 。
CH2CH2 C O H
C-O 在1150～1050 cm-1
-I与+M共存时,应考虑主导效应
• 以酰胺为例:-I无法解释c=o↓ ,酰胺主导效应就是+M,结果 c=o↓ , c=o在1689 cm-1左右。N-H变成＝N-H键,键长缩短, =N-H反而↑。
• 将红外光谱划分四个区。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1、基本振动频率 σ 1 K 2C
• 依据基团振动频率与化学键力常数得关系规律,表
中数据说明:μ相同得基团,K ↓, σ ↓。
单键区(指纹区)得特点
• 单键区由于下述原因使其吸收峰多而复杂:
–由大量存在得有机化合物基本骨架C-C单键产生 得吸收峰;
–由于N、O原子量与C相差小,使C-O、C-N与C-C得 伸缩振动峰很难区别;
–由于C-H、N-H、O-H得弯曲振动也在该区域,使 其增加了复杂性;
–由于C与N就是多价元素,增加了其复杂性。
共轭效应
当两个或更多双键共轭时,因π电子离域↑,即共 轭体系中电子云密度平均化,使双键性↓,K ↓ ,其 基团↓,仍以羰基C=O为例。
O H3CCCH3
O C CH3
1715cm -1 1685cm -1
O
O
C CH3
C
1685cm -1 1660cm -1
共轭体系中得单键特点:K ↑ ,振动 ↑ 例:酚与脂肪醇:为什么酚C-O >醇C-O ？
OH
Ｏ与苯环共轭,
使C-O 键K ↑,C-O ↑
1230～1200 cm-1 。
CH2CH2 C O H
C-O 在1150～1050 cm-1
-I与+M共存时,应考虑主导效应
• 以酰胺为例:-I无法解释c=o↓ ,酰胺主导效应就是+M,结果 c=o↓ , c=o在1689 cm-1左右。N-H变成＝N-H键,键长缩短, =N-H反而↑。
红外光谱课件PPT
傅里叶变换红外光谱仪具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比等优点，广泛应用于 化学、物理、生物等领域。
红外光谱仪的实验操作
实验前准备
检查仪器是否正常， 确保电源连接稳定， 准备好样品和实验器 材。
光路调整
调整分束器、干涉仪 和检测器的位置，确 保光路畅通无阻。
参数设置
根据实验需求设置扫 描范围、扫描次数、 分辨率等参数。
转动模式
分子转动模式可以分为刚性转子 和弹性转子。刚性转子的转动能 级是量子化的，而弹性转子的转
动能级则是连续的。
振动与转动的耦合
在某些情况下，分子的振动和转 动模式之间会发生耦合，从而影
响红外光谱的形状和位置。
红外光谱的吸收峰
01 02
特征峰与泛峰
红外光谱中的吸收峰可以按照其特征分为特征峰和泛峰。特征峰是指与 特定振动或转动模式相关的吸收峰，而泛峰则是由于多个振动或转动模 式的相互作用而产生的吸收峰。
峰的形状分析
03
峰的形状可以反映分子中对应化学键或基团周围环境的对称性、
氢键等相互作用，有助于深入了解分子结构。
谱图解析实例
解析有机化合物结构
通过红外光谱解析，可以确定有机化合物中存在的官能团和化学 键类型，进而推断其可能的结构。
解析无机物和配合物结构
红外光谱在无机物和配合物结构解析中也有广泛应用，可以用于确 定离子和分子的振动模式。
辐射与物质的相互作用
当红外辐射与物质相互作用时，如果辐射的能量与分子振 动或转动能级差相匹配，则会引起分子振动或转动能级跃 迁，从而产生红外吸收。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式 可以分为伸缩振动和弯曲振动。 伸缩振动是指原子间的距离发生 变化，而弯曲振动则是指原子围
红外光谱仪的实验操作
实验前准备
检查仪器是否正常， 确保电源连接稳定， 准备好样品和实验器 材。
光路调整
调整分束器、干涉仪 和检测器的位置，确 保光路畅通无阻。
参数设置
根据实验需求设置扫 描范围、扫描次数、 分辨率等参数。
转动模式
分子转动模式可以分为刚性转子 和弹性转子。刚性转子的转动能 级是量子化的，而弹性转子的转
动能级则是连续的。
振动与转动的耦合
在某些情况下，分子的振动和转 动模式之间会发生耦合，从而影
响红外光谱的形状和位置。
红外光谱的吸收峰
01 02
特征峰与泛峰
红外光谱中的吸收峰可以按照其特征分为特征峰和泛峰。特征峰是指与 特定振动或转动模式相关的吸收峰，而泛峰则是由于多个振动或转动模 式的相互作用而产生的吸收峰。
峰的形状分析
03
峰的形状可以反映分子中对应化学键或基团周围环境的对称性、
氢键等相互作用，有助于深入了解分子结构。
谱图解析实例
解析有机化合物结构
通过红外光谱解析，可以确定有机化合物中存在的官能团和化学 键类型，进而推断其可能的结构。
解析无机物和配合物结构
红外光谱在无机物和配合物结构解析中也有广泛应用，可以用于确 定离子和分子的振动模式。
辐射与物质的相互作用
当红外辐射与物质相互作用时，如果辐射的能量与分子振 动或转动能级差相匹配，则会引起分子振动或转动能级跃 迁，从而产生红外吸收。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式 可以分为伸缩振动和弯曲振动。 伸缩振动是指原子间的距离发生 变化，而弯曲振动则是指原子围
红外光谱详解课件
06
习题与思考题
基础概念题
题目1
简述红外光谱的基本原理
答案1
红外光谱是利用物质对红外光的吸收特性来研究物质分子结构和组成的一种方法。当红 外光与物质分子相互作用时，某些波长的光被吸收，形成特定的光谱图，通过分析这些
光谱图可以了解物质分子的振动和转动能级。
基础概念题
要点一
题目2
列举红外光谱中的主要吸收区域
要点二
答案2
红外光谱主要分为四个吸收区域，分别是近红外区（ 12500-4000 cm^-1）、中红外区（4000-400 cm^-1） 、远红外区（400-10 cm^-1）和超远红外区（10-5 cm^-1）。其中中红外区是研究分子振动和转动能级的主 要区域。
光谱解析题
题目3
根据给定的红外光谱图，分析可能的物质组 成
分子转动
02
分子除了振动外，还会发生转动，转动也会产生能量变化，从
而吸收特定波长的红外光。
分子振动和转动与红外光谱的关系
03
分子振动和转动产生的能量变化与红外光的能量相匹配时，光
子会被吸收，形成红外光谱。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式决定 了其吸收特定波长的红外光。不同化 学键或基团具有独特的振动模式，形 成了特征的红外光谱。
镜反射后相干叠加。
检测器
检测器用于检测干涉仪产生的相干 光束，将光信号转换为电信号。
光谱采集系统
光谱采集系统负责收集检测器输出 的电信号，并将其转换为光谱数据 。
傅里叶变换红外光谱技术
傅里叶变换
傅里叶变换是一种数学方法，用于将干涉图转换为光谱图 。通过傅里叶变换，可以获得样品的红外光谱。
分辨率
《红外光谱》PPT课件
）
(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标：吸光度（A）或透光率（T） 多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 （遵守Lambert-Beer定律
）
A = lg (1 / T)
IR中，“谷”越深（T越小），吸光 度越大，吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件： (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量； (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动， 这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x，y，z表示，即3个自由度。
含N个原子的分子，分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子：3N-6 （平动3、转动3） 线性分子：3N-5 （平动3、转动2）
*
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。无瞬间偶极距变化时， 无红外吸收。
（3）瞬间偶基距变化大，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，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收 峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）
(cm-1) = 104 / λ (μ m)
纵坐标：吸光度（A）或透光率（T） 多以百分透光率T%来表示
*
T = I / I0 （遵守Lambert-Beer定律
）
A = lg (1 / T)
IR中，“谷”越深（T越小），吸光 度越大，吸收强度越强。
*
二、红外光谱基本原理
满足两个条件： (1)辐射能满足物质产生振动能级跃迁所需的能量； (2)伴随净的偶极矩的变化。
*
对称伸缩振动s 非对称伸缩振动as 剪式振动
面内摇摆
*
面外摇摆
扭曲振动
分子振动自由度
研究多原子分子时，常把复杂振动分解为许多简单的基本振动， 这些基本振动数目称为分子的振动自由度，简称分子自由度。
原子在三维空间的位置可用x，y，z表示，即3个自由度。
含N个原子的分子，分子自由度的总数为3N个。
分子总的自由度3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
非线性分子：3N-6 （平动3、转动3） 线性分子：3N-5 （平动3、转动2）
*
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。无瞬间偶极距变化时， 无红外吸收。
（3）瞬间偶基距变化大，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，产生一个强吸收峰，基频峰。
（5）由基态跃迁到第二激发态或更高激发态，产生的弱的吸收 峰，倍频峰。
*
影响吸收谱带位置的主要因素（内部因素）
1. 诱导效应（I效应）
有机化合物的红外光谱PPT课件
1
vCH 2890cm－1。 （3）醛氢的 vC-H 与δCH 的倍频产生费米共振，出现双峰：
2840 、 2720cm－1。
（4）环丙烷的 vC-H 在3060cm－1附近，随着环的增大，频
率下降至3000cm－1以下。
第12页/共90页
烃类化合物中，vC-H频率与C原子杂化状态
有关，杂化C原子的s成分比例越高，其电负性越
第53页/共90页
1820
1820cm－1附近的弱峰为δ＝CH2（面外）的
倍频峰，可帮助鉴定 C＝CH2结构。
第54页/共90页
700
970
第55页/共90页
1820 1650
990 910
965
第56页/共90页
（2）芳氢的弯曲振动吸收峰
芳氢的δ面内吸收峰位于1250～950cm－1，有 5～6个中、弱吸收带，应用较少。
指纹区：
1300～600cm－1
第1页/共90页
特定的基团具有类似的吸收带，这种吸收（带）称为特征吸收，其振动频率称 为特征频率或基团频率（group frequency）。它是与一定的结构单元相联系的 振动频率。
同一类型的基团在不同物质中所处的化学环境各不相同，因此其基团频率有一 定的差别。这种差别常常能反映出结构上的特点。
本书将中红外区分为七个区段。
第2页/共90页
一、 红外光谱的七个重要区段
1. O-H、N-H 伸缩振动区。
2. Y-H 伸缩振动区（Y=C、S、B、P 等）。
3. 三键及累积双键伸缩振动区。
4. C=O伸缩振动区。
5. C=C伸缩振动区。
6. C-H面内弯曲振动、C-O及C-N伸缩振
动区。
第3页/共90页
vCH 2890cm－1。 （3）醛氢的 vC-H 与δCH 的倍频产生费米共振，出现双峰：
2840 、 2720cm－1。
（4）环丙烷的 vC-H 在3060cm－1附近，随着环的增大，频
率下降至3000cm－1以下。
第12页/共90页
烃类化合物中，vC-H频率与C原子杂化状态
有关，杂化C原子的s成分比例越高，其电负性越
第53页/共90页
1820
1820cm－1附近的弱峰为δ＝CH2（面外）的
倍频峰，可帮助鉴定 C＝CH2结构。
第54页/共90页
700
970
第55页/共90页
1820 1650
990 910
965
第56页/共90页
（2）芳氢的弯曲振动吸收峰
芳氢的δ面内吸收峰位于1250～950cm－1，有 5～6个中、弱吸收带，应用较少。
指纹区：
1300～600cm－1
第1页/共90页
特定的基团具有类似的吸收带，这种吸收（带）称为特征吸收，其振动频率称 为特征频率或基团频率（group frequency）。它是与一定的结构单元相联系的 振动频率。
同一类型的基团在不同物质中所处的化学环境各不相同，因此其基团频率有一 定的差别。这种差别常常能反映出结构上的特点。
本书将中红外区分为七个区段。
第2页/共90页
一、 红外光谱的七个重要区段
1. O-H、N-H 伸缩振动区。
2. Y-H 伸缩振动区（Y=C、S、B、P 等）。
3. 三键及累积双键伸缩振动区。
4. C=O伸缩振动区。
5. C=C伸缩振动区。
6. C-H面内弯曲振动、C-O及C-N伸缩振
动区。
第3页/共90页
化合物结构表征课件第一章红外光谱
通过红外光谱的波数范围和强度，可以确定分子中是否存在特定的基本化学键，从而确 定分子结构的基本骨架。
确定不饱和度
通过分析红外光谱中特定波数的吸收峰，可以确定分子中的不饱和度，如双键、三键等。
鉴定化合物中的官能团
鉴定烯烃、炔烃等不饱和烃
通过分析红外光谱中特定波数的吸收峰，可以鉴定化合物中是否存在烯烃、炔烃 等不饱和烃。
避免使用强光源和磁场， 以免干扰实验结果。
实验数据处理与分析
01
02
03
04
数据收集
记录光谱图和相关实验参数。
数据处理
进行基线校正、平滑处理和归 一化等操作。
数据解析
结合已知的红外光谱特征峰， 解析未知化合物的官能团。
结果评估
比较实验结果与理论预测，评 估实验误差和可靠性。
THANKS
感谢观看
影响红外光谱的因素
总结词
影响红外光谱的因素包括温度、湿度、 压力、样品浓度等。这些因素可能会影 响红外光谱的形状和强度，因此在实验 过程中需要严格控制这些条件。
VS
详细描述
温度和湿度会影响分子振动和转动能级的 选择定则，从而影响红外光谱的形状和强 度。压力会影响气体分子的平均自由程和 碰撞频率，从而影响其吸收峰的强度。样 品浓度也会影响红外光谱的强度，因此在 实验过程中需要严格控制这些条件，以确 保实验结果的准确性和可靠性。
化合物结构表征课件第一 章红外光谱
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的解析 • 红外光谱在化合物结构表征中的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
01
02
03
分子振动
分子中的原子或分子的振 动，导致偶极矩发生变化， 产生红外活性。
确定不饱和度
通过分析红外光谱中特定波数的吸收峰，可以确定分子中的不饱和度，如双键、三键等。
鉴定化合物中的官能团
鉴定烯烃、炔烃等不饱和烃
通过分析红外光谱中特定波数的吸收峰，可以鉴定化合物中是否存在烯烃、炔烃 等不饱和烃。
避免使用强光源和磁场， 以免干扰实验结果。
实验数据处理与分析
01
02
03
04
数据收集
记录光谱图和相关实验参数。
数据处理
进行基线校正、平滑处理和归 一化等操作。
数据解析
结合已知的红外光谱特征峰， 解析未知化合物的官能团。
结果评估
比较实验结果与理论预测，评 估实验误差和可靠性。
THANKS
感谢观看
影响红外光谱的因素
总结词
影响红外光谱的因素包括温度、湿度、 压力、样品浓度等。这些因素可能会影 响红外光谱的形状和强度，因此在实验 过程中需要严格控制这些条件。
VS
详细描述
温度和湿度会影响分子振动和转动能级的 选择定则，从而影响红外光谱的形状和强 度。压力会影响气体分子的平均自由程和 碰撞频率，从而影响其吸收峰的强度。样 品浓度也会影响红外光谱的强度，因此在 实验过程中需要严格控制这些条件，以确 保实验结果的准确性和可靠性。
化合物结构表征课件第一 章红外光谱
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的解析 • 红外光谱在化合物结构表征中的应用 • 红外光谱实验技术
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
01
02
03
分子振动
分子中的原子或分子的振 动，导致偶极矩发生变化， 产生红外活性。
第三节 有机化合物红外光谱谱图的基本特征ppt课件
2021/8/2
编辑版pppt
47
乙酸乙酯的红外光谱图
1743为C=O，
1243为
as coc
是第一强峰。
2021/8/2
编辑版pppt
48
2021/8/2
编辑版pppt
49
九、羧酸
OH：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰
C=O：1740～1690（m）
OH：1450～1410（w）
2021/8/2
编辑版pppt
54
正丙胺的红外光谱图
2021/8/2
编辑版pppt
55
Ph-CH2NH-Ph的红外光谱
2021/8/2
编辑版pppt
56
十一、腈-C≡N
υC≡N：2260-2240（s）（尖锐）
2021/8/2
编辑版pppt
57
2021/8/2
编辑版pppt
58
A 3070,3025 芳 C H
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
(3)苯环的骨架振动：在1625-1450cm-1之间，可能有几个吸收， 强弱及个数皆与结构有关。
其中以～1600cm-1和～1500cm-1两个吸收为主。
苯环与其他基团共轭时，～1600cm-1峰分裂为二，在～1580cm-1 处又出现一个吸收。～1450cm-1也会有一吸收。
B 2910,2860 脂肪 C H
C 22120021/8/2
C编辑N版pppt
59
十二、硝基化合物
（1）R-NO2 υas(NO2)：1565-1543（s） υs(NO2)：1385-1360（s） υs(CN)：920-800（m）
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第四章
红外吸收光谱
分析法
Infrared absorption
spectroscopy,IR
4.3 常见有机化 合物的红外谱图
Infrared spectrograph of organic compounds
2021/3/17
主要化合物(基团)的红外光谱
化合物(基团)的特征频率(实际上是指波数 值σ，习惯用υ表示)是红外光谱用以定性 的基础。
重 叠
CH2 δs1465 cm-1
(c) 指纹区 CH2γ (720 cm-1)（水平摇摆）
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)n- n
以上是正构烷烃的特征频率 ，如果发生异构化，特征频 率会有怎样变化？
基团特征频率区
指纹区
N-H 伯胺 R—NH2 N—H伸缩振动 υas 3500 cm-1
(b) 伸缩 振动
Ar—NH2 特征：产生双峰 υs 3400 cm-1
仲胺为单峰，R—NH—R’ ：3350～3310 cm-1
Ar—NH—R ：3450 cm-1
υN-H与υO-H相重叠，可根据峰形和强度来区分它们：通常羟 基峰强而宽，氨基峰弱且尖，后者随浓度变化较小。
多元醇（如1,2-二醇 ） 3600～3500 cm-1 螯合键（和C=O，NO2等）3500～3200 cm-1 多分子缔合（多聚体） 3400～3200 cm-1
2021/3/17
OH CH
CO CH
羟基浓度增大，造成—OH氢 键的缔合作用使得—OH向低 波数移动
2021/3/17
CH3 C CH3 CH3
2021/3/17
由于支链的引入，造成CH3的对称变形振动的频率和峰形
发生变化
提供异构化的信息
H C C H3 C H3
1385-1380cm-1 1372-1368cm-1
CH3 C—C骨架振动,弱
1:1
1155 cm-1
1170 cm-1
C H3
1391-1381cm-1
C C H3
1368-1366cm-1
(c) N-H变形振动：1640～1500 cm-1 、 900～650 cm-1
C-N (d) 伸缩
振动
脂肪胺υ(C—N)：1203～1030 cm-1 芳香胺υ(C—N)：1360～1250 cm-1
与C—C(1200cm-1) 相近，但强度大
2021/3/17
N HC H
(NH)
CN (NH)
有氢键缔合， (OH ) 33c0m ，01宽峰 波数位移。
2021/3/17
—OH 基团特性：
(1) 分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550～3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400～3200 cm-1 (2) 分子内氢键：
羟基与邻位极性基团形成强的分子内氢键， υOH显著低 移，甚至与烷基谱带重叠在一起
变形振动～ 1380 cm-1吸 收峰裂分； 强度相等； 有异丙基存 在。
(2) 醇（—OH）
C Cα
振动形式：O—H，C—O C
光谱特征：
(1) —OH 伸缩振动 (>3600 cm-1)
Cβ
Cα′ C Cα″
OH
(2) 碳氧伸缩振动 (1100 cm-1)
游 伯-OH 离 仲-OH 醇、 酚 叔-OH
2021/3/17
4.3.1 典型有机化合物的红外光谱
1. 饱和烃及其衍生物
√ 1198cm-1
(1)烷烃（CH3，CH2，CH）振动形式(C—H, C—C)
红外光谱特征： (a) C—H的伸缩振动
区分饱和与不饱和 < 3000cm-1
δas 1460 CH3
cm-1
(b) 变形振动
δs1380 cm-1
(OH )
3640 cm-1
3630 cm-1
3620 cm-1
(CO)
1050 cm-1 α支：-15 cm-1
1100 cm-1 α不饱和：-30 cm-1
1150 cm-1 这些频率值不是绝对的，还与
酚-OH 3610 cm-1
1200 cm-1 取代情况密切相关。随着Cα上
取代基数目的增加而频率向低
R1
H
CC
H
R2
R1
R3
CC
R2
H
R1
R3
CC
R2
R4
顺式烯
R1
R2
CC
H
H
乙烯基烯
R1
H
CC
H
H
亚乙烯基烯 R 1 C C H
R2
H
(C C )
1680-1665 cm-1
弱，尖
对称性高 峰强弱
分界线
C =C-H:3030 cm-1
H
C CH2
乙烯基
3080 cm-1两个峰 3030 cm-1
如：烯酮
3000 cm-1 2900-2800 cm-1 区分饱和与不饱和化合物源自C H 3300 cm-1
2021/3/17
(2) C=C 伸缩振动 (1680-1630 cm-1 )
反式烯 三取代烯 四取代烯
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
伯-OH 1030 cm-1 ( C-O )
2021/3/17
1:2
异丙基
1250 cm-1
C-C
（3） 醚（C—O—C）
脂肪醚和环醚的 C-O-C
υas 1150～1070cm-1
是脂肪族化合物中唯一的强宽峰
芳基和乙烯基的=C-O-C
υas
较强吸收峰
4:5
左弱右强
1195 cm-1 1250 cm-1
C H3 C C H3 C H3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2
1250 cm-1
2021/3/17
-(CH2)n-（n≥4）时 水平摇摆振动 γ～720 cm-1 附近产生吸收峰 提供碳链长短的信息
2021/3/17
1275～1200
cm-1
（1250cm-1
）
υs 1075～1020 cm-1
较弱吸收峰
脂族 R-OCH3 υs (CH3) 2830～2815 cm-1 芳族 Ar-OCH3 υs (CH3) ~2850 cm-1
2021/3/17
2021/3/17
（4） 胺（—NH）
(a) 特征吸收：N-H伸缩振动、N-H变形振动和C一N伸缩振动；
CH
1384，1367cm-1 处峰强度近似4：5，表明有异丙基存在
2021/3/17
2 烯烃和炔烃
(1) =C—H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
烯烃的特征频率：=C-H伸缩振动、变形振动和C=C伸缩振动
H
(CH )
C H =C-H2:3080 cm-1
3080-3030 cm-1
H
弱吸收
红外吸收光谱
分析法
Infrared absorption
spectroscopy,IR
4.3 常见有机化 合物的红外谱图
Infrared spectrograph of organic compounds
2021/3/17
主要化合物(基团)的红外光谱
化合物(基团)的特征频率(实际上是指波数 值σ，习惯用υ表示)是红外光谱用以定性 的基础。
重 叠
CH2 δs1465 cm-1
(c) 指纹区 CH2γ (720 cm-1)（水平摇摆）
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)n- n
以上是正构烷烃的特征频率 ，如果发生异构化，特征频 率会有怎样变化？
基团特征频率区
指纹区
N-H 伯胺 R—NH2 N—H伸缩振动 υas 3500 cm-1
(b) 伸缩 振动
Ar—NH2 特征：产生双峰 υs 3400 cm-1
仲胺为单峰，R—NH—R’ ：3350～3310 cm-1
Ar—NH—R ：3450 cm-1
υN-H与υO-H相重叠，可根据峰形和强度来区分它们：通常羟 基峰强而宽，氨基峰弱且尖，后者随浓度变化较小。
多元醇（如1,2-二醇 ） 3600～3500 cm-1 螯合键（和C=O，NO2等）3500～3200 cm-1 多分子缔合（多聚体） 3400～3200 cm-1
2021/3/17
OH CH
CO CH
羟基浓度增大，造成—OH氢 键的缔合作用使得—OH向低 波数移动
2021/3/17
CH3 C CH3 CH3
2021/3/17
由于支链的引入，造成CH3的对称变形振动的频率和峰形
发生变化
提供异构化的信息
H C C H3 C H3
1385-1380cm-1 1372-1368cm-1
CH3 C—C骨架振动,弱
1:1
1155 cm-1
1170 cm-1
C H3
1391-1381cm-1
C C H3
1368-1366cm-1
(c) N-H变形振动：1640～1500 cm-1 、 900～650 cm-1
C-N (d) 伸缩
振动
脂肪胺υ(C—N)：1203～1030 cm-1 芳香胺υ(C—N)：1360～1250 cm-1
与C—C(1200cm-1) 相近，但强度大
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N HC H
(NH)
CN (NH)
有氢键缔合， (OH ) 33c0m ，01宽峰 波数位移。
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—OH 基团特性：
(1) 分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550～3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400～3200 cm-1 (2) 分子内氢键：
羟基与邻位极性基团形成强的分子内氢键， υOH显著低 移，甚至与烷基谱带重叠在一起
变形振动～ 1380 cm-1吸 收峰裂分； 强度相等； 有异丙基存 在。
(2) 醇（—OH）
C Cα
振动形式：O—H，C—O C
光谱特征：
(1) —OH 伸缩振动 (>3600 cm-1)
Cβ
Cα′ C Cα″
OH
(2) 碳氧伸缩振动 (1100 cm-1)
游 伯-OH 离 仲-OH 醇、 酚 叔-OH
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4.3.1 典型有机化合物的红外光谱
1. 饱和烃及其衍生物
√ 1198cm-1
(1)烷烃（CH3，CH2，CH）振动形式(C—H, C—C)
红外光谱特征： (a) C—H的伸缩振动
区分饱和与不饱和 < 3000cm-1
δas 1460 CH3
cm-1
(b) 变形振动
δs1380 cm-1
(OH )
3640 cm-1
3630 cm-1
3620 cm-1
(CO)
1050 cm-1 α支：-15 cm-1
1100 cm-1 α不饱和：-30 cm-1
1150 cm-1 这些频率值不是绝对的，还与
酚-OH 3610 cm-1
1200 cm-1 取代情况密切相关。随着Cα上
取代基数目的增加而频率向低
R1
H
CC
H
R2
R1
R3
CC
R2
H
R1
R3
CC
R2
R4
顺式烯
R1
R2
CC
H
H
乙烯基烯
R1
H
CC
H
H
亚乙烯基烯 R 1 C C H
R2
H
(C C )
1680-1665 cm-1
弱，尖
对称性高 峰强弱
分界线
C =C-H:3030 cm-1
H
C CH2
乙烯基
3080 cm-1两个峰 3030 cm-1
如：烯酮
3000 cm-1 2900-2800 cm-1 区分饱和与不饱和化合物源自C H 3300 cm-1
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(2) C=C 伸缩振动 (1680-1630 cm-1 )
反式烯 三取代烯 四取代烯
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
伯-OH 1030 cm-1 ( C-O )
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1:2
异丙基
1250 cm-1
C-C
（3） 醚（C—O—C）
脂肪醚和环醚的 C-O-C
υas 1150～1070cm-1
是脂肪族化合物中唯一的强宽峰
芳基和乙烯基的=C-O-C
υas
较强吸收峰
4:5
左弱右强
1195 cm-1 1250 cm-1
C H3 C C H3 C H3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2
1250 cm-1
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-(CH2)n-（n≥4）时 水平摇摆振动 γ～720 cm-1 附近产生吸收峰 提供碳链长短的信息
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1275～1200
cm-1
（1250cm-1
）
υs 1075～1020 cm-1
较弱吸收峰
脂族 R-OCH3 υs (CH3) 2830～2815 cm-1 芳族 Ar-OCH3 υs (CH3) ~2850 cm-1
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（4） 胺（—NH）
(a) 特征吸收：N-H伸缩振动、N-H变形振动和C一N伸缩振动；
CH
1384，1367cm-1 处峰强度近似4：5，表明有异丙基存在
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2 烯烃和炔烃
(1) =C—H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
烯烃的特征频率：=C-H伸缩振动、变形振动和C=C伸缩振动
H
(CH )
C H =C-H2:3080 cm-1
3080-3030 cm-1
H
弱吸收