远程红外光谱

由于取代基取代方式及电性不同,可引起峰位臵与
强度发生变化,常见此区域峰数<4
7.C-H面内弯曲振动1475-1300cm-1
特别有意义的是CH3,CH2的弯曲振动,此外羧酸盐对称 伸缩振动,NO2的对称伸缩振动, SO2的不对称伸缩振 动亦在此区域有强吸收。 CH3 -1380cm-1 （δs）
CH3
CH3
νC=O 1663cm-1
1686cm-1
1693cm-1
b.环的张力（ring strain）
环的张力引起SP3 杂化碳原子的键角、键长发生改变， 从而使键的振动波数升高或降低。
1）对环内双键的影响：
当环变小后，张力增大，四元环的键角接近90度，环内双键 p轨成分增加，键变长，伸缩振动波数减小。而环外的键由 于s轨成分增加，键长变短，伸缩振动波数升高。
5、振动偶合效应
当分子中两个类同的基因彼此靠得较近时，它
们的振动频率发生干扰，蜕变为距离较大的两 个吸收峰，这种现象称为振动偶合。
6、样品物理状态 同一样品在测定时若物理状态不同，吸收峰会发生不 同程度的差异。 固态样品晶型不同，其谱图常有较大差异。 7、溶剂及温度 溶剂极性增加，极性基团的伸缩振动频率常降低。 温度上升，带形变宽，带数减少。温度下降，谱带窄 而尖。
的骨架振动
νC＝C
孤立双键 1680-1620cm－1 在开链烯中，双键取代基的类型，即双键的对称 程度，取代基的质量，电性和共轭等均引起波数 变化
对称性：
随着峰对称性下降，峰强度升高
例
Cl C C Cl
Cl Cl
H C C tBu
CH3 CH3
CH3 C C tBu
H H
强度比
0
0.35
（二）、振动类型
（三）吸收频率
双原子分子红外吸收的频率决定于： 折合质量和键力常数。
v
~
= —— 2C
1
K M
m1 m2 M= m1 + m2

cm-1
C-H
3000
C-C
1200
C-O
1100
C-Cl
800
C-Br
ห้องสมุดไป่ตู้550
C-I
500
C C
C=C 1680~1620
8~12105
C C 1200~700
2）环的张力对环外双键的影响 正好相反，因为环的键角越小，环外双键碳的 S轨成分越多，键变短，使双键伸缩振动波数 增高，见下列化合物
3、质量效应
由质量不同的原子构成的化学键，其振动波数不同。
同族元素，随着质量增大，波数变小。
4、氢键效应
由于形成氢键之后，基团的键力常数变小，因此
有氢键的基团伸缩振动频率减少。氢键每增加千 克卡，基团的振动频率就往低波数移 35cm-1。 形成氢键的X-H键的伸缩振动波数降低，吸收强 度增加，峰变宽。峰移动的幅度以O-H最大（～ 100cm-1），N-H次之，S-H和P-H最小。
（一）、红外光与红外光谱
分子的总能量：
E分子=E电子+E平移+E振+E转 E平移：不引起偶极距变化，不产生吸收。 E电子：电子跃迁--UV光谱 E振、 E转 ：相对能量小，用能量较低的红外区电磁 波照射，分子能吸收该区的光子，从基态跃迁到激 发态。用物质对红外光的吸收度或透射率对波长或 波数作图，即获得IR谱图。
C≡C基处于分子末端时，如-C≡CH，由于对称性差， 吸收峰较强，波数偏低（2100cm-1附近）。当炔基 向链中央移动，增加分子的对称性后，吸收变弱， 波数升高至2200cm-1附近。当分子完全对称时，不 再有吸收峰。因此在2100cm-1附近见不到吸收峰时， 并不能肯定分子中就没有炔键存在的可能性。
4~6105
v cm-1
力常数/g.s-2
2200~2100
12~18105
力常数表示了化学键的强度，其大小与键能、键长有关。 键能大，键长短，K值大，振动吸收频率移向高波数； 键能小，键长长，K值小，振动吸收频率移向低波数。
（四）、吸收峰的强度
吸收峰的强度常用百分透光率（T）表示： T%=I/I0×100%
直链烃CH3的确切位臵与碳键的偶、奇数相关
偶数C-CH3 ， δs 1368-1365cm-1 奇数C-CH3 ， δs 1376-1373cm-1
异丙基（偕二甲基）碳上有两个甲基时，分裂成强度 似乎相等的双峰（1385，1370cm-1，），叔丁基（偕三 甲基）同碳上有三个甲基，分裂成强度不等的双峰 （1395，1365cm-1，二者差15－30cm-1)，且低波数比 高波数峰强高一倍。 -CH2- δas(仅有δas 无δs， 1470-1430cm-1） COO-, νs 1450-1300cm-1 s NO2 , νas 1376-1373cm-1 s SO2, νas 1376-1373cm-1 s
第二节 红外光谱的重要区段
一、特征谱带区、指纹区及相关峰
a.特征谱带区：4000～1333cm-1 多数有机分子的主要官能团在此区域有特征吸 收，故又称该官能团的特征峰。
b.指纹区（1333～400cm-1）
碳-杂单键的伸缩振动区及各种弯曲振动区。该区 谱带特别密集，犹如人的指纹，故叫指纹区，该区 各峰带出现的区域相近，互相影响大，但反映了化 合物结构上的微小差异，因此，在核对、确认有机 物时用处很大。
炔烃 3300cm-1
芳烃 ν=C-H 3030cm-1
烯烃 3040-3010cm-1
3.饱和烃C-H和醛基C-H伸缩振动区 （3000-2700cm-1）
特别要注意：醛基C-H 2720-2750cm-1
4.三键的伸缩振动区 （2400-2100cm-1）
C≡C键伸缩振动峰
碳-碳三键（C≡C）是sp杂化键，与 sp2杂化的双 键相比，s电子成分较多。所以三键伸缩振动波数大 于双键。峰形均较尖锐，强度是中到弱，位于2100 cm-1附近。 除了空气中的二氧化碳以宽矮的吸收峰出现在稍 高于C≡C键的 2350cm-1处外，该区很少有其他峰干扰， 故其特征性较强。
（五）、影响红外光谱峰位、峰强的因素 1、电性效应
a.诱导效应：
吸电子基团（-I)，它使基团的力常数增加，使吸 收峰向高波数方向移动。给电子基团（+I)相反。
O CH3C OC2H5 vC=O 1733cm-1 O CH3CH2C OC2H5 1728cm-1 O NCC OC2H5 1751cm-1
腈类化合物
腈类化合物的C≡N键由一个sp轨道和二个p轨道的电
子构成,红外光谱的特征峰出现在2300～2220cm-1， 比C≡C键的波数略高，同时吸收峰较强。
但它与炔的区分较难，除非具有炔氢C≡CH。 芳香腈CN的范围同不饱和腈相似，CN与双键共轭后，
向低频移至 2235～2215厘米-1，峰加强。吸收峰强 度随化学结构不同，变动较大。
1. 3750～3000cm-1
1).O-H 3700-3200cm-1,
OH、NH伸缩振动区
强峰
固态、液态和浓溶液中，羟基常以缔合羟基为主， 游离羟基仅在非极性稀溶液或气态中出现。 特点：游离型，瘦、尖，稀释后不变。 缔合型，宽（胖），稀释后向高波数移。
酚、醇、羧酸羟基
酚羟基ν～3600cm-1，略低于游离羟基 3650cm-1 羧酸羟基，常以二聚、多聚体存在，在3000 ～
第二章 红外光谱
特点：
A.任何固态、液态、气态样品均可进行IR测定，
这是NMR、MS、UV等方法所不及的。 B.每种化合物切有红外吸收，可获得丰富的信 息，特别是官能团区的吸收，显示了化合物中 官能团的存在。指纹区的吸收为结构鉴定提供 了可靠依据。 C.样品用量少。 D.仪器价廉。
第一节 基本知识
b.共轭效应
1）π-π共轭： 不饱和键（烯、炔、芳环等）可与相邻的双键共轭，
引起双键的力常数下降，向低波数方向移动。
O R' C R O R' HC CH C R 1685 1680 O C R O C 1660
ν C=O(cm-1)
1720
2）p-π共轭：
含孤对电子的原子，如：氧、氮、硫、卤素等，与双
键相连，产生p-π共轭；同时存在吸电子诱导和给 电子共轭效应。由于不同原子的两种效应强弱不同， 引起力常数的变化，从而引起吸收峰位的改变。
O R C Cl O R C R 1720cm
-1
1800cm-1
吸电子诱导
强于
给电子共轭
O R C OR' O R C NHR' 1680cm-1 1740cm-1
苯甲腈
5.羰基（C=O）的伸缩振动区（1900－1650cm-1）
含羰基的化合物伸缩振动的位臵受周围环境影响而 不同，主要是电性与立体因素
a.电性效应（诱导，共轭）
诱导： Cl>O>N
共轭： N>O>Cl
6.双键的对称伸缩振动1680-1500cm－1
在此区域主要是C=C、N=N、C=N的伸缩振动和芳环
1
反式异构体对称性>顺式 ,峰弱
取代基电性 杂原子与烯相连时,双键π电子不定域,因而趋 向单键,波数下降,相对强度增加.F取代例外. 例:X-CH=CH2 X=C νC=C 1645
X=O
X=S
共轭双键 波数下降30cm-1
1615
1585
双键与羰基共轭后，νC=C波数也降低。如 α, β-
吸电子诱导 稍强于 给电子共轭 给电子共轭 强于 吸电子诱导
2、立体效应
包括空间障碍和环的张力等因素。 a. 空间障碍 指分子中的大基团在空间的位阻作用，迫使邻近 基团间的键角变小或共轭体系之间单键键角偏转， 使基团的振动波数和峰形发生变化。 例如： H3 C CH3
COCH3 COCH3 COCH3
不饱和酮νC=C在1647～1600cm-1。
芳环骨架振动(1600-1450cm-1)
典型的芳环骨架振动在此区域有二组吸收峰
第一组主峰:1625- 1575cm-1(主要在1600±5cm-1)
副峰: 1585cm-1(1600-1560)特点:较主峰弱
第二组主峰: 1500cm-1 副峰: 1450cm-1
c.相关峰
一种基团由于有数种振动形式，可产生多个吸收峰， 它们间相互依存，相互佐证，故叫相关峰。
CH3 νCH(as) ～2960cm-1 νCH(s) ～2870cm-1
δCH(面内as) ～1470cm-1
δCH(面外) ～720cm-1
δCH(面内s) ～1380cm-1
二、八个重要区段及特征

红外区处于UV-可见和微波区之间，是波长为0.5μm1000μm范围内的电磁辐射，可分为： a.近红外区：12500～4000cm-1，主要用于研究O-H、 N-H、C-N键的振动培频与组频。 b.中红外区：4000～400cm-1，主要用于大部分有机 分子的振动基频，即常见的光谱。 c.远红外区：400～25cm-1，转动光谱及重原子成键 的振动
IR用于定性时，其强度常指相对强度，用s、 m、w 表示。
影响吸收峰强度的主要因素：P50
一、偶极距的变化是决定吸收峰强度的主要因素。 瞬间偶极距越大，吸收峰越强。
1)原子的电负性差异 2)振动形式
越大越强 伸缩>弯曲
不对称>对称 越差越强
3)分子的对称性 4)其他
费米共振 氢键
二、能级的跃迁几率：几率增加，峰强度增加。 同一样品不同浓度，峰强不同。
NH较尖.
无机盐的方法： 将胺成盐
伯胺（3000-2500cm-1） 仲胺、叔胺（2700-2500cm-1） 中等→强“胺盐”峰
2.不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动:3300-3000cm-1
区别不饱和与饱和烃的重要区域:
分界线：3000cm-1
不饱和烃 > 3000cm-1 饱和烷烃< 3000cm-1
叔丁基
异丙基
8.C-H面外弯曲振动
1000-650cm-1
判断烯取代基及芳香环取代基的多少及位臵
双取代烯顺、反式的区别
双取代烯顺、反式的主要区分是=CH面外弯曲振动峰 反式 δ： 965cm-1， 特点：位臵变化范围窄，峰的强度与分子量成反比。
顺式 δ： 690-720cm-1
特点：位臵变化比反式大，峰的相对强度弱。
2500cm-1处出现一个强而宽的峰，常与C-H峰重叠； 但羧酸盐在此区段无吸收峰。
N-H
3500-3300cm-1, 较O-H弱
伯胺:有as,s两种伸缩振动方式,有二个尖而中强的峰
仲胺:只有一种伸缩振动方式一个吸收峰,
叔胺没有吸收峰
NH与OH的区别
νOH波数比νNH稍高,缔合OH易与NH重叠,但峰变宽而