红外光谱分析(2020年10月整理).pdf
红外光谱谱图解析
C-H，N-H，O-H
1500
1000 500 指纹区
三、各类化合物的红外光谱特征
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1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
δ as1460 cm-1 δ s1380 cm-1
重 叠
CH2 δ s1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
必要时查阅标图谱或与其他谱（1H NMR，13C NMR，MS）配合， 确证其结构。
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（一）了解样品来源及测试方法
要求样品纯度98%以上 尽可能地从下面几个方面详尽了解样品的情况： ①样品的来源——合成方法或从何种动、植物体中提取而来； ②样品的纯度、颜色、气味、沸点、熔点、折射率、样品物态、灼烧后 是否残留灰分等； ③样品的化学性质； ④元素分析结果，相对分子质量或质谱提供的分子离子峰，并由此求出 分子式； ⑤红外光谱测定条件和制样方法及所用仪器分辩率。
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3、再根据谱带的位置、强度、宽度等特征，推测官能团可能与什么取 代基相连接。
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键）
C=O C-C，C-N，C-O
S-H P-H N-O N-N C-F C-X
N-H
CN C=N
3500
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3000 2500 2000 特征区
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1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2)2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区 (3)2000 1500 cm-1
红外光谱解析
1690cm -1
（氧的电负性 3,5 ， 氮3.0 ）
2、偶极场效应（F效应）
O O
Br H3C Br 1716 CH3 1728
3．氢键：
氢键对特征吸收的峰位和强度均有影响，它能 使峰位频率下降，峰形变宽、变强。
①分子氢键内：它的影响与浓度无关
H O O O OH
O
O
νCO νOH
5、名词解释:基频、倍频、费米共振、 偶合 6、测定方法
KBr压片法:
IR
KRr ma x
cm --1
IR K R r cm --1 ma x
糊状法 液膜法：放在二片KBr (NaCl)薄板之间
溶液法
二、影响峰位的因素
1．电效应：包括诱导效应和共轭效应。 （1）诱导效应：酮、醛、酸、酯……等均含有羰基，
2、IR的特点
适用于官能团的确定；不破坏样品且对任何样品的存 在状态都适用；特征性高，从其指纹区就可以确定化 合物的异同；分析快速；所用样品量少且可回收。
3、IR谱图：苯乙酮的红外图谱
2、键的振动及其频率：
当红外光照射化合物（样品）时，能引起化学键的振动 能级的跃迁（伴随着有转动能级的跃迁）,其中只有可以 产生瞬间偶极距变化的振动才能产生红外吸收,且由于不 同的振动能级变化不同,其振动频率不同,在IR中吸收波 数就不同。化学键有两类基本振动：
分析 IR 时，可将IR 谱分成二个区：
4000－1300cm -1为官能团区， 各种基团及化学键的特征吸收 峰均在此。 1300－660 cm -1 为指纹区。
1、羟基：醇、酚、羧酸、结晶水
红外光谱解谱(格式整齐)
优质材料
13
优质材料
14
理论振动数（峰数）
设分子的原子数为n， 对非线型分子,理 论振动数=3n-6
如H2O分子，其振
动数为3×3-6=3
对线型分子，理论 振动数=3n-5
如CO2分子，其理
论振动数为3×3-5=4
非线型分子：n个原子一般有3n个自由度，但有3个平动和3个绕轴转动无能 量变化； 线型分子：n个原子一般有3n个自由优质度材，料 但有3个平动和2个绕轴转动无15能量 变化。
m1m2 ( g ) m1 m2
如折合质量 以原子质量为单位；k以mdyn/Å为单位。则有：
ν 1
k 1307 k (cm 1 )
2πc A'r /N A
A'r
其 中 :1307 ( 1
2πc
N A 105 ); N A 6.23 1023 )
优质材料
10
例如：HCl分子k=5.1 mdyn/Å，则HCl的振动频率为：
13158~4000/cm-1
中红外(振动区)
(2.5~25 m)
4000~400/cm-1
远红外(转动区)
(25-1000 m)
400~10/cm-1
分区及波长范围
倍频 分子振动转动 （常用区）
分子转动 跃迁类型
优质材料
4
That is 0.75-1000 μm ( 1μm = 10-4cm) FIR 0.75-2.5 μm MIR 2.5-25 μm (4000-400cm-1 ) NIR 25-1000 μm
EV= Vh 也就是说，只有当EV=Ea或者a= V时，才可能发生振转跃 迁。例如当分子从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1），此时 V=1，即a=
红外光谱分析全解
分子的运动可分为平动、转动、振动和分子内电子的运动.每种运动状 态都属于一定的能级.因此,分子的总能量可以表示为：
E = E0 +Et + Er + Ev + Ee
E0是分子内在的能量,不随分子运动而改变,即所谓的 零点能.Et、Er、Ev和Ee分别表示分子的平动、转动、振 动和电子运动的能量.由于分子平动Et的能量只和温度的变 化直接相关,在分子平动时不会产生光谱.这样,与光谱有关 的能量变化主要是Er、Ev、Ee三者,每一种能量也都是量 子化的.
500
〔3谱带的强度：与样品的厚度、种类及其含 量有关,与偶极矩变化有关.IR可对某一基团定 量分析. 〔4谱带的形状：与结晶程度及相对含量有关. 结晶差说明晶体结构中键长与键角有差别,引 起振动频率有一定变化范围,每一谱带形状就 不稳定.可用半高宽表示〔width at half full
maximum, WHFM>.
电子的能级最大,从基态 到激发态的能级间隔Ee = 1~20eV；分子振动能级间隔 Ev = 0.05~1.0eV,分子转动能 级间隔Er =0.001~0.05eV.电 子跃迁所吸收的辐射是在可 见光、紫外和X射线区,分子 转动能级跃迁所吸收的辐射 是在远红外与微波区.分子的 振动能级跃迁所吸收的辐射 主要是在中红外区.
摇摆
：1306～1303cm-1 （w）
扭曲
：1250cm-1（w）
s：强吸收，m：中等强度吸收，w，弱吸收
上述每种振动形式都具有其特定的振动频率,也即
有相应的红外吸收谱带,其中伸缩振动的频率高于弯曲
振动.
高岭石{Al4[Si4O10]<OH>8 }红外吸收光谱
透 过 率 /%
红外光谱分析
峰强度的表示方法：用摩尔吸收系数表示
决定峰强度的因素:震动过程中偶极矩的变化,能 级跃迁的几率 对于倍频峰来说， 跃迁几率很低，结果峰强反 而很弱。 对于基频峰来说，主要决定于振动过程中偶极矩 的变化，而偶极矩 与以下几个因素有关 1 原子的电负性 2 化学键的振动形式 3 分子的对称性 4 基频峰，倍频峰和组频峰 5 氢键的形成 6 与偶极矩大的基团共轭
影响红外吸收谱带位移的因素
• • • • • • • 诱导效应与共轭效应 键应力效应（张力效应） 空间效应 氢键效应 振动的偶合与费米共振 物态变化的影响 溶剂的影响
红外吸收谱带
当用一束具有连续波长的红外光照射物质时，该物
质的分子就会吸收一定波长的红外光的光能，并转化为 分子的振动能量和转动能量。以波长或波数横坐标，以 百分透过率或吸收率为纵坐标，记录其吸收曲线，即得 到该物质的红外吸收光谱。
振动的偶合与费米共振
如果一个分子的两个基 团位置很靠近，它们的振动 频率几乎相同，并且有对称 性，其相应的特征吸峰常发 生分裂，使谱带在一分为二，原谱带位置的高频和 低频的一侧各处现一条谱带 当分子中的一个基团振动的倍频和合频与另一 个基团的振动频率相近，并具有相同的对称性时， 也能产生共振使谱带分裂，并使强度很弱的倍频或 合频谱带异常的增强这种现象就是费米共振
• 基本概念 红外光谱，通常是指有机物质在 4000~400cm-1红外线的照射下，选择 性的吸收其中某些频率后，用红外光 谱仪记录所形成的吸收谱带。
• 影响红外吸收峰的因素
红外吸收峰的位置 与分子振动能级跃迁间能关系 红外吸收峰的数目 与分子振动自由度的关系
红外吸收峰的强度 与分子偶极矩间的关系
原子间的距离
红外光谱识谱的一般程序
红外光谱谱图解析
同理，在判断某种基团不存在时也要特别小心，因为某种基团的特征 振动可能是非红外活性的，也可能因为分子结构的原因，其特征吸收变 得极弱。 （五）提出结构式 如果分子中的所有结构碎片都成为已知（分子中的所有原子和不饱和 度均已用完），那么就可以推导出分子的结构式。在推导结构式时，应 把各种可能的结构式都推导出来，然后根据样品的各种物理的、化学的 性质以及红外光谱排除不合理的结构。
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）nn
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a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。 b)C—C骨架振动明显
H C C H3 C H3
C H3 C
C H3
C H3 C C H3 CH
3
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CH3 δ s C—C骨架振动
1385-1380cm-1
1155cm-1
1:1
1372-1368cm-1
1170cm-1
1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
4:5 1195 cm-1
当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
注意区分 —NH伸缩振动： 3500 3100 cm-1
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3515cm-1
2895 cm-1
3640cm-1
3350cm-1
2950cm-1
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乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
红外光谱解析
第二章 红外光谱
3C8H7N,确定结构
有机化合物波谱分析
0
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
解：1不饱和度Ω=1+8+0.51-7=6
23030cm-1,1607cm-1,1580cm-1和1450cm-1的 峰表明含有苯环,用去4个不饱和度.
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.
9 分子式为 C4H6O2,红外光谱如下,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+4+0.50-6=2
21762cm-1表明含有C=O,且3700~3200cm-1无尖 锐吸收峰,表明不含-OH,-COOH.在 2720~2750cm-1无吸收峰,表明不含-CHO.又因为 在2830~2810cm﹣1没有吸收峰,所以没有— OCH3.
3000~2700cm-1为处的吸收表明含有甲基和亚甲 基.
1464cm-1处的表明显示有亚甲基.
综上,该化合物为CH3-CH24-CH3或3-甲基戊烷.
第二章 红外光谱
5推测C8H8纯液体
有机化合物波谱分析
第二章 红外光谱
有机化合物波谱分析
1不饱和度Ω=1+8+0.50-8=5
23100~3000cm-1,1630cm-1,1500cm-1,1450cm1处的峰表明含有苯环.
3770cm-1和700cm-1处双峰显示苯环为单取代,并 且990cm-1和910cm-1处强峰表明含有端乙烯基, 因此,该结构为苯乙烯.
23000~2800cm-1的峰为νCH-CH3,-CH2-,0cm-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
红外光谱分析完整版本
(IR)
精品课件
2.1 概述
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱
精品课件
红外区域的划分：
近红外区(4000-14290 cm-1 )：泛频区 中红外区 (400-4000 cm-1)：大部分有机物的基
团振动频率在此区域。 远红外区(200-700 cm-1)：转动和重原子振动
2） 红外光与分子之间有偶合作用：分子振动时其偶极矩(μ) 必须发生变化，即Δμ≠0。
3） 能级跃迁选律：振动量子数(ΔV）变化为±1时，跃迁几 率最大。从基态(V=0)到第一振动激发态(V=1)的跃迁最重要，
产生的吸收频率称为基频。
精品课件
红外光的能量是通过分子振动时偶极矩的变化传递给分子。
对称分子：没有偶极矩， 辐射不能引起共振，无红外活 性。
➢ 吸收强度增大 形成氢键后，相应基团的振动偶极矩变化增大，因此 吸收强度增大。
精品课件
醇、酚、羧酸、胺类等化合物中可以形成氢键。
例如： 醇、酚中的OH ，当分子处于游离状态时，其振动频
率为3640cm-1左右，是中等强度的尖锐吸收峰，当分子 处于缔合状态时，其振动频率红移到3300cm-1附近，谱 带增强并加宽。胺类化合物中的N-H也有类似情况。除 伸缩振动外，OH、NH的弯曲振动受氢键影响也会发生谱 带位置移动和峰形展宽。
精品课件
2.3 红外光谱与分子结构的关系
2.3.1 分子中基团的基本振动形式
(1) 两类基本振动形式
精品课件
(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）。
红外光谱谱图解析
infrared absorption spec-
正溴丁烷的波谱解析 troscopy，IR
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概述 introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
近红外区：低能电子 跃迁、含氢原子团伸 缩振动的合频吸收； 稀土、过渡金属
必要时查阅标图谱或与其他谱（1H NMR，13C NMR，MS）配合， 确证其结构。
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（一）了解样品来源及测试方法
要求样品纯度98%以上 尽可能地从下面几个方面详尽了解样品的情况： ①样品的来源——合成方法或从何种动、植物体中提取而来； ②样品的纯度、颜色、气味、沸点、熔点、折射率、样品物态、灼烧后 是否残留灰分等； ③样品的化学性质； ④元素分析结果，相对分子质量或质谱提供的分子离子峰，并由此求出 分子式； ⑤红外光谱测定条件和制样方法及所用仪器分辩率。
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500 1400 1300cm-1
08:31:12
08:31:12
2、 烯烃，炔烃
CH
CH 伸
CC 缩
CC 振
a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
动
CH 变
形
振 动
H CH H C H C CH2
08:31:12
（二）计算不饱和度
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如： 乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 可按下式进行不饱和度的计算：
UN= （2 + 4n6 + 3n5 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n6，n5， n4 ， n3 ， n1 分别为分子中六价，五价，……，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的 数目，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2 UN = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
红外光谱图库 IR 红外光谱分析
样品表面、金属板上有机涂层薄膜的测定
透明介质
1
（空气）
1
R R0
n1
4n13 n23
sin 2 cos
d
Fresnel eq.
d 2
样品 （薄膜） 2
n2
基板
n3
武汉理工大学资环学院 管俊芳
28
3
红外光谱测定中的样品处理技术 11
7 特殊红外测定技术 反射率变化 R及吸光系数的定义
lb
lb 样品支撑台厚
l 光吸收长度
l 样品厚
g 气体热扩散长
武汉理工大学资环学院 管俊芳
光声信号
lg 气体层厚
s 样品热扩散长
31
红外光谱测定中的样品处理技术 13
7 特殊红外测定技术 4) 光声光谱法 PAS
PAS Application
强吸收、高分散的样品。如深色催化剂、 煤及人发等。
而多非极性的双原子分子（H2,N2,O2)，虽然也 会振动，但振动中没有偶极矩的变化，因此不产生 交变电场，不会与红外光发生作用，不吸收红外辐 射。称之为非红外活性。
武汉理工大学资环学院 管俊芳
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红外－拉曼
4 红外分析方法（1）
红外辐射光源： a）能斯特灯：氧化锆、氧化钍、氧化钇的混
和物 b）硅碳棒：由合成的SiC加压而成 c）氧化铝棒：中间放置铂－铑加热丝的氧化
Examination of materials that are not amenable to the film analysis method
Analysis of extremely thin films applies on the top surfaces
10 红外光谱分析
分子的振动能级（量子化）： E振=（V+1/2）h
V ：化学键的 振动频率；
：振动量子数。
任意两个相邻的能级间的能量差为：
h E h 2 1 2c 1 k
k
1307 k
K化学键的力常数，与键能和键长有关，
为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素为化学键力常数k 和 原子质量。 k大，化学键的振动波数高
键类型 力常数 峰位
—CC — > —C =C — > —C — C — 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 4.5m 6.0 m 7.0 m
波数： 2222cm-1 1667cm-1 1429cm-1
=C—H
碳氢键伸缩振动吸收峰出现在： 3010 ～2260 cm-1 炔烃： ≡C—H 碳氢键伸缩振动吸收峰出 现在：3300 cm-1
X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1
醇、酚、酸等 O-H 3650~3200 3650~3580 低浓度（峰形尖锐） 3400~3200 高浓度（强宽峰） N-H 3500~3100 胺、酰胺等，可干扰 O-H 峰 饱和（3000 以下）与不饱和（3000 以上） 饱和-C-H -CH3(2960，2870) （3000-2800） -CH2(2930，2850) 不饱和=C-H 末端=CH（3085） C-H 3000 左右 （3010~3040） 不饱和C-H 较弱 （2890）较强 、 （3300） (2890~3300) ArC-H 比饱和 C-H 峰弱，但峰 (3030) 形却更尖锐
CO2的吸收在2300cm-1左右
叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）
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红外光谱分析序言二十世纪初叶，Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。
到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。
当今红外光谱仪的分辨率越来越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。
红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类（酸酐、酯、酮或醛）是其他光谱技术难以替代的。
因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。
一、基本原理1、基本知识光是一种电磁波。
可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。
表1列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。
红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。
通常红外光谱系指2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1(2.5-15.4μ)或4000-400cm-1。
这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动，分子在振动运动的同时还存在转动运动。
在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。
每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作出鉴别。
红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。
光学中的一个基本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。
设υ为波数，其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数，并应具有以下关系：波数(cm-1)＝104/波长(μ)波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。
目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的波长值。
红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%)表示。
2、红外光谱的几种振动形式主要的基本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
(1)伸缩振动(υ)沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。
它的吸收频率相对在高波数区。
(2)弯曲振动(δ)包括面内、面外弯曲振动，变角振动，摇摆振动等。
它的吸收频率相对在低波数区。
4000cm-1（高） 400cm-1（低）3、红外光谱吸收峰主要的几种类型(1)基频峰：伸缩振动，弯曲振动产生的吸收峰均为基频峰。
(2)倍频峰：出现在基频峰波数二倍处。
如基频为900cm-1，倍频为1800cm-1。
4、红外光谱吸收峰的强度红外吸收强度取决于振动时偶极矩变化的大小。
因此，分子中含有杂原子时，其红外吸收一般都较强；反之，两端取代基差别不大的碳－碳键的红外吸收则较弱。
基团的极性越大，吸收峰越强。
如羰基特征峰在整个图谱中一般总是最强峰之一。
二、红外光谱吸收频率与分子结构的关系伸缩振动和弯曲振动都是基团内部原子间化学键的振动。
键的振动波数又与原子的质量成反比，与键的刚度成正比。
例如，C-H基的折合质量比C-C基小，因此C-H伸缩振动波数高于C-C的伸缩振动波数。
键的刚度即力常数的大小取决于键的性质。
单键(C-H，SP3杂化)的力常数：～5×105达因/厘米双键(＝C-H，SP2杂化)的力常数：～ 10×105达因/厘米三键(≡C-H，SP杂化)的力常数：～15×105达因/厘米因此当原子折合质量相同时，键的伸缩振动波数随力常数增大而(即S成份增多而增加)增加：υ≡CH>υ=CH >υ－CH，υC=O >υC-O弯曲振动与伸缩振动的方向性是不相同的。
同一种化学键二者振动所需能量大小刚好相反，故弯曲振动波数大小的顺序与伸缩振动波数相反：δ-CH >δ=CH >δ≡CH-1三、影响官能团红外光谱吸收频率的因素 1、电子效应 (1)诱导效应推电子诱导效应(+ I)，烷基为推电子基团。
吸电子诱导效应(-I)，氰基和氟为吸电子基团。
例：CH 3CH 2C OC 2H 5O OC OC 2H 5N CCH 2R O F υC=O 1728cm -1 1751cm -1 ～1869cm -1推电子基团使得羰基氧原子上电子云密度增加，偶极增大，振动能量下降，羰基吸收峰往低波数移动；吸电子基团使得羰基氧原子上电子云密度降低，振动能量升高，羰基峰波数往高波数移动。
诱导效应是沿化学键直接起作用的，它与分子的几何形状无关。
(2)中介效应氧、氮和硫等原子有孤电子对，能与相邻的不饱和基团共轭，为了与双健的π电子云共轭相区分，称其为中介效应(M)。
此种效应使不饱和基团的振动波数降低，而自身连接的化学键振动波数升高。
最典型的例子是酰胺的羰基吸收。
R NH 2OR O -NH 2+ 酰胺分子由于中介效应降低了羰基的双键性，吸收频率移向低波数。
一般酰胺羰基的振动频率不超过1690cm -1。
N-H 键变成＝N-H ，伸缩振动波数升高。
酰胺胺基的振动频率比一般胺基的振动频率要高。
(3)共轭效应羰基与双键共轭，π电子离域增大，使其双键性降低，亦振动频率降低，向低波数移动。
酮羰基的吸收频率一般为1715cm -1。
α、β不饱和酮的羰基吸收频率一般为1675cm -1，芳酮羰基的吸收频率一般为1690cm -1，均低于1715cm -1。
电子效应是一个很复杂的因素，因而判断官能团的吸收频率应该是几种效应的综合结果。
前面举例的卤代酮分子中，诱导效应大于中介效应，即诱导效应起主导作用；酰胺分子中则是共轭效应大于诱导效应，即共轭效应起主导作用。
2、空间效应 (1)环的张力环状化合物由于碳的键角发生变化而使键长发生改变，从而使键的振动波数升高或降低。
一般而言，环的张力加大时，环上基团的吸收频率上升。
υ-CH 2925cm -1 3050cm -1环的张力对环外双键的影响：因为环的键角越小，环外双键碳的s成分增多，使双键伸缩振动所需能量增加，吸收频率升高。
υC=C 1650cm -1 1660cm -1 1680cm -1 1750cm -1环的张力对环内双键的影响：环变小，张力增大，环内双键p 成分增加，键长变长，振动波数减小。
而环外的=C-H 键由于s 成分增加，键长变短，振动波数增加。
υC=C 1639cm -1 1623cm -1 1566cm -1υ=CH 3017cm -1 3040cm -1 3060cm -1 H H H H====CH 2CH 2CH 2CH 2H HH(2)空间障碍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的共平面性被偏离或被破坏时，振动波数发生变化。
(Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ)υC=O 1663cm -1 1686cm -1 1693cm -1Ⅰ为典型的α、β不饱和酮，Ⅲ的邻位均被立体位阻大的甲基取代，羰与双键的共轭体系被破坏，羰基的振动频率升至1693cm -1，Ⅱ介于Ⅰ和Ⅲ之间。
(3)氢键的影响无论是分子间或分子内形成氢键，均使化学键的力常数降低，吸收频率向低波数移动。
醇羟基： 游离态 二聚体 多聚体υ-OH 3610-3640cm -1 3500-3600cm -1 3200-3400cm -1四、红外光谱的应用用红外光谱鉴定化合物，其优点是简便，快速，用量少，气体、固体、液体均可检测。
1、化合物的鉴定(1)同质异晶体化学结构完全相同而晶形不同的化合物，由于分子在不同晶体的晶格中排列方式不一样，因此对光的散射和折射不同，致使同质异晶体的固相红外光谱有差异。
(2)几何异构体对称反式异构体中的双键处于分子对称中心，在分子振动中键的偶极矩变化极小，因此在光谱中不出现双键吸收峰，顺式异构体无对称中COCH 3COCH 3COCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3心，偶极矩有改变，故有明显的双键特征峰，以此可区分顺、反异构体。
(3)构象异构体同一种化学键在不同的构象异构体中的振动频率是不一样的，以构象固定的六元环上的C —Y 键为例，平展的C —Y 键伸缩振动频率高于直立键，原因在于直立的C —Y 键垂直于环的平面，其伸缩振动作用于碳上的复位力小；平展的C —Y 键伸缩振动使环扩张，复位力大，故振动频率高。
(4)互变异构体有机化学中经常碰到互变异构现象，如β－双酮有酮式和烯醇式二种，红外光谱可区分。
酮式υC=O 1730cm -1 烯醇式υC=O 1650cm -12、定量分析当入射光照射样品时，样品分子会选择性地吸收某些入射光，使透射光(或反射光)强度变弱，这是红外光谱所以能形成的依据。
红外定量分析是研究样品的量(包括浓度和厚度)与吸收入射光之间的联系。
利用红外光谱的谱峰强度(或面积)，可计算出被测样品的含量，对一些难于用溶剂溶解的固体样品，特别是许多不溶不熔的高分子材料，红外光谱具有它的独特之处。
红外光谱仪O O O C C C O H H五、红外光谱图解析1、红外吸收波段红外谱图按波数可分为以下六个区，结合最常见的基团讨论如下：(1)4000－2500cm-1这是X-H(X包括C、N、O、S等)伸缩振动区。
a、羟基(醇和酚的羟基)羟基的吸收于3200－3650cm-1范围。
羟基可形成分子间或分子内氢键，而氢键所引起的缔合对红外吸收的位置、形状、强度都有重要影响。
游离(无缔合)羟基仅存在于气态或低浓度的非极性溶剂的溶液中，其红外吸收在较高波数(3610-3640cm-1)，峰形尖锐，当羟基在分子间缔合时，形成以氢键相连的多聚体，键力常数k值下降，因而红外吸收位置移向较低波数(3300cm-1附近)，峰形宽而钝。
羟基在分子内也可形成氢键，使羟基红外吸收移向低波数，羧酸内由于羰基和羟基的强烈缔合，吸收峰的底部可延续到～2500cm－1，形成一个很宽的吸收带。
当样品或溴化钾晶体含有微量水分时，会在～3300cm-1附近出现吸收峰，如含水量较大，谱图上在～1630cm-1处也有吸收峰(羟基无此峰)，若要鉴别微量水与羟基，可观察指纹区内是否有羟基的吸收峰，或将干燥后的样品用石蜡油调糊作图，或将样品溶于溶剂中，以溶液样品作图，从而排除微量水的干扰。
游离羟基的吸收因在较高波数(～3600cm-1)，且峰形尖锐，因而不会与水的吸收混淆。
b、胺基胺基的红外吸收与羟基类似，游离胺基的红外吸在3300—3500cm-1范围，缔合后吸收位置降低约100cm-1。
伯胺有两个吸收峰，因NH2有两个N-H键，它有对称和非对称两种伸缩振动，这使得它与羟基形成明显区别，其吸收强度比羟基弱，脂肪族伯胺更是这样。
伯胺有两个吸收峰，因NH2有两个N-H键，它有对称和非对称两种伸缩振动，这使得它与羟基形成明显区别，其吸收强度比羟基弱，脂肪族伯胺更是这样。
仲胺只有一种伸缩振动，只有一个吸收峰，其吸收峰比羟基的要尖锐些。
芳香仲胺的吸收峰比相应的脂肪仲胺波数偏高，强度较大。