红外光谱
红外光谱解析
10 （cm ） （m）
1
4
各种振动方式及能量
分子振动方式分为：
伸缩振动 -----对称伸缩振动 s ----反对称伸缩振动 as 弯曲振动 ----面内弯曲振动 ----剪式振动 s -----平面摇摆 -----面外弯曲振动- ----非平面摇摆 -----扭曲振动 按能量高低为： as >
的，只有在立体结构上互相靠近的基团之间才能产生F效应， 例如：
环己酮 4，4-二甲基环己酮 2-溴-环己酮 4，4-二甲基-2-溴-环己酮
C=O
1712
1712
1716
1728
-氯代丙酮的三个异构体的C=O 吸收频率不同
氢键效应
氢键使吸收峰向低波数位移，并使吸收强度加强，
例如： - 和-羟基蒽醌
二氧化碳的IR光谱
O=C=O
对称伸缩振动 不产生吸收峰
O=C=O
反对称伸缩振动 2349
O=C=O
面内弯曲振动 667
O=C=O
面外弯曲振动 667
因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667/cm 二个吸收峰
二、IR光谱得到的结构信息
IR光谱表示法：
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
第二章 红外光谱
（2）羧酸盐的对称伸缩振动s在1450~1300cm-1出现强 峰；硝基s 在1385~1290cm-1出现强峰；砜类as（SO2）在 1440~1300cm-1出现强峰 。
X-Y伸缩振动（13001050 cm-1 ）
伸缩振动类型 醇C-O 伯醇 仲醇 叔醇 酚C-O
醚C-O 脂肪醚 芳香醚 乙烯醚
（2）醛基上的C-H在2820cm-1、2720-1处有两个吸收锋，它 是由C-H弯曲振动的倍频与C-H伸缩振动之间相互作用的结果 （费米共振），其中2720cm-1吸收峰很尖锐，且低于其他的 C-H伸缩振动吸收，易于识别，是醛基的特征吸收峰，可作为 分子中有醛基存在的一个依据。
（3）氧甲基（-OCH3）、氮甲基（-NCH3）和不与芳环相 连的仲胺、叔胺中的亚甲基（-N-CH2-），可在2850-2720cm-1 范围内产生中等强度的吸收峰。
取代基位置等有用情报。
脂肪族化合物C-H面外弯曲振动区
烯烃类型
波数（cm-1)
峰强度
RCH=CH2
990和910
RCH=CHR（顺） 690
强 中至强
RCH=CHR（反） 970
中至强
R2C=CH2 R2C=CHR
890 840-790
中至强 中至强
讨论：
（1）除了R1R2C=CR3R4类型的烯烃化合物，所有其他类 型的烯烃都可用C-H面外弯曲振动作为鉴定的重要依据，其 中=CH2基团除了基频谱带外，在1800cm-1附近可观察到C-H 面外弯曲振动的倍频谱带。
-OCH3 -O-CH2-O-
醛基C-H
波数（cm-1) 2960及2870 2930及2850
2890 2830-2810 2720-2750 2780-2765
红外光谱汇总
红外光谱汇总————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第2章红外光谱通常红外光谱（infrared spectroscopy, IR）是指波长2~25 μm的吸收光谱（即中红外区），这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角运动。
分子在振动的同时还会发生转动运动，虽然分子的转动所涉及的能量变化较小，处在远红外区域，但转动运动影响振动的偶极矩变化，因而在红外光谱区实际所测的谱图是分子的振动与转动运动的加和表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可以应用于化合物分子结构的测定、未知物鉴定以及混合物成分分析。
2.1 红外光谱的基本原理2.1.1 红外吸收光谱1. 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
2. 红外光波通常分为三个区域：中红外区、近红外区和远红外区。
波谱区近红外光中红外光远红外光波长/m 0.75~2.5 2.5~50 50~1000 波数/cm-113333~4000 4000~200 200~10 跃迁类型分子振动分子转动近红外区：O-H、N-H和C-H键的倍频吸收或组频吸收，吸收强度一般比较弱；中红外区：绝大多数有机和无机化合物的基频吸收所在，主要是振动能级的跃迁；远红外区：分子纯转动能级跃迁及晶体的晶格振动。
3. 波数（ν̅）单位是cm-1。
波长和波数的关系是：ν̅(cm−1)=104λ(μm)4. 胡克定律：ν̅=12πc√Kμ其中：μ——折合质量，μ=m1m2m1+m2，单位为kg；K——化学键力常数，与化学键的键能呈正比，单位为N·m-1；ν̅——波数；c——真空中的光速。
什么是红外光谱
什么是红外光谱
红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。
样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
红外光谱与紫外光谱、质谱、核磁共振并称物质结构分析“四大谱”，是仪器分析中重要的分析手段之一。
通过与标准谱图比较，可以确定化合物的结构；对于未知样品，通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
红外光谱与近红外光谱
红外光谱与近红外光谱
红外光谱和近红外光谱是现代光谱学中非常重要的分析手段，它们被广泛应用于化学、生物、医药、环境等领域中的物质分析和鉴定。
红外光谱是指在红外波段范围内的光谱分析，由于不同的物质对红外光的吸收和反射特性不同，因此可以通过红外光谱来分析和鉴定样品中的化学成分和结构。
近红外光谱则是指在近红外波段范围内的光谱分析，它与红外光谱类似，但是其波长范围更短，因此更适用于分析有机物、生物分子等大分子物质的结构和组成。
在红外光谱分析中，常用的仪器是红外光谱仪，该仪器可以通过检测样品对红外光的吸收和反射来生成红外光谱图，进而进行分析和鉴定。
在近红外光谱分析中，常用的仪器是近红外光谱仪，该仪器可以通过检测样品对近红外光的吸收和反射来生成近红外光谱图，进而进行分析和鉴定。
近年来，随着光谱学技术的发展和应用的不断拓展，红外光谱和近红外光谱的应用领域也在不断扩大，成为了化学、生物、医药、环境等领域中不可或缺的分析手段。
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红外光谱
定量分析方法示意图
二甲苯中邻、间和对位三种同分异构体的定量
二甲苯的工作曲线
不同产地赤芍的FT－IR指纹图谱对比分析
目的：寻找能够鉴别不同产地赤芍成分差异的新方法， 探讨赤芍道地性的形成原因 方法：利用傅利叶变换红外光谱仪测定不同产地的样品， 对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对比分析、结果 赤芍野生品与栽培品的红外吸收频率、吸收峰的相对强 度都存在比较大的差异、多伦赤芍（道地药材）的红外 吸收峰形状也有一定的特异性 结论：首次运用傅利叶变换红外光谱技术对不同产地芍 药根部的混合化学体系进行了全组分快速分析，为赤芍 道地商品的鉴别及质量控制提供了可靠的依据。
空间障碍
指分子中的大基团在空间的位阻作用，迫使邻近 基团间的键角变小成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．
场效应
基团在空间的极化作用，常使伸缩振动能量增 加，弯曲振动能量减小．同分旋转异构体中同一 基团的吸收峰位置之所以不同，通常是场效应引 起的．例如1，2—二氯乙烷的反式和顺式
红外非活性振动
顺式二氯乙烯在1580cm－1处有双键振动的强吸收峰 反式二氯乙烯分子中的双键，由于分子振动前后的偶极 矩没有改变，此种双键在红外光谱中无吸收峰 3-甲基-1，2-丁二烯的红外光谱在2000－1925cm－1处有 丙二烯基团特征峰；四甲基丙二烯，由于分子对称，在 振动中无偶极矩变化而无此吸收峰
液态样品的制备
夹片法：压制两片空白KBr片，将液态样品滴入 一片上，盖上另一片夹紧，用于挥发性不大的液 态样品 涂片法：可涂在一空白片上测定，可用于粘度在 的液态样品 液体池法：将液态样品装入具有岩盐窗片的液体 池中测定。
红外光谱(超级实用版)
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
10:59:21
4. X—Y，X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；
吸 收 带
变 形 振
Ｃ－Ｎ－Ｏ Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ
５００ ９６０（反）
动
Ｒ－Ａr－Ｈ
６５０－９００
Ｈ－Ｃ－Ｈ
１４５０
常见基团的红外吸收带
=C-H
C-H
CC
C=C
O-H
O-H（氢键） S-H P-H
C-C，C-N，C-O C=O
N-O N-N C-F
C-X
N-H
CN
C=N
3500
3000 2500 特征区
H H
H
与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率——基团 特征频率（特征峰）；
例： 2800 3000 cm-1 —CH3 特征峰； 1600 1850 cm-1 — C=O 特征峰；
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：
—CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
注意：溴化钾必须干燥 溴化钾研磨很细 控制溴化钾与样品的比例
此法适用于可以研细的样品，但对于不稳定的化合物， 如发生分解、异构化、升华等变化的化合物不宜使用 压片法。注意样品的干燥，不能吸水。
红外实验所需的油压机以及模具
红外实验所需的样品架
•糊剂法：
对于吸水性很强、有可能与溴化钾发生 反应的样品采用制成糊剂的方法进行测量。 取2mg样品与 1滴石蜡油研磨后，涂在溴 化钾窗片上测量。
红外光谱_百度百科
致基团频率位移的内部因素，迄今已知的有分子中取代基的电性效应：如诱导效应、共轭效应、中 介效应、偶极场效应等；机械效应：如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。 这些问题虽然已有不少研究报道，并有较为系统的论述，但是，若想按照某种效应的结果来定量地 预测有关基团频率位移的方向和大小，却往往难以做到，因为这些效应大都不是单一出现的。这 样，在进行不同分子间的比较时就很困难。
光谱分类
编辑
红外光谱可分为发射光谱和吸收光谱两类。
物体的红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成，由于测试比较困难，红外发射光谱 只是一种正在发展的新的实验技术，如激光诱导荧光。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分 子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和 结构决定的独有的红外吸收光谱，它是一种分子光谱。
另外氢键效应和配位效应也会导致基团频率位移，如果发生在分子间，则属于外部因素，若发 生在分子内，则属于分子内部因素。
红外谱带的强度是一个振动跃迁概率的量度，而跃迁概率与分子振动时偶极矩的变化大小有 关，偶极矩变化愈大，谱带强度愈大。偶极矩的变化与基团本身固有的偶极矩有关，故基团极性越 强，振动时偶极矩变化越大，吸收谱带越强；分子的对称性越高，振动时偶极矩变化越小，吸收谱 带越弱。
傅里叶变换光谱仪的主要优点是：
傅里叶变换红外光谱仪
①多通道测量使信噪比提高；
②没有入射和出射狭缝限制，因而光通量高，提高值的精确度可达0.01厘米；
④增加动镜移动距离就可使分辨本领提高；
当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的 红外光谱 两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子 对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸 收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。
红外光谱
• (2). 空间障碍（空间位阻）
3.空间效应
• （3）环张力：环外双键和环上羰基随着 环的张力增加，其频率也相应增加。
4.氢键
• 分子内氢键：使谱带大幅度向低频方向移动。
4.氢键 乙醇在不同浓度下分子间氢键的影响
4.氢键
分子间氢键: 使OH基的伸缩振动吸收发生位移
5. 互变异构
6.振动偶合效应
研究。但由于该光区能量弱，除非其它波长区间内没有合适的
分析谱带，一般不在此范围内进行分析。
3.1 概述
二、红外光谱法的特点
紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有
共轭体系的有机化合物，而红外光谱法主要研究在振动中伴随有 偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出
现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外， 几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。
第三章 红外光谱
郭海明 河南师范大学
3.1 概述
发展史
1800年英国的天文学家willam在测定太阳光内外的温度 效应时，发现了红外光的存在。
1903年（103年以后）找到了红外光的检测方法，红外光
与物质之间的内在关系得以发展。 1930年红外光开始应用于化合物结构的研究，至今广泛 地用于化合物的定性分析、定量分析、化学动力学研究， 已经成为化学工作者不可缺少的分析工具。
2.振动方程式（Hooke定律）
化学
键长
键能
力常数
波数范围
键
C―C
（nm）
0.154
（KJ mol-1）
347.3
k（N.cm-1）
4.5
（cm-1）
700～1200
红外光谱
KK
1 1
m m m m
ν (cm )
-1
-1
C 2150
C
C 1650
C
C 1200
C
b、轨道中S成分越多，键的强度越大，吸收频率越高
ν (cm )
C__H sp 3300
C__H sp2 3100
C__H sp3 2900
1 K 1 c、原子的质量越大，振动吸收频率越低。 m1 m2 2 m1 m2 2 __ __ __ -1 C H C C C O (cm ) 3000 1200 1100
C-H N-H O-H S-H
C=C C=O
C=N
六.各类有机物的红外吸收:
1.烷烃的红外吸收:
正辛烷
甲基: Vas=2960, Vs=2860,δas=1450, 亚甲基: Vas=2930, Vs=2850, δas=1450 4个以上亚甲基: δs =720(cm-1)
δs =1380
2.烯烃的红外吸收
6 9 0 c m-1 6 9 0 c m-1 C＝C H C＝C H
2
2-甲基-1-丙烯
(E)-2-己烯
(Z)-3-己烯
3.炔烃的红外吸收:
1-己炔
C H 伸缩振动 3300
C C 伸缩振动 2100
C H 弯曲振动 630
2-己炔
HC
CCH2CH2CH2CH2CH2CH3
CH3C
CCH2CH2CH2CH2CH3
H H2 N ， O 2 к Ó ìÍ âÎ üÕ Ê
CH3-CH2-C C-H Ð ÓÍ 箭头表示振动方向 O C O Þ Î ì º â ü Î CH -CH -C 3 2 âÎ Í üÊ Õ
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱都是分析物质结构和化学成分的重
要工具。
它们都利用了物质分子吸收红外光的特性，但是它们之间还存在着一些区别。
首先，红外光谱是指通过测量物质在红外区域吸收和散射的光谱而得到的数据。
它可以用来确定物质的结构和化学成分，如化学键的类型和存在的官能团。
而傅里叶红外光谱则是将被测样品的光谱信号分解成一系列不同频率的正弦波，再通过傅里叶变换将这些正弦波合成为一个复合的光谱图像。
这种方法可以提高信号的分辨率和灵敏度，从而更准确地分析样品的结构和成分。
其次，红外光谱的分辨率一般较低，但是分析速度较快，且适用范围广，可以应用于各种类型的物质。
而傅里叶红外光谱的分辨率较高，可以区分更细微的结构和成分差异，但是需要更长的测量时间和更高的仪器精度，适用范围相对较窄。
最后，红外光谱和傅里叶红外光谱在应用领域上也存在一些区别。
红外光谱广泛应用于化学、生物、药物、材料等领域，而傅里叶红外光谱则主要应用于高端科研和工业制造等领域，如药物研发、材料分析、质量控制等。
综上所述，红外光谱和傅里叶红外光谱虽然都是分析物质结构和化学成分的重要工具，但是它们之间还存在着一些区别，需要根据具体应用场景和需求选择适当的方法。
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红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱都是研究分子振动的方法，但它们有一定的区别。
红外光谱是通过测量分子在吸收红外光时发生的振动来确定分子的结构。
它可以用来确定分子的化学键的类型和存在性，以及分子的氢键和离子键。
红外光谱还可以用于确定分子的构象、异构体和杂质。
傅里叶红外光谱是一种常见的红外光谱技术，它使用傅里叶变换来将时间域的数据转换为频率域的数据。
傅里叶红外光谱可以提供更详细的分子振动信息和更好的分辨率。
它还可以用于确定分子的二次结构和蛋白质的折叠状态。
因此，红外光谱和傅里叶红外光谱在分子结构研究方面有着不同的应用。
红外光谱通常用于确定分子中的化学键类型和存在性，而傅里叶红外光谱则可以提供更详细的分子振动信息和更好的分辨率。
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红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱的区别
红外光谱和傅里叶红外光谱都是研究物质结构的重要手段，但它们之间存在着一些区别。
红外光谱通常是指红外光谱仪所记录的光谱图。
红外光谱仪通过将红外辐射通过样品，记录样品与红外辐射相互作用时的吸收和反射情况，从而得到样品的红外光谱。
这种光谱分为三个区域：近红外、中红外和远红外。
近红外区域对应的是样品中的振动、转动和剪切等弱的分子运动，中红外区域则对应着更强的分子振动，如C-H、O-H
和C=O等基团。
远红外区域则对应着样品中的晶格振动。
而傅里叶红外光谱则是在红外光谱基础上进行的一种谱学技术。
傅里叶变换将采集到的时间域信号转换为频域信号，可以获得更高分辨率、更广泛的光谱信息，并且可以通过傅里叶变换红外光谱技术得到的信息，进一步分析样品中的功能基团、化学键以及分子结构等信息。
因此，红外光谱和傅里叶红外光谱都是研究物质结构的有效手段，但傅里叶变换红外光谱技术可以提供更加详细和准确的信息。
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(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区 (4)1200 670 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
分子结构与吸收峰
1． X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）
—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
1660 cm -1
空间效应
空间效应：场效应；空间位阻；环张力
C H
3060-3030 cm-1 2900-2800 cm-1
1576cm-1 1611cm -1 1644cm - 1
C H2 C H2 C H2 C H2
1781cm -1 1678cm -1 1657cm -1 1651cm
-1
2.振动方程式（Hooke定律）
振
1 2 k
m1 .m2 m1 m2
式中：k — 化学键的力常数，单位为N.cm-1 μ — 折合质量，单位为 g
力常数k：与键长、键能有关：键能↑（大），键长 ↓(短)，k↑。
化学 键 C― C C＝ C C≡ C 键长 （nm） 0.154 0.134 0.116 键能 （KJ mol-1） 347.3 610.9 836.8 力常数 k（N.cm-1） 4.5 9.6 15.6 波数范围 （cm-1） 700～1200 1620～1680 2100～2600
O-C-O键伸缩振动 (1250-1050 cm-1)
基团吸收带数据
伸 缩 振 动
基团吸收 带数据
特 征 吸 收 带 （ 伸 缩 振 动 ） 指 纹 吸 收 带
含 氢 化 学 键
伸 缩 振 动 变 形 振 动
; ;
R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COF C=0 1920cm-1 ;
F-COF
C=0 1928cm-1
;
R-CONH2 C=0 1690cm-1
;
ｂ．共轭效应
O O H3C C CH 3 C CH 3
O C CH 3
O C
1715 cm -1 1685 cm -1
1685 cm -1
巯基化合物中S－H伸缩振动 2600－2500 cm-1
2． 叁键（C C）伸缩振动区
（2500 1900 cm-1 ）
在该区域出现的峰较少； （1）RC CH （2100 2140 cm-1 ） RC CR’ （2190 2260 cm-1 ） R=R’ 时，无红外活性 （2）RC N （2100 2140 cm-1 ） 非共轭 2240 2260 cm-1
振动耦合
当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子时，由于一个 键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个“微扰”， 从而形成了强烈的振动相互作用。其结果是使振动频率发生感变化，一个 向高频移动，另一个向低频移动，谱带分裂。振动耦合常出现在一些二羰 基化合物中，如，羧酸酐。
Fermi共振
共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱；
3． 双键伸缩振动区（ 1900 1200 cm-1 ）
（1） RC=CR’ 1620 1680 cm-1 强度弱， R=R’（对称）时，无红外活性。 （2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
4. X—Y，X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。
C-H，N-H的变形振动；
C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；
C-H键弯曲振动区 (1500-1350 cm-1)
C-O键伸缩振动 (1300-1000 cm-1)
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
1
基频峰
分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（=0）跃迁至第一振动激发态 （=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。因为△=1时，L=，所以 基 频峰的位置（L）等于分子的振动频率。
倍频峰
在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态 =0）跃迁至 第二激发态（ =2）、第三激发态（ =3），所产生的吸收峰称为倍频 峰。
电子能
+
Ev
振动能
+
Er
转动能
紫外光谱 可见光谱
红外光谱 所需能量较低，波长较长
红外光谱的表示方法 红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波 长或波数为横坐标，以透光度为纵坐标而形成。 透光度以下式表示：
I T % 100 % I0
红外光谱
(infrared spectroscopy 缩写为IR)
近红外区: 12500-4000 cm-1 (0.8-2.5 μm) 中红外区: 4000-400 cm-1 (2.5-25 μm)
远红外区: 400-10 cm-1 (25-1000 μm)
分子的总能量由以下几种能量组成：
电子自旋 微波波谱 E总 = Ee
当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生 很强的吸收峰或发生裂分，这种现象称为Fermi共振。
仪器类型与结构
两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）
傅里叶变换红外光谱仪结构框图
干涉仪 样品室 检测器 显示器 光源 计算机
绘图仪
干涉图
FTS
光谱图
傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点
O R F R
O Cl R
O OR' R
O OH R
O H
O R R'
O R R'O
O R
O NH2
丁醛
丁酮
丙酸
丁酰氯
丁酸酐
乙酰胺
对硝基氯苯
脂肪族硝基化合物， 1580－1540 cm-1, 1380-1340 cm-1 芳香族硝基化合物， 1550－1500 cm-1, 1360-1290 cm-1
氢键效应
(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 R
H NH R
C=O 伸缩 N-H
游离 氢键
伸缩
N-H 变形
-1 -1 1690 cm 3500 cm 1620-1590
HN H O
H O O C H3C O-H 伸缩
1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量 越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数 区。
一些常见化学键的力常数如下表所示：
键型 O H N H
-1
C H 5.9
C H 5.1
C H C N C C C O C C C O C C 4.8 17.7 15.6 12.1 9.6 5.4 4.5
—CH2—CO—O—
—CH2—CO—NH—
1735 cm-1
1680 cm-1
酯
酰胺
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 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
活 泼 氢 不 饱 和 氢 饱 和 氢 三 键 双 键
Ｏ－Ｈ Ｎ－Ｈ Ｐ－Ｈ Ｓ－Ｈ Ｃ－Ｈ Ａr－Ｈ ＝Ｃ－Ｈ －ＣＨ３ ＣＨ２ －ＣＨ Ｃ Ｃ Ｎ Ｃ Ｒ２Ｃ＝Ｏ ＲＨＣ＝Ｏ Ｃ＝Ｃ Ｃ－Ｏ Ｃ－Ｎ Ｃ－Ｃ Ｃ－Ｃ－Ｃ Ｃ－Ｎ－Ｏ Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ Ｒ－Ａr－Ｈ Ｈ－Ｃ－Ｈ
苯衍生物的C=C
苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内 变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。
2000 1600
（3）C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
饱和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动；
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。
制样方法
1）气体——气体池 2）液体： ①液膜法——难挥发液体（BP》80C）
②溶液法——液体池
C
不对称伸缩振动 (vas) (2926 cm-1)
(2)弯曲振动：
+ + + +
C
剪式振动(δ s) 面 内
C
面内摇摆振动 (ρ )
C
面外摇摆振动 (ω ) 面 外
C
扭式振动 (τ )
弯曲振动只改变键角,不改变键长
值得注意的是：不是所有的振动都能引起红外吸收， 只有偶极矩(μ )发生变化的，才能有红外吸收。 H2、O2、N2 电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收。 H―C≡C―H、R―C≡C―R，其C≡C（三键）振动 也不能引起红外吸收。
k /N.cm
7.7 6.4
折合质量μ ：两振动原子只要有一个的质量↓， μ ↓，(v)↑，红外吸收信号将出现在高波数区。
C H 2800-3000cm
-1
N H
O H
-1
3000-3600cm
例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 9.9 ,令其为
9.6, 计算波数值。
1 k k 9.6 1 v 1307 1307 1650cm 2c 12 / 2