第3节红外光谱与分子结构详解

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(1)诱导效应(I 效应)
因分子中原子或基团的极性(电负性)不同而引 起成键电子云沿着化学键向某一方向移动的效应。
R-COR C=O 1715 cm-1
N=C=O（2240-2275 cm-1 ） N=C=S （2085 cm-1 ） C=C=C （1915-2000 cm-1 ）N=C=N （2120-2155 cm-1 ）
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CH3
N
PhH2 CS
N N CN
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3.双键伸缩振动区
（1） RCH=CHR’
（ 2000 1500 cm-1 ） 强度弱
第三节
红外光谱与分子结构
infrared spectroscopy and molecular structure
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基本要求
1. 掌握影响峰位的因素 2. 掌握各类化学键在红外谱图 中的位置
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一、基团的特征频率
group frequency in IR
在一定范围内出现的化学键的振动频率——基 团特征频率（简称特征峰）.
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1. X—H伸缩振动区
（4000 2500 cm-1 ）
（1）—OH 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸
注意区分 —NH 伸缩振动： 3500 3100 cm-1
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（2）不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ）
C—H =C—H 3300 cm-1 3010 3100 cm-1 3000 cm-1 以上 3000 cm-1
1620 1680 cm-1
（2）单核芳烃的 C=C 键伸缩振动（1600、 1500 cm-1 ）
（3）C=O （1850 1620 cm-1 ） 强度大，峰尖锐
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4. X—Y伸缩振动，X—H 变形振动区
< 1650 cm-1 （a） C-H，N-H 的变形振动；
（b） C-O，C-X（卤素） C-C的伸缩振动；
2229
1611
1492
761
50
2924
40
N
PhCH2OS
N N CN
30
20 4000 3000
2000 Wavenumbers (cm-1)
1534
H1
770-730 cm-1，710-690 cm-1两个峰
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1075
H2
1000
699
603
80
420
苯环对位取代
2000-1650 cm-1泛频
例如 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— —CH2—CO—O— —CH2—CO—NH—
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1715 cm-1 1735 cm-1 1680 cm-1
酮 酯 酰胺
二、化学键与吸收峰位置
bond and absorption peaks 官能团区4000-1350 cm-1（functional group region） 指纹区1350-650 cm-1 （fingerprint region）
（c） 顺、反结构区分；
（d）精细结构的区分（指纹特征）。
例如，苯环取代类型的判断，见书P301，303
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苯环单取代
100
2000-1650 cm-1泛频
wsw 29# 3056 1030 647 557 502
90
1217 1180
833
3436
2854
70
1453
1285
%T
60
R1 C C R 2
三、影响峰位移的因素
factors influenced peak shift
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子
的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收 并不总在一个固定频率上。
(一)内部因素
1.电子效应 electrical effects
包括：诱导效应 (inductive effect) 共轭效应 (conjugation) 超共轭效应 (hyperconjugation) 场效应 (field effect)
CH3
N
PhH2 CS
N N CN
860-800 cm-1
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苯环邻位取代
2000-1650 cm-1泛频
85
邻二氯苯
1950 1914
80
1792
1606
1365
941
70
3067
%T
60
55
50
Cl Cl
1435
40
1457
1035
45
1128
35
4000
3000
2000 Wavenumbers (cm-1)
便于记忆，依据基团的振动形式，又分为四个区：
(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 双键伸缩振动区 (4) 1500 400 cm-1 X—Y伸缩，X—H变形振动区
（3）饱和碳原子上的—C—H
—CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动
2870 cm-1
2850 cm-1
对称伸缩振动
对称伸缩振动 3000 cm-1 以下
—CH2— 2930 cm-1 反对称伸缩振动
—C—H
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2890 cm-1
弱吸收
2.叁键及累积双键伸缩振动区
（1）三键
RC CH
（2500 2000 cm-1 ）
（2100 2140 cm-1百度文库）
RC CR’ （2190 2260 cm-1 ） R=R’ 时，无红外活性 RC N (2260 2200 cm-1 ） 非共轭 2240 2260 cm-1
共轭
2220 2230 cm-1
（2）累积双键
R2 C C H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
H
790-850 H （常见820 ）
R1 H R1 R2 C C C C
H 990 cm-1 H 910 cm-1 （强） H
-1 H 890 cm （强）
H C C R
-1（强） 610-700 cm 21:52:25
2：1800-1780 cm-1
1000
770-735 cm-1
21:52:25
749
659
437
65
1573
486
75
1252 1169
854
（a）面外变形（=C-H）
1000-700 cm-1 （有价值）
R1 H R1 R2 R1 R2 C C R4 C C C C R2 R3 R3 H
R1
970 cm-1（强） cm-1