红外光谱第三节
合集下载
有机波谱解析-第三章_红外光谱
由于红外光谱吸收强度受狭缝宽度、温度和溶剂等因素影 响，故不易精确测定，在实际分析中，只是通过与羰基等强吸 收峰对比来定性研究。
谱带强度与振动时偶极矩变化有关,偶极矩变化愈 基团极性 大，谱带强度愈大；偶极矩不发生变化，谱带强度为0， 即为红外非活性。 电子效应
红外吸收强度 偶极距变化幅度 振动偶合
伸缩振动（
as
）两种形式。
弯曲振动：原子垂直于化学键方向的运动。又可以分
它们还可以细分为摇摆、卷曲等振动形式。
为面内弯曲振动（）和面外弯曲振动（ ）两种形式，
+和-表示垂直于纸面方向的前后振动。
亚甲基的振动形式
三、分子振动与红外吸收峰的关系
理论上具有特定频率的每一种振动都能吸收相应 频率的红外光，在光谱图对应位臵上出现一个吸收 峰。实际上，因种种原因分子振动的数目与谱图中
纵坐标为： 百分透过率（%） 横坐标为： 波长（µ m）或波 数（cm-1）。
环戊烷
也可用文字形式表示为：2955cm-1(s)为CH2的反对称伸缩振动 (υasCH2),2870cm-1(m)为CH2的对称伸缩振动(υsCH2) 1458cm-1(m) 为CH2的面内弯曲振动(δ面内CH2),895cm-1(m)为CH2的面外弯曲振动 (面外CH2)
诱导效应大于共轭效应， C＝O 蓝移至 1735 cm-1
三、空间效应
（1）空间位阻 破坏共轭体系的共平面性，使共
轭效应减弱，双键的振动频率蓝移（增大）。
CH(CH3)2 O O O
CH3 CH3
CH3 CH(CH3)2
CH3
1663cm-1
1686cm-1
1693cm-1
（2）环的张力：环的大小影响环上有关基 团的频率。
IR
基团频率区 (官能团区或 特征区)
4000 cm-1- 1300 cm-1 伸 缩振动产生，比较少，容 易辨认鉴定官能团
指纹区：1300 cm-1-600 cm-1 不同分子该区的吸收有细微的 差异，并显示出分子特征。像 人的指纹，故称为指纹区。指 纹区指认结构类似的化合物很 有帮助，可作为化合物存在某 种基团的旁证
石蜡糊法
– 干燥试样研细，与液体石蜡或全氟代烃（氟化煤油）混 合，调成糊状，夹在盐片中测定
薄膜法
高分子化合物可直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可 将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂 挥发后成膜测定。
第四节 基团频率和特征吸收
一、基团频率区和指纹区 二、红外光谱的区域划分
红外光谱 Infrared Spectra , IR
第一节 概述 第二节 红外光谱基本原理 第三节 IR的实验仪器及样品处理技术 第四节 基团频率和特征吸收 第五节 红外光谱法的应用
第一节 概述
– 一、分子光谱的产生 – 二、红外光区的划分 – 三、红外光谱的测定过程 – 四、红外光谱法的特点
实际上，绝大多数化合物在红外光谱图上 出现的峰数远小于理论上计算的振动数，这是 由如下原因引起的：
（1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收； （2）相同频率的振动吸收重叠； （3）仪器不能区别频率十分接近的振动，或吸收带很 弱，仪器无法检测； （4）有些吸收带落在仪器检测范围之外。
以HCl为例：
基频峰（ν0→1） 二倍频峰（ ν0→2 ） 三倍频峰（ ν0→3 ） 四倍频峰（ ν0→4 ） 五倍频峰（ ν0→5 ）
2885.9 cm-1 5668.0 cm-1 8346.9 cm-1 10923.1 cm-1 13396.5 cm-1
4-3红外光谱解析
面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
（=C-H）
R1
H
CC
970 cm-1（强）
H
R2
R1
R3 CC
790-840 cm-1
R2
H （820 cm-1）
R1
R2 （=C-H）
H
CC H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
R1 C C H 990 cm-1
H
H 910 cm-1 （强）
1195 cm-1
C H3 C C H3 CH
3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。 n=1 770~785 cm-1 （中 ） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n≥ 720 cm-1 （中强 ）
1300cm-1 ~ 910 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动、C=S、S=O、P=O等双键 的伸缩振动、部分含氢基团的变形振动吸收。
910 ~ 650 cm-1区域是烯烃、芳烃的C-H的面外弯曲振动吸 收位置，对结构敏感，吸收峰可用来确认化合物的顺反构 型或苯环的取代类型。
第三节 红外光谱解析
一、官能团区和指纹区
红外光谱
官能团区：4000~1300cm-1（1350） 2.5~7.7μm
指纹区：1300~600cm-1（1350~650） 7.7~16.7μm
官能团区：X-H的伸缩振动以及各种双键、叁键的伸缩 振动吸收峰出现的区域，此区域内峰较稀疏，是鉴定 工作最有价值的区域。
第三节 红外光谱
影响谱带位置（位移）因素
诱导效应
原子电负性的影响：一定极性的共价键中，不同电负性原子取代产生 振动频率发生变化。 无机化合物中，相同阴离子团与不同阳离子结合时，阴离子团的基本 频率受到影响。
键应力的影响
Si-O结合时，Si位于正四面体的中心，键角为109°28‘，但Si-O四面 体结合时，Si-O键角改变，引起键能变化，产生振动频率的位移。 孤立的Si-O结构中，伸缩振动频率小于1000cm-1 ，当两个Si-O四面 体结合时，形成Si-O-Si键，伸缩振动频率增大至1080cm-1 。
当红外辐射光照射到薄片上时，引起温度升高，TGS极化度 改变，表面电荷减少，相当于“释放”了部分电荷，经放大， 转变成电压或电流方式进行测量。 碲镉汞检测器（MCT检测器）是由宽频带的半导体碲 碲镉汞检测器 化镉和半金属化合物碲化汞混合形成，其组成为Hg1-xCdx Te ， x≈0.2，改变x值，可获得测量波段不同灵敏度各异的各种 MCT检测器。 5. 记录系统
红外光谱实验技术
发展历史
19世纪初发现红外线 20世纪初，单光束手动式仪器 1947，第一代以棱镜做色散元件的双光束红外光谱仪 问世 1960，第二代以光栅做色散元件的双光束红外光谱仪 投入使用 1978，第三代干涉型傅立叶变换红外光谱仪投入使用 近年，第四代激光红外光谱仪问世
红外光谱仪
测绘物质红外光谱的仪器称为红外光谱仪，又称红 外分光光度计，主要包括红外辐射源、色散元件、 检测器、放大器和记录系统。色散元件大致演变过 程为棱镜、光栅、干涉型傅立叶变换、激光器等阶 段。
高分子材料的研究分析和鉴别高聚物不同类型的高聚物及结构相近的高聚物定量测定聚合物的链结构聚合物反应的研究高聚物结晶过程的研究高聚物物理老化的研究高分子共混相溶性研究高聚物取向研究材料表面的研究红外附件技术??有机物方面有机物方面红外光谱红外光谱88个重要区段与有机物官能团特征频率个重要区段与有机物官能团特征频率特征频率区特征频率区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型伸缩振动区2不饱和ch伸缩振动区33003010烯烃和芳环3饱和ch伸缩振动区30002800区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型5羰基19001650伸缩振动区6双键16751500伸缩振动区烯烃和芳环7饱和ch面内弯曲振动区14751300指纹区指纹区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型8不饱和ch面外弯曲振动区1000650
第三节 红外光谱
例如：
3 4 5 6 7 8 9 10
3500 3000
1600 1400
1000
二、基本原理
当照射于分子的红外光的能量等于 分子基态与第一振动能级能量差值时， 分子便可吸收光能，产生跃迁，形成 红外光谱。
1、分子跃迁类型 能产生红外光谱的分子内原子的振动可 分为两类。伸缩振动和弯曲振动。伸缩振动是 原子沿着键轴伸长或缩短，振动时只有键长的 改变，而无键角的变化；弯曲振动是指组成化 学键两原子之一作垂直于价键方向的运动，引 起不同的吸收频率，产生不同的红外光谱。 见下图以亚甲基 （-CH2-）为例进行说明：
故有： 6(4-2)+11(1-2)+2(3-2)+1(1-2) U=1+———————————————— 2 =2
求得不饱和度后，再综合谱图上的各 种信息，给出具有一定分子式的所求物质 的初步结构式。
（3）分子结构的验证
据红外光谱推得的结构式后，一般还要 和标准谱图比较，如果一致，则证实推定 的分子结构是正确的。 红外光谱确定结构说起来倒是很容易， 但是实际工作起来并不简单，往往要和其 他手段结合起来,如与紫外、核磁共振等手 段相结合。所以红外光谱的解析需要逐步 积累经验，只有这样才能提高红外解析的 可靠性。
O
C H3 O CH3CH2 CH2 C H CH3 CH C H
(二) 引起k值变化的因素及其规律 1、S效应 化学键中,S成分增加，k值增加，ν值随增加。
键长
大
S成分
1/4 S 1/3 S
ν
νC-H (SP3) 2960 ~2870cm-1 νC-H (SP2) 3085 ~3025cm-1 νC-H (SP) 3330cm-1
红外光谱第1-3节
Ø叔酰胺没有NH伸缩或弯曲，只有羰基吸收。
14
15
16
17
8.羰基的强度和位置规律
羰基强度：酸 > 酯 > 醛酮 > 酰胺。 羰基频率规律如下： RCOX系统中X电负性越强，羰基吸收频率越高，由 于X的诱导效应，增强了羰基的双键性，所以羰基频率酰 氟 > 酰氯 > 酰溴 > 酯 > 酰胺。 Ø酰胺氮原子pπ共轭效应使羰基双键性减弱，羰基频率 小于酮； Ø酮的α位烷基σ键的超共轭效应使羰基双键性减弱，羰 基频率小于醛；
1 1 羰基19001600 cm ，双键16701600 cm 。
1 （4）1500625 cm 指纹区，单键的弯曲振动区。
1 1 1380 cm 用于鉴别偕二甲基的情况，1000670 cm 烯烃的面外弯曲振 1 动用于判断取代情况，600650 cm 苯环CH弯曲振动，用于判断苯环取代
28
2.5 红外图谱解析
2.5.1 红外光谱的分区
官能团区 范围 4000~1500cm 1 指纹区 1500~650cm –1
特点 高频区,峰稀疏,易辨认 低频区,峰密集, 影响大 用途 确定官能团及类型 确认有机物 (几何异构、芳环取代)
重键 CX单键 类型 (C=C,C=N,C=O,叁键) (X = C,N,O) XH键(X = C,N,O)
3
4
5
2. 羧酸和羧酸盐
1 OH伸缩振动：游离3550 cm ，缔合向低波数移动，在 1 32002500 cm 区形成宽而散的峰。游离的酸羰基吸收在1760 1 1 1 cm ，二聚体移至1710 cm 。OH面外摇摆920 cm 处宽峰。
第三节红外光谱
第三节红外光谱（I nf r ared Spectra, IR）红外光谱确实是测定有机物在用中红外区域波长的光（4000cm-1 ~ 400cm-1 ，μm~25 μm）照射时的吸收情形。
通过IR测定，能够得知一个化合物中存在哪些官能团。
还能够象鉴定指纹和照片那样，通过IR来辨别化合物。
特点：辨别化合物的特点键及其官能团，能提供大量的关于化合物的结构信息。
样品用量少、易回收，气、液、固态样品均适用、灵敏度高.谱图以波长(μm)或波数为(cm-1 )横坐标，表示吸收峰的位置。
波长和波数二者可互换: n (cm-1 )=104/ (μm)以透光度T%为纵坐标而形成。
表示吸收强度。
T↓，说明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
一、大体概念在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。
这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。
红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。
红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。
在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。
这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。
红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。
红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。
振动方程式k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能越高，k越大）m1和m2别离为化学键所连的两个原子的质量，单位为克即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频率）与键强度成正比，与成键原子质量成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大。
键的力常数k越大，红外吸收频率越大。
如：炔键/2150 cm－1，C=C /1650 cm－1，C －C /1200cm－1。
•组成化学键的原子质量越小，红外吸收频率越大。
•如：C－H/~3000 cm－1，C－C/1200 cm－1，C－O/1100 cm－1，C－Cl /800 cm－1，C－Br/550 cm－1。
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↑。
第三章_红外光谱PPT课件
红外光(0.76～1000μm)
λ(m) σ(cm-1)
0.78
3
30
300
12820
3333
333
33
近红外
中红外 远红外
精选课件
5
红外光谱分类及功能
(cm1) 104
精选课件(m)
6
1. 红外光谱的定义：
当样品受到频率连续变化的红外光照 射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其 振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产 生的分子振动和转动能级从基态到激发态 的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红 外光谱，又称为分子振动转动光谱。
不对称伸缩振动 精选课件
伸 缩 振 动 改 变 键 长
13
分子的振动方式
平面箭式弯曲振动 精选课件
弯 曲 振 动 改 变 键 角
14
分子的振动方式
平面摇摆弯曲振动 精选课件
弯 曲 振 动 改 变 键 角
15
分子的振动方式
平面外摇摆弯曲振动 精选课件
弯 曲 振 动 改 变 键 角
16
分子的振动方式
属CH3
2925cm-1(νas) 2850cm-1(νs)
属CH2
由两组峰
的强度可
大致判断
CH2和CH3 的比例
3000cm-1附近是否有吸收峰可
用于有机物和无机物的区分
精选课件
33
2500-2000cm-1
叁键的伸缩振动区，此区域内任何小 的吸收 峰都 应收起注意，它们都能提供 结构信息。
精选课件
如：在3200-3600 cm-1存在吸收峰，宽 而钝的峰常是-OH，而尖峰可能是氨基。
精选课件
39
4. 关联峰
红外光谱图
1-辛烯的红外光谱
（三）炔烃的特征吸收峰
R－CC-H
nC-H 3350cm-1（sh）
nCC
2260-2100cm-1（w）
结构对称的炔烃没有nCC吸收。
1-辛炔的红外光谱
（四）芳烃的特征吸收峰
n C-H
n芳骨架 dC-H
3100-3000cm-1（m）
1625～1575cm-1（s）
请完成习题：
318页 习题7，8，9
弯曲振动 dC-H 1480-1300cm-1
正辛烷的红外光谱
（二）烯烃的特征吸收峰
nC-H (=C-H) 3100-3010cm-1 (m) nC=C 1675-1635cm-1 (s)
RCH=CH2 dC-H/cm-1 990(s) （面外） 910(s)
R2C=CH2 890(s)
RCH=CHR' RCH=CHR' （顺式） （反式） 730-650(m) 970(s)
n个原子的分子有（3n-6)个振动自由度或 对线型分子来说有(3n-5）个振动自由度。 实际的红外吸收带数目，常少于振动自由 度的数目。
（二）键的振动频率和吸收峰位置
红外吸收峰的位置取决于各化学键的振动 频率。键的振动频率与组成化学键的原子 的质量和化学键的性质有关。
成键原子的质量越小，吸收峰的波数 就越高 键长越短，键能越高，吸收峰所在的 波数也越高
解析IR图谱应注意的事项
1．某吸收峰不存在可确信某官能团不存在，但
是吸收峰存在并不能完全确证该官能团存在
2．不可能对于光谱图中所有吸收峰一一归属
3．有些弱峰、肩峰对结构研究可提供重要线索
（二）应用实例
试根据其IR谱推测以下化合物C8H8O的结构式。
第3节 基团频率和特征吸收峰
CC
C-H
C=C
C=O C-C，C-N，C-O C-X
O-H（氢键）
S-H
N-H
P-H CN
N-O N-N C-F C=N
C-H，N-H，O-H 3500
化学 仪器分析
3000 2500 特征区
2000
1500
1000 500 指纹区
三、影响峰位变化的因素
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部
含 氢 化 学 键
伸 缩 振 动 变 形 振 动
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
伸缩
N-H 变形
游离 氢键
1690 cm-1 3500 cm-1 1620-1590 1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
HN H O
H O O C H3C O-H 伸缩
化学 仪器分析
OCH 3 2835 cm-1
HO 3705-3125 cm-1
（3）.振动偶合
分子中频率相近或相同的振动间的相互作用，使的一个 兰移，一个红移而分裂成两个峰，振动偶合效应越强，两个
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；
化学 仪器分析
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 ）
C-H
C=C
C=O C-C，C-N，C-O C-X
O-H（氢键）
S-H
N-H
P-H CN
N-O N-N C-F C=N
C-H，N-H，O-H 3500
化学 仪器分析
3000 2500 特征区
2000
1500
1000 500 指纹区
三、影响峰位变化的因素
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部
含 氢 化 学 键
伸 缩 振 动 变 形 振 动
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
伸缩
N-H 变形
游离 氢键
1690 cm-1 3500 cm-1 1620-1590 1650 cm-1 3400 cm-11650-1620
HN H O
H O O C H3C O-H 伸缩
化学 仪器分析
OCH 3 2835 cm-1
HO 3705-3125 cm-1
（3）.振动偶合
分子中频率相近或相同的振动间的相互作用，使的一个 兰移，一个红移而分裂成两个峰，振动偶合效应越强，两个
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；
化学 仪器分析
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 ）
第三章 红外光谱
不特征
胺
类别
键和官能团
C=O R-CHO C=O
拉
1750-1680 2720
伸
(cm-1)
说
明
醛、酮
羧酸
1770-1750（缔合时在1710） 气相在3550，液固缔合时在 3000-2500（宽峰） 1800 1860-1800 1735 1690-1650 3520，3380（游离）缔合降低100 2260-2210 1800-1750
1670（弱-无）
ห้องสมุดไป่ตู้
无
共轭烯烃
与烯烃同
向低波数位移，变宽
与烯烃同
吸收峰 振
动
化合物
C=C，CC，C=C-C=C C-H拉伸 （或伸缩） 苯环 3310-3300 一取代 对称 2140-2100弱 无
C-H弯析
炔烃
较强
非对称二取代2260-2190弱
700-600 强
芳烃
取代芳烃
3110-3010中
一、红外光谱的八个峰区
4000-1500cm-1区域又叫官能团区. 该区域出现的吸 收峰，较为稀疏，容易辨认. 1500-400cm-1区域又叫指纹区. 这一区域主要是： C－C、C－N、C－O 等单键和各种弯曲振动的
吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
二、重要官能团的红外特征吸收
C-H拉伸（或伸缩）
1600中 1500强
1580弱 1450弱-无
670弱 倍频 2000-1650 一取代770-730， 710-690强 二取代
同芳烃
同芳烃
邻- 770-735强 间- 810-750强 710-690中 对- 833-810强
泛频 2000-1660
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氨基酸，成内盐，3100～2100峰形宽。 1600、1400酸 根展，1630、1510碳氢弯。盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白 三千三。
矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。钝盐类，较简单，吸 收峰，少而宽。注意羟基水和铵，先记几种普通盐。 1100是硫酸根，1380硝酸盐， 1450碳酸根，一千左右看 磷酸。硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，
献2和度。
（1）含C,H,O或S化合物不饱和单位的计算方法
Ω= 2n+2－(分子中氢原子的数目) 2
n——碳原子数目
例如 苯乙酮的分子式为C8H8O,它的不饱和单位为:
Ω= 2×8+2-8 =5
2
O
O
N CH3
OCH3
Ω=5，说明分子中具有3个双键，一个环和一个羰基
羰基伸展一千七，2720定醛基。吸电效应波数高，共轭
则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。
二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽， 920，钝峰 显，羧基可定二聚酸、 酸酐千八来偶合，双峰60 严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。
羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰， 1600反对称， 1400对称峰。
胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三，叔胺无峰仲胺单， 伯胺双峰小而尖。 1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。八百 左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐 三千强峰宽， 仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺 盐，更可怜，2000左右才可见。
硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。 1350、1500，分为 对称反对称。
2n+2－x－(分子中氢原子的数目)
Ω=
2
n——碳原子数目；x——卤素原子数目
例如，对溴甲苯的分子式为C7H7Br,其不饱和度为：
2×7+2－1－7
Ω=
＝4
2
表示由3个双键及1个环 组成化合物
含C,H,O,N,X,S化合物不饱和度的计算
2n+2+m－x－(分子中氢原子的数目)
Ω=
2
n—碳原子数目；m—氮原子数目;x—卤素原子数目
1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与π键紧相连，二个吸 收要看准， 1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基， 碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧 乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右 最特征。缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。酸酐也有C－O 键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。
例：有一化合物的分子式为C7H11N2OSCl,其不饱和 度为：
Ω= 2×7+2+2－1－11 ＝3 2
IR解析——主要应用
1）鉴定物质类型
主要依据
无机物和有机物 不饱和烃
脂肪族和芳香族
2900 (νC－H )
3300～3000(ν≡C－Hν＝C－H )
1600～1450(多峰) (νC＝C ) 3100～3000(多峰) (ν＝C－H)
例： C9H8O2 = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
O C CH3
单键对不饱和度不产生影响，因此烷烃的不饱和 度是0（所有原子均已饱和）。
一个双键（烯烃、亚胺、羰基化合物等）贡献1个 不饱和度。
一个叁键（炔烃、腈等）贡献2个不饱和度。 一个环（如环烷烃）贡献1个不饱和度。环烯烃贡
芳烃呼吸很特征，1600～1430。 1650～2000， 取代方式区分明。 900～650，面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二 氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880 处孤立氢。
醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。C－O伸展吸收大， 伯仲叔醇位不同。 1050伯醇显，1100乃是仲， 1150叔 醇在，1230才是酚。
2）确定官能团(价键)
(1)注意信息的相互印证 (2)单＞凭17I0R0很(孤难立最) 终确 定是＜什17么00物(共质轭，)需要 27与20其O他=谱C－图H相(醛结)合。
烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰 强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，～1650会 出现。
烯氢面外易变形，1000以下有强峰。 910端基氢， 再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970；单 氢出峰820，干扰顺式难确定。
炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二 千二，炔氢摇摆六百八。
（2）含N化合物不饱和单位的计算方法
2n+2+m－(分子中氢原子的数目)
Ω= 2
n——碳原子数目；m——氮原子数目
例如，一阿扑芬生物碱的分子式为C19H19O3N,其不饱和 单位为：
Ω= 2×19+2+1－19 ＝11 2
表示由6个双键及5个环
CH3
Br
组成化合物
（3）含卤素化合物不饱和度的计算方法
1740酯羰基，何酸可看碳氧展。 1180甲酸酯， 1190是丙酸， 1220乙酸酯，1250芳香酸。 1600 兔耳峰，常为邻苯二甲酸。氮氢伸展三千四，每 氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰； N －H变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠， 仲酰固态1550；碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。
红外识谱不算难。
第三节 红外光谱在结 构解析中的应用
红外光谱解析一般程序
(1)了解样品来源及测试方法。 (2)求分子式与不饱和度。 (3)分析红外光谱图第一至六峰区，特征区。 (4) 确认某种基团的存在。 (5)分析红外光谱图的第七、八峰区，指纹区。 (6)提出化合物的可能结构。
分子的不饱和度
计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N， C），则可按下式进行不饱和度的计算：
= （2 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，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。
红外识谱歌
红外可分远中近，中红特征指纹区， 1300来分界， 注意横轴划分异。看图要知红外仪，弄清物态液固 气。样品来源制样法，物化性能多联系。
识图先学饱和烃，三千以下看峰形。 2960、2870 是甲基，2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯，1380 甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆 720，长链亚甲亦可辨。
矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。钝盐类，较简单，吸 收峰，少而宽。注意羟基水和铵，先记几种普通盐。 1100是硫酸根，1380硝酸盐， 1450碳酸根，一千左右看 磷酸。硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，
献2和度。
（1）含C,H,O或S化合物不饱和单位的计算方法
Ω= 2n+2－(分子中氢原子的数目) 2
n——碳原子数目
例如 苯乙酮的分子式为C8H8O,它的不饱和单位为:
Ω= 2×8+2-8 =5
2
O
O
N CH3
OCH3
Ω=5，说明分子中具有3个双键，一个环和一个羰基
羰基伸展一千七，2720定醛基。吸电效应波数高，共轭
则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。
二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽， 920，钝峰 显，羧基可定二聚酸、 酸酐千八来偶合，双峰60 严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。
羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰， 1600反对称， 1400对称峰。
胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三，叔胺无峰仲胺单， 伯胺双峰小而尖。 1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。八百 左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐 三千强峰宽， 仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺 盐，更可怜，2000左右才可见。
硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。 1350、1500，分为 对称反对称。
2n+2－x－(分子中氢原子的数目)
Ω=
2
n——碳原子数目；x——卤素原子数目
例如，对溴甲苯的分子式为C7H7Br,其不饱和度为：
2×7+2－1－7
Ω=
＝4
2
表示由3个双键及1个环 组成化合物
含C,H,O,N,X,S化合物不饱和度的计算
2n+2+m－x－(分子中氢原子的数目)
Ω=
2
n—碳原子数目；m—氮原子数目;x—卤素原子数目
1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与π键紧相连，二个吸 收要看准， 1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基， 碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧 乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右 最特征。缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。酸酐也有C－O 键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。
例：有一化合物的分子式为C7H11N2OSCl,其不饱和 度为：
Ω= 2×7+2+2－1－11 ＝3 2
IR解析——主要应用
1）鉴定物质类型
主要依据
无机物和有机物 不饱和烃
脂肪族和芳香族
2900 (νC－H )
3300～3000(ν≡C－Hν＝C－H )
1600～1450(多峰) (νC＝C ) 3100～3000(多峰) (ν＝C－H)
例： C9H8O2 = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
O C CH3
单键对不饱和度不产生影响，因此烷烃的不饱和 度是0（所有原子均已饱和）。
一个双键（烯烃、亚胺、羰基化合物等）贡献1个 不饱和度。
一个叁键（炔烃、腈等）贡献2个不饱和度。 一个环（如环烷烃）贡献1个不饱和度。环烯烃贡
芳烃呼吸很特征，1600～1430。 1650～2000， 取代方式区分明。 900～650，面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二 氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880 处孤立氢。
醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。C－O伸展吸收大， 伯仲叔醇位不同。 1050伯醇显，1100乃是仲， 1150叔 醇在，1230才是酚。
2）确定官能团(价键)
(1)注意信息的相互印证 (2)单＞凭17I0R0很(孤难立最) 终确 定是＜什17么00物(共质轭，)需要 27与20其O他=谱C－图H相(醛结)合。
烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰 强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，～1650会 出现。
烯氢面外易变形，1000以下有强峰。 910端基氢， 再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970；单 氢出峰820，干扰顺式难确定。
炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二 千二，炔氢摇摆六百八。
（2）含N化合物不饱和单位的计算方法
2n+2+m－(分子中氢原子的数目)
Ω= 2
n——碳原子数目；m——氮原子数目
例如，一阿扑芬生物碱的分子式为C19H19O3N,其不饱和 单位为：
Ω= 2×19+2+1－19 ＝11 2
表示由6个双键及5个环
CH3
Br
组成化合物
（3）含卤素化合物不饱和度的计算方法
1740酯羰基，何酸可看碳氧展。 1180甲酸酯， 1190是丙酸， 1220乙酸酯，1250芳香酸。 1600 兔耳峰，常为邻苯二甲酸。氮氢伸展三千四，每 氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰； N －H变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠， 仲酰固态1550；碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。
红外识谱不算难。
第三节 红外光谱在结 构解析中的应用
红外光谱解析一般程序
(1)了解样品来源及测试方法。 (2)求分子式与不饱和度。 (3)分析红外光谱图第一至六峰区，特征区。 (4) 确认某种基团的存在。 (5)分析红外光谱图的第七、八峰区，指纹区。 (6)提出化合物的可能结构。
分子的不饱和度
计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N， C），则可按下式进行不饱和度的计算：
= （2 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，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。
红外识谱歌
红外可分远中近，中红特征指纹区， 1300来分界， 注意横轴划分异。看图要知红外仪，弄清物态液固 气。样品来源制样法，物化性能多联系。
识图先学饱和烃，三千以下看峰形。 2960、2870 是甲基，2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯，1380 甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆 720，长链亚甲亦可辨。