常见官能团IR吸收
红外光谱 2
810-800 850-840 870-855
870
H 3000
CC 1600,1500
H
~ 743cm1
H 767,692 ~ 900
弯曲H 79（2 单峰）
四、各类化合物的红外特征光谱
4. X—H 弯曲振动区
指纹区(1300～600 cm-1 ) ,较复杂。
（1）－CH3，1380（强），特征吸收，可以用来 判断有无甲基的存在。
（2）－CH3的不对称弯曲和－CH2的剪式弯曲重叠： 1460
（3）－C－（CH3）2：两个甲基的弯曲振动相互 耦合，使1380的峰分裂为双峰：1370/1380；
注意：可判断有无醇、酚、羧酸等官能团。
（4）胺
－N—H 3700～3100 cm-1 －N—H 3500～3700 cm-1（游离） －N—H 3400～3100 cm-1（缔合）
注意：与—OH的伸缩谱带重叠，不易区 分。
2、三键伸缩：2500～1900 cm-1 （1）RC≡CH （2100～2140 cm-1 ） （2）C＝C＝C：1950 cm-1 （3）－N≡N：2310～2135 cm-1 特点：谱带较少
810-800 850-840 870-855
870
(1) 单取代
γ φ－H（双峰） ~ 750cm－（1 强） ~ 700cm－（1 较强）
(2) 双取代
γ φ－H ~ 750cm－1 （强，单峰） → 与单取代峰位重叠
γ φ －H（三峰） 810 ~ 750cm－（1 强） 725 ~ 680cm－（1 较强） 900 ~ 860cm－（1 中强）
ir(红外光谱)的原理
ir(红外光谱)的原理
红外光谱法（IR）的原理是：分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。
在红外线照射下，当辐射能量与分子振动、转动频率相一致时，被测物质分子会产生其特定的红外光谱，据此可鉴定出化合物中各种原子团。
IR具有测定快速、特征性强、试样用量少、操作简便等优点。
但是，红外光谱一般只提供物质分子中官能团的相关信息，而对于一些复杂化合物，特别是新化合物，单靠IR 检测技术并不能解决问题，需要与其他分析手段互相配合，才能确定分子结构。
如需了解更多关于IR的原理，建议查阅相关文献或咨询专业化学家。
红外吸收光谱(IR)的基本原理及应用
红外吸收光谱（IR）的基本原理及应用基本原理当红外光照射物质分子时，其具有的能量引起振动能级和转动能级的跃迁，不同的分子和基团具有不同的振动，根据分子的特征吸收可以鉴定化合物和分子的结构。
利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。
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，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大，红外谱带也越多。
红外光谱的应用（一）化合物的鉴定用红外光谱鉴定化合物，其优点是简便、迅速和可靠；同时样品用量少、可回收；对样品也无特殊要求，无论气体、固体和液体均可以进行检测。
有关化合物的鉴定包括下列几种：1、鉴别化合物的异同某个化合物的红外光谱图同熔点、沸点、折射率和比旋度等物理常数一样是该化合物的一种特征。
尤其是有机化合物的红外光谱吸收峰多达20个以上，如同人的指纹一样彼此各不相同，因此用它鉴别化合物的异同，可靠性比其它物理手段强。
如果二个样品在相同的条件下测得的光谱完全一致，就可以确认它们是同一化合物，例外较少。
但当二个图有差别时，情况较复杂，须考虑下列因素，方能作出正确的结论：A．同质异晶体：此为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相同，致使同质异晶体的固相红外光谱有差异，而在溶液中测的液相光谱应是相同的。
红外光谱频率与官能团特征吸收峰总结表
三、炔烃
在 IR 光谱中，炔烃基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。
1、σC C H 该振动吸收非常特征，吸收峰位置在 3300—3310 cm-1，中等强度。 σN-H 值与 σC-H 值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。
2、σ C C 一般
C C键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃 RC CH
σ C C 出现在 2140—2100 cm-1，二元取代炔烃在 2260—2190 cm-1，当两个取
代基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。当
处
于分子的对称中心时，σ C为C红外非活性。 3、σ C C H 炔烃变形振动发生在 680—610 cm-1。
四、芳烃
芳烃的红外吸收主要为苯环上的 C-H 键及环骨架中的 C=C 键振动所引起。
1、σC=O 1750~1735 cm-1 处出现（饱和酯 σC=O 位于 1740cm-1 处），受相邻基 团的影响，吸收峰的位置会发生变化。
2、σC-O 一般有两个吸收峰，1300~1150 cm-1，1140~1030 cm-1 十一、酰卤
σC=O 由于卤素的吸电子作用，使 C=O 双键性增强，从而出现在较高波数处， 一般在~1800cm-1 处，如果有乙烯基或苯环与 C=O 共轭，，会使 σC=O 变小，一 般在 1780~1740cm-1 处。 十二、酸酐
随着卤素原子的增加，σC-X 降低。如 C-F（1100~1000 cm-1）；C-C（l 750~700 cm-1）；C-Br（600~500 cm-1）；C-I（500~200 cm-1）。此外，C-X 吸收峰的频率 容易受到邻近基团的影响，吸收峰位置变化较大，尤其是含氟、含氯的化合物变 化更大，而且用溶液法或液膜法测定时，常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。 因此 IR 光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。 六、醇和酚 醇和酚类化合物有相同的羟基，其特征吸收是 O-H 和 C-O 键的振动频率。 1、 σO-H 一般在 3670~3200 cm-1 区域。游离羟基吸收出现在 3640~3610 cm-1， 峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于 3710 cm-1）。OH 是 个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，羟基形成氢键的缔合峰一 般出现在 3550~3200 cm-1。
官能团化合物的红外(FTIR)吸收峰特征总结
OH
气相（游离）：≈3550cm-1
液/固（二缔合体）：3200～2500cm-1（宽而散，以3000cm-1为中心。此吸收在2700～2500cm-1常有几个小峰，因为此区域其他峰很少出现，故对判断羧酸很有用，这是由于伸缩振动和变形振动的倍频及组合频引起）
羧酸
C=O
RCOOH：单体：1770～1750cm-1二缔合体：≈1710cm-1
CH2=CH━COOH：单体：～1720cm-1二缔合体：≈1690cm-1；ArCOOH：单体：1770～1750cm-1二缔合体：～1745cm-1
1.二缔合体C=O的吸收，由于氢键的影响，吸收位置向低波数位移
2.芳香羧酸，由于形成氢键及与芳环共轭两种影响，更使C=O吸收向低波数方向位移
NH2的面内变形振动：即酰胺Ⅱ带。此吸收较弱，并靠近νC=O。一般在1655～1590cm-1。
νC━N谱带：在1420～1400cm-1内有一个很强碳氮键伸缩振动的吸收带。在其它酰胺中也有此吸收。
NH2的摇摆振动吸收：伯酰胺在～1150cm-1有一个弱吸收，在750～600cm-1有一个宽吸收。
仲酰胺
官能团红外吸收峰特征
类别
键和官能团
拉伸
说明
卤代烃
C━F
C━CI
C━Br
C━I
1350～1100 cm-1（强）
750～700 cm-1（中）
700～500 cm-1（中）
610～485 cm-1（中）
1.如果同一碳上卤素增多，吸收位置向高波数位移
2.卤化物，尤其是氟化物与氯化物的伸缩振动吸收易受邻近基团的影响，变化较大
C━N
1º ≈1400cm-1（中）
有机化学红外光谱官能团对照表
有机化学红外光谱官能团对照表有机化学中的红外光谱（IR）是一种常用的分析方法，用于确定有机化合物中的特定官能团。
以下是部分常见的官能团及其对应的红外光谱波数（cm-1）：1.烷烃（Alkanes）：C-H 伸缩振动：3000-2800 cm-12.烯烃（Alkenes）：C=C 伸缩振动：1650-1590 cm-1C-H 弯曲振动：1450-1100 cm-13.芳香烃（Aromatics）：C=C 伸缩振动：1600-1500 cm-1C-H 面外弯曲振动：900-700 cm-14.醇（Alcohols）：O-H 伸缩振动：3600-3200 cm-1C-O 伸缩振动：1300-1050 cm-15.酚（Phenols）：O-H 伸缩振动：3650-3350 cm-1C-O 伸缩振动：1350-1250 cm-16.醚（Ethers）：C-O 伸缩振动：1250-1050 cm-17.醛（Aldehydes）：C=O 伸缩振动：1720-1680 cm-1C-H 弯曲振动：900-830 cm-18.酮（Ketones）：C=O 伸缩振动：1720-1680 cm-1C=C 伸缩振动：1650-1600 cm-19.羧酸（Carboxylic Acids）：O=C=O 伸缩振动：1725-1705 cm-1C-O 伸缩振动：1350-1250 cm-1请注意，这只是部分官能团的红外光谱波数，并不是全部。
每个官能团的红外光谱波数可能会因分子的具体结构而有所差异。
因此，在实际应用中，需要综合考虑红外光谱的峰位、峰形以及峰强等信息来确定具体的官能团。
不同官能团的红外吸收特征
环氧化合物有三个特征吸收带， 即所谓 的 8μ 峰、11μ 峰、12μ 峰
一般情况下，只用 IR 来判断醚是困难的，因为其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都 会在 1250～1100cm-1 范围内有强的 νC━O 吸收
C=O RCHO C=C━CHO ArCHO R2C=O
醛有 νC=O 和醛基质子 νCH 的两个特征吸收带 醛的 νC=O 高于酮。饱和脂肪醛
1685cm-1；芳香醛 νC=O1710～1695cm-1
νC=O1740～1715cm-1；α,β不饱和脂肪醛 νC=O1705～
醛基的在 2880～2650 cm-1 出现两个强度相近的中强 吸 收峰 ，一 般这 两个 峰在 ～ 2820cm-1 和 2740 ～
易受邻近基团的影响，变化较大
3. δC━CI 与 δC━H（面外）的值较接近
游离： 3650～3610 cm （峰尖， 强度不定） 1.缔合体峰形较宽（缔合程度越大， 分子内缔合： 3500～3000 cm-1 分子间缔合： 二聚：3600～3500 cm
-1 -1
峰越宽，越向低波数移）
2. 一般羟基吸收峰出现在比碳氢吸
νasC
s as 脂肪族醚中 ν C━O━C 太小， 只能根据 ν C
━O━C
）
━O━C
来判断
Ph━O━R、Ph━O━Ph、R━C=C━
芳香族和乙烯基醚
1310 ～ 1020cm-1 （ 1075～1020cm-1（
νasC
O━R'都具有
━O ━ C
νasC
━O━C
s 和 ν C━O━C
） （强）
吸收带。 由于 O 原子未共用电子对与 苯环或烯键的 p-π 共轭，使=C━O 键级升高，键长缩短，力常数增加， 故伸缩振动频率升高 饱和六元环醚与非环醚谱带位置接近。
各官能团的特征吸收峰
以下为各官能团的特征吸收峰：1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm^-1），C-H弯曲振动（1465-1340cm^-1），一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm^-1以下，接近3000cm^-1的频率吸收。
2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm^-1），C=C伸缩(1675~1640cm^-1)，烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。
3.炔烃：伸缩振动（2250~2100cm^-1），炔烃C-H伸缩振动（3300cm^-1附近）。
4.芳烃：3100~3000cm^-1芳环上C-H伸缩振动，1600~1450cm^-1C=C骨架振动，880~680cm^-1C-H面外弯曲振动。
芳香化合物重要特征:一般在1600，1580，1500和1450cm^-1可能出现强度不等的4个峰。
880~680cm^-1，C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中,常常用此频区的吸收判别异构体。
5.醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收，O-H自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600cm^-1，为尖锐的吸收峰，分子间氢键O-H伸缩振动：3500~3200cm^-1，为宽的吸收峰；C-O伸缩振动：1300~1000cm^-1，O-H面外弯曲:769-659cm^-16.醚:特征吸收:1300~1000cm^-1的伸缩振动，脂肪醚：1150~1060cm^-1一个强的吸收峰，芳香醚：两个C-O伸缩振动吸收：1270~1230cm^-1（为Ar-O伸缩），1050~1000cm^-1（为R-O伸缩）。
7.醛和酮:醛的主要特征吸收:1750~1700cm^-1（C=O伸缩），2820，2720cm^-1（醛基C-H 伸缩），脂肪酮:1715cm^-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。
8.羧酸：羧酸二聚体:3300~2500cm^-1宽,强的O-H伸缩吸收，1720~1706cm^-1C=O吸收，1320~1210cm^-1C-O伸缩，20cm^-1成键的O-H键的面外弯曲振动。
官能团化合物的红外(FTIR)吸收峰特征总结
六元双氧环1124 878
六元单氧环1098 813
五元单氧环1071 913
四元单氧环983 1028
三元单氧环839 1270
饱和六元环醚与非环醚谱带位置接近。环减小时，νasC━O━C频率降低，而νasC━O━C频率升高
环氧化合物8μ峰1280～1240cm-1
11μ峰950～810cm-1
酯
C=O
1735cm-1（强）
1.在1300～1050cm-1区域有两C━O伸缩振动吸收，其中波数较高的吸收峰比较特征，可用于酯的鉴定
2.芳香酯在1605～1585cm-1区域还有一个特征的环振吸收峰
>C=C━COOR或ArCOOR的C=O吸收因与C=C共轭移向低波数方向，在≈1720cm-1区域━COOC=C<或RCOOAr结构的C=O则向高波数方向位移，在≈1760cm-1区域吸收
环酮中νC=O随张力的增大波数增大
α二酮R━CO━CO━R'在1730～1710cm-1有一强吸收。β二酮R━CO━CH2━CO━R'有酮式和烯醇式互变异构体。酮式中因两个羰基偶合效应，在在1730～1690cm-1有两个强吸收；烯醇式中在1640～1540cm-1出现一个宽且很强的吸收
C━CO━C面内弯曲振动
12μ峰840～750cm-1
环氧化合物有三个特征吸收带，即所谓的8μ峰、11μ峰、12μ峰
一般情况下，只用IR来判断醚是困难的，因为其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会在1250～1100cm-1范围内有强的νC━O吸收
醛、酮
醛、酮
C=O
1750～1680cm-1
鉴别羰基最迅速的一个方法
RCHO
C━O
最新总结-红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析
红外波谱分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。
整个红外谱图可以分为两个区，4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单但具有强烈的特征性，1350~650处指纹区。
通常，4000~2500 处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H键的伸缩振动吸收带，在2500-1900 波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：-y, - gN, -C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O 等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处，有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰, 因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大, 分子结构稍有不同, 吸收也会有细微的差别, 所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱C伸缩振动，S面内弯曲振动，丫面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、（T C-H在2975—2845 cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、S C-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H 的（T as,后者归因于甲基C-H的（T s。
1380 cm-1峰对结构敏感，对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
最全的官能团化合物的红外吸收峰特征
1o≈1400cm-1（中）
伯酰胺
νNH：NH2的伸缩振动吸收在3540～3180cm-1有两个尖的吸收带。当在稀的CHCI3中测试时，在3400～3390cm-1和3530～3520cm-1出现。
νC=O：即酰胺Ⅰ带。由于氮原子上未共用电子对与羰基的p-π共轭，使νC=O伸缩振动频率降低。出现在1690～1630cm-1。
羧酸
C=O
RCOOH ： 单体：1770～1750cm-1
二缔合体：≈1710cm-1
CH2=CH━COOH ： 单体：～1720cm-1
二缔合体：≈1690cm-1
ArCOOH ： 单体：1770～1750cm-1
二缔合体：～1745cm-1
1.二缔合体C=O的吸收，由于氢键的影响，吸收位置向低波数位移
N━H
1o在无极性稀的溶液：
≈3520cm-1和～3400cm-1
1o在浓溶液或固态：
≈3350cm-1和≈3180cm-1
N━H的弯曲振动吸收在1640cm-1和1600cm-1是一级酰胺的两个特征吸收峰
2o游离：≈3400cm-1
2o缔合体（固态）：≈3300cm-1
N━H的弯曲振动吸收在1550cm-1～1530cm-1区域
C━C（O）
脂肪酰卤在965～920cm-1，芳香酰卤在890～850cm-1。芳香酰卤在1200cm-1还有一吸收。
酰胺
C=O
一级酰胺RCONH2 游离：≈1690cm-1（强） 缔合体：≈1650cm-1
二级酰胺RCONHR'游离：≈1680cm-1（强） 缔合体：≈1650cm-1（强）
三级酰胺RCONR'R"≈1650cm-1（强）
最全的官能团化合物的红外吸收峰特征
环氧化合物有三个特征吸收带，即所谓的8μ峰、11μ峰、12μ峰
一般情况下，只用IR来判断醚是困难的，因为其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会在1250～1100cm-1范围内有强的νC━O吸收
醛、酮
醛、酮
C=O
1750～1680cm-1
鉴别羰基最迅速的一个方法
RCHO
酯
C=O
1735cm-1（强）
1.在1300～1050cm-1区域有两C━O伸缩振动吸收，其中波数较高的吸收峰比较特征，可用于酯的鉴定
2.芳香酯在1605～1585cm-1区域还有一个特征的环振吸收峰
>C=C━COOR或ArCOOR的C=O吸收因与C=C共轭移向低波数方向，在≈1720cm-1区域
━COOC=C<或RCOOAr结构的C=O则向高波数方向位移，在≈1760cm-1区域吸收
酸酐
酸酐
C=O
1860～1800cm-1（强）
1800～1750cm-1（强）
1.反对称、对称的两个C=O伸缩振动吸收峰往往相隔60cm-1左右
2.对于线性酸酐，高频峰较强于低频峰，而环状酸酐则反之
C━O
1310～1045cm-1（强）
各类酸酐在1250cm-1都有一中强吸收
饱和脂肪酸酐：1180～1045cm-1
2.羰基与苯环共轭时，芳环在1600cm-1区域的吸收峰分裂为两个峰，即在～1580cm-1位置又出现一个新的吸收峰，称为环振吸收峰
醛
醛有νC=O和醛基质子νCH的两个特征吸收带
醛的νC=O高于酮。饱和脂肪醛νC=O1740～1715cm-1；α,β不饱和脂肪醛νC=O1705～1685cm-1；芳香醛νC=O1710～1695cm-1
波谱分析教程(第二版)课件4.IR第一节
教学基本要求：
了解红外及拉曼光谱的基本原理及异同点，理解红外 光谱的产生和拉曼位移的产生； 了解红外光谱定量分析的基本依据和定量分析方法； 掌握分子的基本振动形式及影响基本振动频率的因素； 掌握官能团的特征频率极影响频率的因素，利用红外 光谱进行有机结构分析的方法。
引言
红外光谱（infrared spectroscopy, IR）是研
饱和C-H ν频率区 铵盐ν频率区 X-H ν频率区（X=B、P、S、Si）
3350~3000
3000~2700 3100~2250 2650~2000
三键ν频率区
双键ν频率区 饱和C-H 面内δ频率区 不饱和C-H面外δ频率区
2300~1900
1950~1500 1500~1350 1000~650
用“τ”表示
基团的键角不 发生变化，基 基团的键角交替 团只是作为一 发生变化 个整体在分子 的对称平面内 左右摇摆
两个H原子核 在垂直于纸面 的方向上振动， 两个H原子核 且运动方向相 运动方向相反 同---同时向纸 面的同一侧运 动
3
多原子分子的振动
分子振动时，分子中原子的基本振动数目称该分子的振动 自由度。一个原子在空间的位置可用x、y、z三个坐标表示，
式中 V---振动量子数，其值为0，1，2，3…
K
E0为振动基态；
E1为第一振动激发态；
E2为第二振动激发态；余类推。
3
振动能级跃迁与红外吸收光谱
两个相邻振动能级间的能量差ΔEV可由下式确定：
EV E(V 1) EV h hc
当光子的能量hν`与振子的跃迁能相等，即：
h ` hc ` EV h hc
IR光谱法
IR光谱法 26
FTIR：无色散元件 Michelson干涉仪 光源——干涉仪 算机进行FT
代替
色散元件 计
试样——检测（干涉图）
红外光谱图
27
Michelson干涉仪
d1 d2
IR光谱法 28
动镜移动距离 d2-d1
0 1/4λ 1/2λ „„ n.1/4λ （n奇数） n.1/4λ （n偶数）
→鉴定分子结构组成或基团
（复杂结构→+UV-Vis、MS、NMR„..） （3）定量：A=ε l c, A=∑ε
i
l ci
（4）IR较UV-Vis：峰较窄，特征性较强；气、液、固均可测，
量少，快速
IR光谱法 4
5.2 基本原理
一、 产生IR吸收的条件
1. h（ע红外光）= △Ev 例： 双原子分子纯振动 Ev=(v+1/2)h ע ע:分子振动频率；h: P常数；v:振动量子数，0，1，2„ 所有相邻的振动能级差均相等：Δ Ev=h ע
5.1 概述 5.2 基本原理 5.3 IR光谱仪 5.4 IR光谱法的应用 5.5 激光Raman光谱
1
5.1 概 述
IR — 分子吸收光谱 UV-Vis与IR的比较： UV-Vis：分子 吸收hv(UV/Vis) 价电子在不同的电子能级 (Ee+Ev+Er)之间跃迁
主要研究
UV-Vis吸收谱（A或T-λ )
面外变形:
非平面摇摆ω 扭曲振动η
K（变形） < K（伸缩） ζ（变形）< ζ（伸缩）
IR光谱法 10
3．基本振动的理论数
简正振动数 基频吸收带 分子由n个原子组成，每个原子3个自由度xyz → 3n自由度 （运动状态）。
总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰分析
红外波谱分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位置会出现吸收。
相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。
常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区，4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单但具有强烈的特征性，1350~650处指纹区。
通常，4000~2500处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H 键的伸缩振动吸收带，在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：- C≡C-，- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处，有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大，分子结构稍有不同，吸收也会有细微的差别，所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱σ伸缩振动，δ面内弯曲振动，γ面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845 cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、δC-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H 的σas，后者归因于甲基C-H的σs。
1380 cm-1峰对结构敏感，对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380 cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475 cm-1。
最全的官能团化合物的红外吸收峰特征
1750～1680cm-1
鉴别羰基最迅速的一个方法
醛、酮
RCHO
C=C━CHO
ArCHO
R2C=O
C=C━C(R)=O
ArRC=O
1740～1720cm-1（强）
1705～1680cm-1（强）
1717～1695cm-1（强）
1725～1705cm-1（强）
1685～1665cm-1（强）
1700～1680cm-1（强）
C━O
1200～1100±5 cm-1
1.这也是分子中含有羟基的一个特征吸收峰
2.有时可根据该吸收峰确定醇的级数，如：
三级醇：1200～1125cm-1
二级醇、烯丙型三级醇、环三级醇：1125～1085cm-1
一级醇、烯丙型二级醇、环二级醇：1085～1050cm-1
伯醇νC━O1070～1000cm-1
伯醇δOH1500～1260cm-1
仲醇δOH1350～1260cm-1
叔醇δOH1410～1310cm-1
━OH的面内变形振动在，吸收位置与醇的类型、缔合状态、浓度有关（稀释时稀释带移向低波数）
在解谱时要注意，H2O和N上质子的伸缩振动也会在━OH的伸缩振动区域出现，如H2O的νOH在～3400 cm-1，νNH会在3500～3200 cm-1出峰
C━C━C(O)面内弯曲振动
脂肪醛在695～665cm-1有此中
C━C=O面内弯曲振动
脂肪醛在535～520cm-1有一强谱带，当α位有取代基时则移动到565～540cm-1
酮
酮的特征吸收为νC=O，常是第一强峰。饱和脂肪酮的νC=O在1725～1705cm-1
醚
C━O
脂肪族醚
IR吸收峰口诀
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。
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。
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。
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。
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。