常见基团红外光谱特征频率解读
红外各基团特征峰对照表
红外各基团特征峰对照表在化学和材料科学领域,红外光谱是一种非常重要的分析技术,它能够帮助我们了解分子的结构和化学键的信息。
而红外各基团特征峰对照表则是解读红外光谱的关键工具。
红外光谱的原理是基于分子对红外光的吸收。
当红外光照射到分子上时,分子中的某些化学键会吸收特定频率的红外光,从而产生吸收峰。
这些吸收峰的位置和强度与分子中的基团类型、化学键的性质以及分子的环境等因素密切相关。
下面是一些常见基团的红外特征峰范围及对应的振动类型:一、羟基(OH)自由羟基(如醇中的羟基)的伸缩振动通常出现在 3650 3600 cm⁻¹范围内,形成一个较窄且强的吸收峰。
而形成氢键的羟基(如羧酸中的羟基),其伸缩振动则向低波数移动,一般在 3550 3200 cm⁻¹之间,吸收峰变宽且强度增加。
二、羰基(C=O)醛酮中的羰基伸缩振动吸收峰通常在 1740 1720 cm⁻¹左右。
羧酸及其衍生物中的羰基由于受到共轭等因素的影响,吸收峰位置会有所变化。
例如,羧酸中的羰基吸收峰出现在 1710 1680 cm⁻¹;酯中的羰基吸收峰在 1735 1720 cm⁻¹;酰胺中的羰基吸收峰则在 1690 1630 cm⁻¹。
三、氨基(NH₂)氨基的伸缩振动分为对称和不对称两种。
伯胺中氨基的不对称伸缩振动出现在 3500 3300 cm⁻¹,对称伸缩振动在 3400 3200 cm⁻¹。
仲胺中的氨基伸缩振动吸收峰相对较弱,且位置略低。
四、碳碳双键(C=C)烯烃中的碳碳双键伸缩振动吸收峰一般在 1680 1620 cm⁻¹。
但如果双键与芳环共轭,吸收峰位置会向低波数移动。
五、碳碳三键(C≡C)炔烃中的碳碳三键伸缩振动吸收峰通常在 2260 2100 cm⁻¹,是一个相对尖锐的吸收峰。
六、醚键(COC)醚键的不对称伸缩振动在 1300 1000 cm⁻¹范围内,通常表现为较强的吸收峰。
总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读
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。
红外光谱的特征频率区
红外光谱的特征频率区
红外光谱是一种用于分析物质结构和化学键的技术,它涉及在红外区域(波长大约为0.78-1000微米)的电磁辐射。
红外光谱可以提供关于分子内部振动和转动的信息,因此不同功能团和化学键通常在红外光谱中具有特征频率。
以下是一些常见的化学键和它们在红外光谱中的特征频率区间:- O-H 键:范围在3200-3650 cm⁻¹
- N-H 键:范围在3200-3500 cm⁻¹
- C-H 键:范围在2850-3300 cm⁻¹
- C=O 键:范围在1650-1750 cm⁻¹
- C=C 键:范围在1600-1680 cm⁻¹
- C≡C 键:范围在2100-2260 cm⁻¹
- C-O 键:范围在1000-1300 cm⁻¹
- C-N 键:范围在1000-1350 cm⁻¹
需要注意的是,这些频率区间仅提供了一般指导,并且可能因分子环境、取样方式以及实验条件的不同而有所变化。
红外光谱通常以波数(cm⁻¹)表示频率,而不是以波长表示。
因此,在解读和分析红外光谱时,重要的是注意特定功能团或化学键的频率范围和强度。
基团的红外吸收频率
基团的红外吸收频率基团的红外吸收频率是有机化学中的一个重要概念,它指的是分子中化学键振动所产生的红外辐射能量。
基团的不同种类和结构决定了它们的红外吸收频率,因此可以通过红外光谱分析来确定分子中基团的种类和结构。
本文将介绍几种常见的基团及其对应的红外吸收频率。
羰基是有机化合物中最常见的基团之一,它包括酮和醛两种类型。
酮的羰基C=O键振动频率通常在1700-1750 cm-1之间,而醛的羰基C=O键振动频率则更高,通常在2700-2820 cm-1之间。
这是因为醛中羰基周围存在着C-H键的拉伸振动,导致其红外吸收频率增加。
羧基是另一种常见的有机化合物基团,它包括羧酸和酯两种类型。
羧酸中羧基C=O键振动频率通常在1680-1725 cm-1之间,而酯中羧基C=O键振动频率则更低,通常在1735-1750 cm-1之间。
这是因为酯中羧基周围存在着C-O键的伸缩振动,导致其红外吸收频率降低。
氨基是有机化合物中含氮基团的一种,它包括氨基和胺基两种类型。
氨基中N-H键振动频率通常在3300-3500 cm-1之间,而胺基中N-H键振动频率则更低,通常在3200-3300 cm-1之间。
这是因为胺基中氮原子周围存在着更多的碳原子,导致其N-H键振动受到更多的阻尼。
苯环是由六个碳原子构成的环状结构,它是有机化合物中最常见的环状结构之一。
苯环中C-H键振动频率通常在3000-3100 cm-1之间,而苯环中C=C键振动频率则在1600-1620 cm-1之间。
这是因为苯环中C-H键周围存在着π电子云,导致其振动受到更多的阻尼。
以上介绍了几种常见的有机化合物基团及其对应的红外吸收频率。
通过红外光谱分析,我们可以确定分子中基团的种类和结构,从而更好地理解有机化学反应的机理和过程。
红外图谱特征
一、基团频率区和指纹区(一)基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1800cm-1 (1300 cm-1 )~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 (1300 cm-1 )~600 cm-1 区域内,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的谱带。
这种振动与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域:LT7U 键或芳香核共轭时,该峰位移到2220~2230 cm-1附近。
若分子中含有C、H、N原子,-C ≡N基吸收比较强而尖锐。
若分子中含有O原子,且O原子离-C ≡N 基越近,-C ≡N基的吸收越弱,甚至观察不到。
1900~1200 cm-1为双键伸缩振动区该区域重要包括三种伸缩振动:①C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm-1 ,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰。
②C=C伸缩振动。
烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620 cm-1 ,一般很弱。
单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm-1和1500 cm-1附近,有两个峰,这是芳环的骨架结构,用于确认有无芳核的存在。
③苯的衍生物的泛频谱带,出现在2000~1650 cm-1范围,是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收,虽然强度很弱,但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上是有用的。
(二)指纹区d 1. 1800(1300)~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O 等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。
总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读
3、tC H炔烃变形振动发生在680—610cm-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。芳族 化合物主要有三种特征吸收。
1、tArH芳环上C-H吸收频率在3100~3000cm-1附近,有较弱的三个峰,特征
愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475cm-1。
异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1叔丁 基1380cm-1裂分1395cm-1、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两 倍,在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
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、(TC亥振动吸收非常特征,吸收峰位置在3300—3310cm-1,中等强度。cNH值与tGH值相同,但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别。2、tC—般C键
的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃tC C出现在2140-2100cm-1,二元取代
六、醇和酚
醇和酚类化合物有相同的羟基,其特征吸收是0-H和C-O键的振动频率。
1、(tO-H一般在3670~3200cm-1区域。游离羟基吸收出现在3640~3610cm-1,峰形尖锐,无干扰,极易识别(溶剂中微量游离水吸收位于3710cm-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
收峰的位置的变化不如0H那样显著,引起向低波数方向位移一般不大于100cm-
1、伯胺3500~3300cm-1有两个中等强度的吸收峰(对称与不对称的伸缩振动吸 收),仲胺在此区域只有一个吸收峰,叔胺在此区域内无吸收。
的总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读汇报
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。
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仲酰胺-conh-仲酰胺仲c=o与nh可以分别位于分子键的同侧或异测,因而有顺式和反式之别,顺式比反式频率低,由于含量不同,两峰强度可能相差较大nh3500~3400反式3460~3400顺式3440~3420顺式和反式3100~3070nh2平面变角振动的倍频c=o1700~1670酰胺吸收带1,当n上有吸电子取代基时,c-o频率向高频位移δn-h键状1550~1510环状1430酰胺吸收带2c-n1260酰胺吸收带3γn-h700酰胺吸收带4氮氮双键烷基偶氮化合物1575~1555vn=n伸缩反式芳香偶氮化合物1440~1410弱n=n伸缩顺式芳香偶氮化合物约1510弱n=n伸缩芳烃芳烃=c-h和环c=c伸缩振动=c-h3080~3010m出现一组谱峰(3-4个)=c-h-c=c-1625~1590v通常在大约1600处1590~1575v若共轭在1580出现强谱带1520~1470v有吸电子基团取代时通常在大约1470,有给电子基团取代时通常在大约15101465~1430v芳环上=c-h非平面变角振动频率1,4-二取代860-800vs羟基羟基o-h伸缩振动游离o-h3670~3580v尖峰,oh伸缩氢键缔合o-h3550~3230m-s通常峰形宽,振动频率与浓度有关(分子间)氢键缔合o-h3590~3400v通常峰形窄,振动频率与浓度无关(分子内)螯合o-h3200~2500v通常峰形宽,振动频率与浓度无关羟基o-h变形振动伯、伯醇1350~1260s面内变形叔醇1410~1310s面内变形醇700~600宽,面外变形羧基-cooh中oh伸缩振动3560~3500(单体)m-w气态或非极性稀溶液中,以单体形式存在3000~2500(二聚体)m一组非常特征的宽吸收带,-cooh中c=o伸缩振动;饱和脂肪族羧酸1800~1740(单体)1725~1740(二聚体)芳香族羧酸1700~1680(二聚体)α,β-不饱和脂肪族羧酸1715~1690(二聚体)分子内氢键羧酸1680~1650-coo-1610~15501420~1400含氯基团c-cl760~505s450~250s氯甲酸酯约690sRo-cocl485~470s胺胺n-h伸缩振动伯胺,-nh23550~3330w-m(稀溶液光谱)3450~3250w-m仲胺(脂肪族)-nh3500~3300w仲胺(芳香族)-nh3450~3400m胺n-h变形振动伯胺1650~1580m-s其主峰在3000,低频一侧存在许多小的副峰,副峰中最强的在2650,高频一侧的吸收是由强烈缔合的oh伸缩振动产生的。
主要基团的红外特征吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰红外光谱是一种常用的分析方法,可用于确定分子中不同基团的存在与否以及它们的结构。
每个基团在红外光谱上都有特征吸收峰,通过分析这些吸收峰的位置和强度,可以确定分子中不同基团的类型和数量。
本文将介绍一些常见主要基团的红外特征吸收峰。
1. 羧基(COOH):羧基是有机化合物中常见的一个基团,其红外吸收峰通常出现在1700-1750 cm-1范围内。
这个吸收峰的强度通常较高,特征明显。
2. 羰基(C=O):羰基是许多有机化合物中都存在的一个重要基团,其红外吸收峰通常出现在1650-1750 cm-1范围内。
酮和醛中的羰基吸收峰位置大致相同,但醛的吸收峰强度通常较高。
3. 羟基(OH):羟基是醇、酚和羧酸等化合物中的一个常见基团,其红外吸收峰通常出现在3200-3600 cm-1范围内。
醇中的羟基吸收峰位置比酚和羧酸中的羟基吸收峰位置更低。
4. 氨基(NH2):氨基是氨和氨基酸等化合物中的一个重要基团,其红外吸收峰通常出现在3300-3500 cm-1范围内。
氨基的吸收峰呈现为两个峰,其中一个位于3200-3400 cm-1范围内,另一个位于1500-1600 cm-1 范围内。
5. 烷基(C-H):烷基是烷烃(如甲烷、乙烷等)中的基团,其红外吸收峰通常出现在2850-3000 cm-1范围内。
饱和烃的烷基呈现为一个宽而强烈的吸收峰,不饱和烃的烷基吸收峰会显示出分裂。
6. 苯环的C-H:苯环的C-H键是芳香化合物中的一个重要基团,其红外吸收峰通常出现在3020-3100 cm-1范围内。
这个吸收峰是一个强而尖锐的峰。
以上所列举的是一些常见的主要基团的红外特征吸收峰,它们在红外光谱分析中起着重要的作用。
当我们测试一个化合物的红外光谱时,可以通过与这些特征吸收峰的对比来确定分子中存在哪些基团,并据此推测化合物的结构。
需要指出的是,红外光谱的解读需要综合考虑各个吸收峰的位置、强度和形状,因此在实际分析中还需进一步结合其他信息进行准确定性的判断。
红外光谱的特征峰区
烯:3090~3010(m)
芳环:~3030
饱和C━H伸缩振动区域
3000~2800
C━H伸缩
烷烃:
━CH3:2962±10(s)
2872±10(s)
━CH2:2926±10(s)
2853±10(s)
3000cm-1为ν=C━H饱和与不饱和的分界线( 的ν=C━H吸收在3050 cm-1处)
1790~1740(s)
酰卤:1815~1770(s)
酯:1750~1735(s)
醛:1740~1720(s)
酮1725~1705(s)
酸:1725~1700(s)
酰胺:1690~1630(s)
酸酐两峰相距60 cm-1
双键伸缩振动区域
1675~1500
C=C伸缩
烯:1680~1620(v)
芳环:1600(v);1580(m)
3个相邻氢原子:810~750(vs)
2个相邻氢原子:860~800(vs)
1个氢原子:900~860(m)
≡C━H面外外弯曲
炔665~625(s)
叁键和累积双键伸缩振动区域
2400~2100
C≡C伸缩
炔:RC≡CH 2140~2100(s)
RC≡CR'2260~2190(vw)
C≡N伸缩
腈2260~2240(m)
━N=C=O
伸缩
异氰酸酯2275~2240(s)
━O=C=O
伸缩
烯酮~2150
羰基伸缩振动区域
1900~1630
C=O伸缩
酸酐:1850~1800(s)
N━H伸缩
胺1º:3500(m)和3400(m)
2º:3500~3300(m)
红外主要官能团对应谱图
红外主要官能团对应谱图各种基团都有其独特的红外光谱特征,这些特征可以用于鉴定化合物的结构和组成。
下面列出了主要基团的红外特征吸收峰。
一、烷烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、CH伸(反称)、CH伸(对称)、CH弯(面内)和C-C伸等。
这些振动类型的波数范围分别为3000~2843 cm-1、2972~2880 cm-1、2882~2843 cm-1、1490~1350 cm-1和1250~1140 cm-1.二、烯烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C=C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为3100~3000 cm-1、1695~1630 cm-1、1430~1290cm-1和1010~650 cm-1.此外,单取代和双取代烯烃类基团的吸收峰也有所不同,顺式和反式烯烃类基团的吸收峰也有所不同。
三、炔烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C≡C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2270~2100 cm-1、1260~1245 cm-1、645~615 cm-1和3100~3000 cm-1.四、取代苯类基团的红外特征吸收峰包括泛频峰、骨架振动(νC=C)、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2000~1667 cm-1、1600±20 cm-1、1500±25 cm-1和1450±20 cm-1.此外,单取代、邻双取代、间双取代和对双取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同,1,2,3-三取代、1,3,5-三取代和1,2,4-三取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同。
总之,红外光谱分析是一种非常有用的手段,可以用于鉴定化合物的结构和组成。
各种基团的红外特征吸收峰可以提供重要的信息,帮助我们更好地理解化学反应和分析化合物。
以下是格式错误已经删除的文章:CH弯(面外)的取代位置有很多种,其中包括1,2,3,4四个取代位和1,2,4,5四个取代位等。
红外吸收光谱特征峰,史上最全
表典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。
中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每个区域又可以分为若干个波段。
官能团区官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm-1,又可以分为四个波段。
★4000~2500cm-1为含氢基团x—H(x为O、N、C)的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收●醇、酚中O—H:3700~无缔合的O—H在高一侧,峰形尖锐,强度为s3200cm-1,缔合的O—H在低一侧,峰形宽钝,强度为s●羧基中O—H:3600~2500无缔合的O—H在高一侧,峰形尖锐,强度为scm-1,缔合可延伸至2500 cm-1,峰非常宽钝,强度为s●N—H: 3500~3300伯胺有两个H,有对称和非对称两个峰,强度为s—mcm-1,叔胺无H,故无吸收峰●C—H:<3000 cm-1为饱和C:~2960 cm-1 (),~2870 cm-1 ()强度为m-s~2925 cm-1 (),~2850 cm-1 () 强度为m-s~2890 cm-1强度为w>3000 cm-1为不饱和(及苯环上C-H)3090~3030 cm-1强度为mC:~3300 cm-1强度为m强度为m-s●醛基中C—H:~2820及~2720两个峰★2500~2000 cm-1为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰,主要包括-C≡C-、-C≡N叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收。
在此波段区中,还有S—H、Si—H、P—H、B—H的伸缩振动。
★2000~1500 cm-1为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比较重要的区域,主要包括以下几种吸收峰带。
●C=O伸缩振动,出现在1960~1650 cm-1,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收峰,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物。
红外光谱的特征峰区
烯:3090~3010(m)
芳环:~3030
饱和C━H伸缩振动区域
3000~2800
C━H伸缩
烷烃:
━CH3:2962±10(s)
2872±10(s)
━CH2:2926±10(s)
2853±10(s)
3000cm-1为ν=C━H饱和与不饱和的分界线( 的ν=C━H吸收在3050 cm-1处)
1500(v);1450(m)
C=N伸缩
亚胺、肟1690~1640(v)
N=N伸缩
偶氮1630~1575(v)
饱和C━H面内弯曲振动区域
1475~1300
C━H面内弯曲
烷烃:
CH3:1470~1430(m)
1380~1370(s)
CH2:1485~1445(m)
CH:1340(w)
当存在>C(CH3)2和━C(CH3)3基团时,1380~1370 cm-1处为双峰
不饱和C━H面内弯曲振动区域
1000~650
=C━H面外弯曲
烯:
单取代: 995~985(s);915~905
顺式取代:~690(s)
反式取代:970~960(s)
同碳二取代:895~885
三取代:840~790(s)
芳烃:
5个相邻氢原子:770~730(vs)
710~640(s)
4个相邻氢原子:1770(s)
酯:1750~1735(s)
醛:1740~1720(s)
酮1725~1705(s)
酸:1725~1700(s)
酰胺:1690~1630(s)
酸酐两峰相距60 cm-1
双键伸缩振动区域
1675~1500
C=C伸缩
主要基团的红外特征吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰在化学领域中,红外光谱是一种强大的分析工具,它能够帮助我们识别分子中存在的各种基团。
而不同的基团在红外光谱中会表现出特定的吸收峰,这些特征吸收峰就像是基团的“指纹”,让我们能够准确地判断分子的结构和组成。
首先,我们来谈谈羟基(OH)基团。
羟基在红外光谱中的特征吸收峰通常出现在 3200 3650 cm⁻¹的范围内。
这个范围的吸收峰比较宽,这是因为羟基之间容易形成氢键,导致吸收峰的展宽。
比如在醇类化合物中,自由羟基的吸收峰通常在 3650 3600 cm⁻¹左右,而形成氢键的羟基吸收峰则会向低波数移动,可能出现在 3300 cm⁻¹附近。
当羟基与羰基形成分子内氢键时,吸收峰的位置还会发生变化。
接下来是羰基(C=O)基团。
羰基的特征吸收峰是非常显著的,一般出现在 1650 1750 cm⁻¹之间。
在醛类化合物中,羰基的吸收峰通常在 1720 1740 cm⁻¹左右;而在酮类化合物中,吸收峰则在 1710 1715 cm⁻¹附近。
如果是羧酸中的羰基,由于其与羟基形成了共轭体系,吸收峰会向低波数移动,大约在 1700 1725 cm⁻¹。
另外,酯类化合物中的羰基吸收峰一般在 1735 1750 cm⁻¹。
再来说说氨基(NH₂)基团。
氨基的特征吸收峰有两个,分别是在3300 3500 cm⁻¹范围的 NH 伸缩振动吸收峰和在 1550 1650 cm⁻¹范围的 NH 弯曲振动吸收峰。
伯胺中的两个 NH 键吸收峰相对明显,而仲胺中的 NH 吸收峰则会相对较弱。
碳碳双键(C=C)也是常见的基团之一。
其特征吸收峰通常在 1620 1680 cm⁻¹。
但是需要注意的是,当碳碳双键与其他基团共轭时,吸收峰的位置会发生移动。
碳碳三键(C≡C)的吸收峰一般在 2100 2260 cm⁻¹。
红外特征基团频率及其影响因素
(三) p-共轭
当含有易极化的孤对电子的原子 与双键或三键相连时, 则可能出现p-共轭 p-共轭使原来的双键或三键特性减弱, 伸缩振动向低 频位移.
酰胺中, N吸电子基团, C=O伸缩频率高频移动, N孤对电子与C=O, p-共轭, 低频移动
总结果:
(四) 偶合(耦合)效应 振动子:A B, M
扫描次数数十次足够了
3) 分辨率
分辨率越高, 光谱峰分开的越清晰, 分辨率越高, 需要扫描时间越长 分辨率越高, 光谱信噪比越差 通常对固体或液体, 4 cm-1 气体, 分辨率要高一些.
二 背景谱和样品谱
载片
背景谱 样品谱
样 品 现代付立叶变换红外光谱仪: 单光束 背景谱和样品谱分别收集.
为得到好的光谱, 要求 1) 背景谱与样品谱, 扫描参数: 分辨率, 扫描波数 范围, 扫描次数等尽可能一致 2) 背景谱与样品谱, 光路设置尽可能一致. 3) 两者测量时不一致的地方越少越好 4) 两者测量时间间隔越短越好.
当分子中含有共用原子的两个振动子, 两振动子的振 动频率相近或相同时, 就会发生强烈偶合作用. M1---M2----M3 M1---M2---M1
偶合作用, 产生分裂的振动频率, 其中一个高于原来 的频率, 一个低于原来的频率.
CH2, 对称伸缩
2850 cm-1
反对称伸缩 2920 cm-1 O O
(二) 指纹频率
指纹频率不是起源于某个基团的振动, 而是整个分子 或分子的一部分振动产生的. 指纹频率对分子结构的 微小变化具有较大的灵敏性, 对于特定分子是特征的.
吸收带指认困难.
?
二 影响特征基团频率的因素 (一) 诱导效应
吸电子基团, 电子云密度向着吸电子基团的方向移动
红外吸收光谱的特征峰
质谱
质谱是纯物质鉴定的最有力工具 之一,其中包括相对分子质量测定、 化学式确定及结构鉴定等。 1.相对分子质量的测定
如前所述, 如前所述,从分子离子峰的质荷比的数据可以准确地测 定其相对分子质量,所以准确地确认分子离子峰十分重要。 定其相对分子质量,所以准确地确认分子离子峰十分重要。虽 然理论上可认为除同位素峰外分子离子峰应是最高质量处的峰, 然理论上可认为除同位素峰外分子离子峰应是最高质量处的峰, 但在实际中并不能由此简单认定。 但在实际中并不能由此简单认定。有时由于分子离子稳定性差 而观察不到分子离子峰,因此在实际分析时必须加以注意。 而观察不到分子离子峰,因此在实际分析时必须加以注意。 在纯样品质谱中,分子离子峰应具有以下性质: 在纯样品质谱中,分子离子峰应具有以下性质:
(3)存在合理的中性碎片损失。因为在有 存在合理的中性碎片损失。 机分子中, 经电离后, 机分子中 , 经电离后 , 分子离子可能损 失一个H 等碎片, 失一个H或CH3,H20,C2H4…等碎片,相应 等碎片 15, 18, 28…碎片峰 碎片峰, 为 M-l , M-15 , M-18 , M-28 碎片峰 , 而不可能出现M 14, 21至 而不可能出现 M - 3 至 M—14 , M 一 21 至 M - 14 24范围内的碎片峰 若出现这些峰, 范围内的碎片峰, 24 范围内的碎片峰 , 若出现这些峰 , 则 峰不是分子离子峰。 峰不是分子离子峰。 EI源中 若降低电子轰击电压, 源中, (4)在EI源中,若降低电子轰击电压,则 分子离子峰的相对强度应增加; 分子离子峰的相对强度应增加;若不增 加则不是分子离子峰。 加则不是分子离子峰。
在低分辨的质谱仪上, 在低分辨的质谱仪上,则可以通过同位素相 对丰度法推导其化学式, 对丰度法推导其化学式,同位素离子峰相对强度与 其中各元素的天然丰度及存在个数成正比,对于一 其中各元素的天然丰度及存在个数成正比, 的化合物,其同位素离子峰(M+l) 个CwHxNyOz的化合物,其同位素离子峰(M+l)+、 (M+ 与分子离子峰M (M+2)+与分子离子峰M+的强度之比为
红外吸收光谱的特征峰讲解
由于分子离子峰的相对强度直接与 分子离子稳定性有关,其大致顺序是: 芳香环>共轭烯>烯>脂环>羰 基化合物>直链碳氢化合物> 醚>脂> 胺>酸>醇>支链烃 在同系物中,相对分子质量越大则 分子离子峰相对强度越小。
2.化学式的确定
由于高分辨的质谱仪可以非常精确地测 定分子离子或碎片离子的质荷比(误差可小 于10-5),则利用表21-3中的确切质量求算出 其元素组成。如CO与N2两者的质量数都是28 但从表21-3可算出其确切质量为27.9949与 28.0061,若质谱仪测得的质行比为28.0040 则可推断其为N2。同样,复杂分子的化学式 也可算出。
• 参考 IR,UV,MS和其它数据推断解构 • 得出结论,验证解构
裂分峰数符和n+1规律,相邻的核为磁等价即只有一个偶合 常数J;若相邻n个核n1个核偶合常数为J1, n2个核偶合常数
为J2,n= n1+ n2则裂分峰数为(n1+1)( n2+1)
峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数
从谱图中可直接读出和J,化学位移在裂分峰的对称中心, 裂分峰之间的距离(Hz)为偶合常数J
核磁共振氢谱
谱图中化合物的结构信息
(1)峰的数目:标志分子中磁不等性质子的种类,多少种; (2)峰的强度(面积):每类质子的数目(相对),多少个;
(3)峰的位移( ):每类质子所处的化学环境,化合物中位置;
(4)峰的裂分数:相邻碳原子上质子数; (5)偶合常数(J):确定化合物构型。
一级谱的特点
注:忽略2H、17O影响
利用精确测定的(M+1)+,(M+2)+相对于M+的强度 比值,可从Beynon表中查出最可能的化学式,再结合其 他规则,确定化学式。
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仲酰胺
-CONH- 仲酰胺仲C=O与NH可以分别位于分子键的同侧或异测,因而有顺式和反式之别,顺式比反式频率低,由于含量不同,两峰强度可能相差较大
NH 3500~3400
反式 3460~3400 顺式 3440~3420
顺式和反式 3100~3070 NH2平面变角振动的倍频
C=O 1700~1670 酰胺吸收带1,当N上有吸电子取代基时,C-O 频率向高频位移δN-H 键状 1550 ~1510 环状 1430 酰胺吸收带2
C-N 1260 酰胺吸收带3
γN-H 700 酰胺吸收带4
氮氮双键
烷基偶氮化合物 1575~1555 v N=N伸缩
反式芳香偶氮化合物 1440~1410 弱 N=N伸缩
顺式芳香偶氮化合物约1510 弱 N=N伸缩
芳烃
芳烃=C-H 和环C=C伸缩振动
=C-H 3080~3010 m 出现一组谱峰(3-4个)=C-H
-C=C- 1625~1590 v 通常在大约1600处
1590~1575 v 若共轭在1580出现强谱带
1520~1470 v 有吸电子基团取代时通常在大约1470,有给电子基团取代时
通常在大约1510
1465~1430 v
芳环上=C-H非平面变角振动频率
1,4-二取代 860-800 vs
羟基
羟基O-H伸缩振动
游离O-H 3670~3580 v 尖峰,OH伸缩
氢键缔合O-H 3550~3230 m-s 通常峰形宽,振动频率与浓度有关(分子间)
氢键缔合O-H 3590~3400 v 通常峰形窄,振动频率与浓度无关(分子内)
螯合O-H 3200~2500 v 通常峰形宽,振动频率与浓度无关
羟基O-H变形振动
伯、伯醇 1350~1260 s 面内变形
叔醇 1410~1310 s 面内变形
醇 700~600 宽,面外变形
羧基
-COOH中OH伸缩振动 3560~3500(单体) m-w 气态或非极性稀溶液中,
以单体形式存在
3000~2500(二聚体) m 一组非常特征的宽吸收带,-COOH中C=O伸缩振动;饱和脂肪族羧酸 1800~1740(单体)
1725~1740(二聚体)
芳香族羧酸 1700~1680(二聚体)
α,β-不饱和脂肪族羧酸1715~1690(二聚体)
分子内氢键羧酸 1680~1650
-COO- 1610~1550
1420~1400
含氯基团
C-Cl 760~505 s
450~250 s
氯甲酸酯约690 s
RO-COCl 485~470 s
胺
胺 N-H伸缩振动
伯胺,-NH2 3550~3330 w-m
(稀溶液光谱) 3450~3250 w-m
仲胺(脂肪族)-NH 3500~3300 w
仲胺(芳香族)-NH 3450~3400 m
胺 N-H变形振动
伯胺 1650~1580 m-s 其主峰在3000,低频一侧存在许多小的副峰,副峰中最强的在2650,高频一侧的吸收是由强烈缔合的OH伸缩振动产生的。
其他部分是由
C=O和δOH的合频之间发生费米共振产生 s s 二元酸的C=O频率在正常位置 s s 芳香环与C=O共轭比α,β-不饱和共轭影响大 s 由于分子内形成螯合氢键C=O向低频位移更大 vs s 此外在694处有一弱吸收属于COO-非平面变角,COO-伸缩振动频率与吸收带形状与金属离子有关 C-Cl伸缩(一般范围) C-Cl变形(一般范围) C-Cl伸缩 C-Cl变形不对称NH2伸缩对称NH2伸缩比脂肪族化合物强芳香族伯胺在频率范围的低端
900~650 s 宽,N-H面外弯曲通常是多重谱带脂肪族伯胺 850~810 m-s
R-CH2NH2和R1R2R3CNH2 795~760 m
仲胺 1580~1490 w 可能被在1580的芳香谱带掩蔽 750~700 s 宽,N-H非平面摇摆脂肪族仲胺
R1-CH2-NH-CH2-R2 750~710 s
胺C-N伸缩振动
脂肪族伯胺 1090~1020
脂肪族伯胺-CH2-NH2- 1090~1065
脂肪族伯胺 1140~1080
CH-NH2 1045~1035
1240~1170
CNH2 1040~1020
脂肪族仲胺 1190~1170
-CH2-NH-CH2- 1145~1130
1190~1170
胺的其他振动
脂肪族伯胺 495~445
约290
芳香族伯胺 445~345
脂肪族仲胺 445~405
碳碳双键
烯烃C=C伸缩振动和变形振动
乙烯基端基
乙烯基烃类化合物 3095~3075
-CH=CH2 3030~2995
1985~1970
1850~1800
1420~1410
1300~1290
993~980
915~905
乙烯基卤化物 945~925
905~865
1,2-亚乙烯基
顺式-CH=CH-(烃类) 3040~3010
1420~1400 w-m m w-m w w-m w m m-s m m-s 宽 s 宽 w 芳香-NH2面内变形 w-m C-N-C变形 m CH2的CH伸缩振动 m CH 的CH 的伸缩振动 w 倍频 w 倍频 w CH2的面内变形,剪式 w CH面内变形 m CH面外版型 s CH2面外变形,对共轭不敏感 m CH面外变形 s CH2面外变形 m CH伸缩 w CH面内变形
730~665 s CH面外变形,共轭增加频率范围
至820
反式-CH=CH-(烃类) 3040~3010 m CH伸缩
1325~1290 w CH面内变形,有时不存在反式-CH=CH-与C=C或
C=O共轭约990 s CH面外变形
反式-CH=CH-O-(醚) 940~920 s
烯烃骨架振动
R-CH=CH2 约635 s 卷曲振动
约550 s
485~445 m-s
反式烯烃 455~370 m-s 通常为一个带
无支链反式
R-CH=CH-CH3 325~285 S
反式R2CH=CHR2 580~515 m-s
500~480 m-s
455~370 m-s
碳氢键没写,实在是太多了,还有碳碳单键也没写
另附一本分析化学手册电子版,上面是我自己摘抄的,如果有缺少的自己找
找吧。