总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读
红外光谱频率与官能团特征吸收峰总结表
内弯曲振动的倍频或组频吸收),是进一步确定取代苯的重要旁证。
苯 670cm-1(S) 单取代苯 770~730 cm-1(VS),710~690 cm-1(S)
1,2-二取代苯 770~735 cm-1(VS)
1,3-二取代苯 810~750 cm-1(VS),725~680 cm-1(m~S)
1,4-二取代苯 860~800 cm-1(VS) 五、卤化物
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
1、σC=O 由于羰基的振动偶合,导致 σC=O 有两个吸收,分别处在 1860~1800 cm-1 和 1800~1750 cm-1 区域,两个峰相距 60 cm-1。 2、σC-O 为一强吸收峰,开链酸酐的 σC-O 在 1175~1045 cm-1 处,环状酸酐 1310~1210 cm-1 处。 十三、酰胺
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。
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)
红外光谱各个峰的归属
红外光谱中的各个峰的归属取决于它们对应的官能团或化学键。
以下是红外光谱中一些主要峰的归属:1.基频峰:分子吸收一定频率的红外线,振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰,基
频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率,强度大,是红外的主要吸收峰。
2.泛频峰:分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收
峰,此类峰强度弱,难辨认,却增加了光谱的特征性。
3.特征峰和指纹峰:特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰,对应于分子中某化学键或基团的振
动形式,同一基团的振动频率总是出现在一定区域;而指纹区吸收峰特征性强,对分子结构的变化高度敏感,能够区分不同化合物结构上的微小差异。
具体到每个分子,红外光谱的各个峰归属需要根据具体的分子结构和官能团来确定。
因此,对于具体的红外光谱分析,需要结合分子的化学结构进行解析。
红外光谱特征吸收峰讲解
红外光谱特征吸收峰讲解在红外光谱中,红外光与物质分子相互作用,使得分子中不同的化学键发生振动,从而吸收特定的红外辐射能量。
这些振动涉及键的拉伸、弯曲、扭转等运动,其振动频率和强度与分子结构和化学键的性质有关。
因此,红外光谱特征吸收峰可以提供分子结构和化学键信息。
红外光谱的横坐标是波数(cm-1),波数是光的频率的倒数,与光的能量成反比。
而纵坐标则是吸光度,表示物质对红外光的吸收程度。
吸收峰的位置可以通过测量吸收带的最大峰值处的波数来确定。
下面介绍一些常见的红外光谱特征吸收峰:1. 羧酸吸收峰(1700-1715 cm-1):羧酸的OH键弯曲振动和C=O双键伸缩振动引起的强吸收峰。
该吸收峰可以用来鉴别羧酸。
2. 羧酸盐吸收峰(1560-1640 cm-1):与羧酸吸收峰相比,羧酸盐的C=O双键伸缩振动引起的吸收峰位置左移。
3. 醛和酮吸收峰(1690-1750 cm-1):与羧酸吸收峰类似,它们也是由于C=O双键伸缩而引起的吸收峰。
但醛和酮的吸收峰位置通常比羧酸略高。
4. 羧酸和酮醇吸收峰(3200-3550 cm-1):由于羟基(OH)的振动引起的宽吸收峰。
在红外光谱中,羧酸和酮醇的羟基吸收峰位置和形状相似。
5. 烷基的C-H伸缩振动吸收峰(2850-3000 cm-1):烷基的C-H键伸缩振动引起的吸收峰。
短直链烷烃的C-H伸缩振动吸收峰出现在2850-2960 cm-1的范围内,而长直链烷烃的C-H伸缩振动峰则出现在2960-3000 cm-16. 芳香族化合物的C-H伸缩振动吸收峰(3020-3100 cm-1):芳香环中C-H键伸缩振动引起的吸收峰的位置通常在3020-3100 cm-17. N-H伸缩振动吸收峰(3300-3500 cm-1):含氮化合物中的氮氢键伸缩振动引起的吸收峰。
在氮-氢键的存在下,吸收峰位置可能出现在3300-3500 cm-1之间。
这些是红外光谱中常见的一些特征吸收峰范围和其对应的化学结构或基团。
红外的基团频率和特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律。
实验表明,组成分子的各种基团,如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
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:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、H、C或S 等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
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。
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
总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰
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。
红外光谱特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律。
实验表明,组成分子的各种基团,如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
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:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、H、C或S等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
红外的基团频率和特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律。
实验表明,组成分子的各种基团,如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
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,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:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、H、C或S 等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 围,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H 基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
红外的基团频率和特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到。
这就是通过比较大量己知化合物的红外光谱, 从中总结岀各种基团的吸收规律。
实验表明,组成分子的各种基团, 如0-H、N-H、C-H、C二C、C=OH和C C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
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-l (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,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:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是0、H、C或S 等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1围,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCI4),浓度于O.Olmol. dm-3 时,在3650 ~3580 cm-1 处出现游离O-H 基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,疑基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1出现一个宽而强的吸收峰。
红外吸收光谱分析-中
=CH =C-H弯曲振动 1000 ~ 650 cm-1 处有强吸收峰 ——鉴定烯烃取代基顺、反结构最特征的峰
RCH=RCH 反式 990~970
顺式
RCH=CH2
690 990、910两个强峰
• c-H C-H弯曲振动 < 1500 ~ 1460 cm-1 有一强吸收峰 • —CH3: X-H ~1380 cm-1附近有强吸收峰,受取代基
定官能团。这一区域称为基团频率区、官能 团区或特征区。
2.指纹区
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。
三、分子结构与吸收峰
1. X—H伸缩振动区(4000 2500 cm-1 )
(1)—O—H 3650 3200 cm-1 确定醇、酚、羧酸
在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰形尖锐,
强吸收(3650~3580 cm-1);当浓度较大时,发生缔合作用, 向低波数位移,峰形较宽(3400~3200 cm-1)。
R
R
3500 1620-1590
HN H O 氢键 1650
3400 1650-1620
HO O
C H3C
O-H 伸缩
OCH3 2835
HO 3705-3125
游离羧酸的C=O键频率出现在1760 cm-1 左右,在固 体或液体中,由于羧酸形成二聚体, C=O键频率出 现在1700 cm-1 。
总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰
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。
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。
红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读
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。
异丙基 1380 cm-1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm-1、1375 cm-1 叔丁基 1380 cm-1 裂分1395 cm-1 、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、σC-C在1250—800 cm-1范围内,因特征性不强,用处不大。
4、γC-H分子中具有—(CH2)n—链节,n大于或等于4时,在722 cm-1有一个弱吸收峰,随着CH2个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链的长短。
二、烯烃烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、σC=C-H 烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000 cm-1以上,末端双键氢 2在3075—3090 cm-1有强峰最易识别。
2、σC=C 吸收峰的位置在1670—1620 cm-1。
随着取代基的不同,σC=C吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化。
3、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000 cm-1,对结构不敏感,用途较少;而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700 cm-1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型。
红外的基团频率和特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律。
实验表明,组成分子的各种基团,如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C C等,都有自己的特定的红外吸收区域,分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
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:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、H、C或S 等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
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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。
异丙基 1380 cm-1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm-1、1375 cm-1 叔丁基 1380 cm-1 裂分1395 cm-1 、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、σ4、γC-C在1250—800 cm-1范围内,因特征性不强,用处不大。
大于或等于4时,在722 cm-1有一个C-H分子中具有—(CH2)n—链节,n弱吸收峰,随着CH2个数的减少,吸收峰向高波数方向位移,由此可推断分子链的长短。
二、烯烃烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、σC=C-H 烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000 cm-1以上,末端双键氢 2在3075—3090 cm-1有强峰最易识别。
1670—1620 cm-1。
随着取代基的不同,σC=C2、σC=C 吸收峰的位置在吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化。
3、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000 cm-1,对结构不敏感,用途较少;而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700 cm-1范围内,该振动对结构敏感,其吸收峰特征性明显,强度也较大,易于识别,可借以判断双键取代情况和构型。
RHC=CH2 995~985cm-1(=CH,S) 915~905 cm-1(=CH2,S) R1R2C=CH2 895~885 cm-1(S)(顺)-R1CH=CHR2 ~690 cm-1 (反)-R1CH=CHR2 980~965 cm-1(S)R1R2C=CHR3 840~790cm-1 (m)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 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 CC 一般 C 键的伸缩振动吸收都较弱。
一元取代炔烃σC 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 C3、σ 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。
芳族化合物主要有三种特征吸收。
1、σAr-H 芳环上C-H吸收频率在3100~3000 cm-1附近,有较弱的三个峰,特征C=C-H频率相近,但烯烃的吸收峰只有一个。
性不强,与烯烃的σ2、σC=C 芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带,约为1600,1585,1500,1450 cm-1,这是鉴定有无苯环的重要标志之一。
3、δAr-H 芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。
1275—960 cm-1为δAr-H,由于吸收较弱,易受干扰,用处较小。
另一处是900—650 cm-1的δAr-H吸收较强,是Ar-H频率越高,识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰。
取代基越多,δ见表3-10。
若在1600—2000 cm-1之间有锯齿壮倍频吸收(C-H面外和C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收),是进一步确定取代苯的重要旁证。
苯 670cm-1(S)单取代苯 770~730 cm-1(VS),710~690 cm-1(S) 1,2-二取代苯 770~735 cm-1(VS)1,3-二取代苯 810~750 cm-1(VS),725~680 cm-1(m~S)1,4-二取代苯 860~800 cm-1(VS)五、卤化物随着卤素原子的增加,σ如C-X降低。
C-F(1100~1000 cm-1);C-Cl(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。
1,2-环戊二醇顺式异构体 P470.005mol/L (CCl4) 3633 cm-1(游离),3572 cm-1(分子内氢键)。
0.04 mol/L (CCl4) 3633 cm-1(游离),3572 cm-1(分子内氢键)~3500cm-1(分子间氢键)。
2、σC-O和δO-H C-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100 cm-1处有C-O强吸收,当无其它基团干扰时,可利用σ的频率来了解羟基的碳链取代情况(伯醇在1050cm-1,仲醇在1125cm-1,叔醇在1200cm-1,酚在1250cm-1)。
七、醚和其它化合物醚的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动,出现在1150~1060cm-1处,强度大,C-C骨架振动吸收也出现在此区域,但强度弱,易于识别。
醇、酸、酯、内酯的σC-O吸收在此区域,故很难归属。
八、醛和酮醛和酮的共同特点是分子结构中都含有(C=O),σC=O在1750~1680cm-1范围内,吸收强度很大,这是鉴别羰基的最明显的依据。
临近基团的性质不同,吸收峰的位置也有所不同。
羰基化合物存在下列共振结构:-+ A BC=O 键有着双键性强的A结构和单键性强的B结构两种结构。
共轭效应将使σ吸电子的诱导效应使σC=O的吸收峰向高波数C=O吸收峰向低波数一端移动,方向移动。
α,β不饱和的羰基化合物,由于不饱和键与C=O的共轭,因此C=O 键的吸收峰向低波数移动σC=O RCH=CHCOR'RCHClCOR' 1685~1665cm-1 1745~1725cm-1苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮σσC=O 1691cm-1 1677cm-1 1700cm-1 2700~2900cm-1 区域内,通常在~2820 cm-1、~2720 cm-1附近各有一般在一个中等强度的吸收峰,可以用来区别醛和酮。
九、羧酸1、σO-H 游离的O-H在~3550 cm-1,缔合的O-H在3300~2500 cm-1,峰形宽而散,强度很大。
2、σC=O 游离的C=O一般在~1760 cm-1附近,吸收强度比酮羰基的吸收强度大,但由于羧酸分子中的双分子缔合,使得C=O的吸收峰向低波数方向移动,一般在1725~1700 cm-1,如果发生共轭,则C=O的吸收峰移到1690~1680 cm-1。
3、σ4、δC-O O-H 一般在1440~1395 cm-1,吸收强度较弱。
一般在1250 cm-1附近,是一强吸收峰,有时会和σC-O重合。
十、酯和内酯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C=O变小,处,一般在~1800cm-1处,如果有乙烯基或苯环与C=O共轭,,会使σ一般在1780~1740cm-1处。
十二、酸酐1、σC=O 由于羰基的振动偶合,导致σ分别处在C=O有两个吸收,1860~1800 cm-1和1800~1750 cm-1区域,两个峰相距60 cm-1。
2、σC-O 为一强吸收峰,开链酸酐的σC-O 在1175~1045 cm-1处,环状酸酐1310~1210 cm-1处。
十三、酰胺1、σC=O 酰胺的第ⅠⅡⅢ谱带,由于氨基的影响,使得σC=O向低波数位移,伯酰胺1690~1650 cm-1,仲酰胺 1680~1655 cm-1,叔酰胺1670~1630 cm-1。
2、σN-H 一般位于3500~3100 cm-1,伯酰胺游离位于~3520 cm-1和~3400 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3350 cm-1和~3180 cm-1,均呈双峰;仲酰胺游离位于~3440 cm-1,形成氢键而缔合的位于~3100 cm-1,均呈单峰;叔酰胺无此吸收峰。
3、δN-H 酰胺的第Ⅱ谱带,伯酰胺δN-H位于1640~1600 cm-1;仲酰胺1500~1530 cm-1,强度大,非常特征;叔酰胺无此吸收峰。