第六章红外吸收光谱案例
第六章 红外吸收光谱分析
active) ；反之则为红外非活性（infrared inactive)。
9
二、 分子振动方程式
10
双原子分子可以看成是谐振子，根据经典力 学(胡克定律)，可导出如下公式：
1 v 2 k
k
m1 m2 m1 m2
1303 k
v
1 2 c
-1) ； k为力常 ν 为振动频率(Hz)， 用波数表示 (cm v 数，表示每单位位移的弹簧恢复力 (dyncm-1) ； μ 为折合质量(g)。
实验中观察到的C＝O伸缩振动频率都在1700cm－1附近。 值得注意的是：在弹簧和小球的体系中，其能量变化是 连续的，而真实分子的振动能量变化是量子化的。
13
三、 分子振动的形式
（一）分子的振动自由度
每个原子在空间的位置必须有三个坐标来确定，则由 N个原子组成的分子就有了3N个坐标，或称为有3N个运
动自由度。分子本身作为一个整体，有三个平动自由度
和三个转动自由度。
14
直线型分子的振动形式：3N - 5 非直线型分子的振动形式：3N -6
15
（二）分子的振动形式
a.直线型分子：3N-5
如CO2
16
b. 非线形分子： 3N – 6
如H2O
17
分子的振动形式：
•化学键两端的原子沿键轴方向作来回周期运动 对称伸缩振动
11
可见，影响基本振动频率 (即基频峰位置 )的直接原因是原 子质量和化学键力常数。
表15－1 某些化学键的力常数
化 学 键 键 长(A) k(N· cm－1)
C－C C＝C 1.54 4.5 1.34 9.6
C≡C C－H O－H N－H C＝O 1.20 15.6 1.09 5.1 0.96 7.7 1.00 6.4 1.22 12.1
第六章 红外吸收光谱
二、分子振动方程式
h E h 2 k
k 1307 M
M 1M 2 M M1 M 2
沿轴振动，只改变键长，不改变键角 1 1 k
2c
K化学键的力常数，与键能和键长有关 M为双原子的折合质量 影响振动频率的因素：键两端原子的折合质量、键的力常数，即取 决于分子的结构特征。
包含C—X（X：O，H，N）单键的伸缩振动及各种面内弯曲振动
特点：吸收峰密集、难辨认→指纹
2、四分区（4000 670 cm-1）
(1)40002500 cm-1X—H伸缩振动区（X：O，N，C，S） (2)25001900 cm-1三键，累积双键伸缩振动区 (3)19001200 cm-1双键伸缩振动区 (4)1200670 cm-1X—Y伸缩，X—H变形振动区
醚：C－O－C伸缩振动位于 1250～1050 cm-1 ，确定醚类存在的唯一谱带
常见基团的红外吸收带
=C-H O-H
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 3000 2500 2000 1500 1000
§6.2 红外光谱分析基本原理
一、红外吸收光谱产生的条件
1、辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量 振= 红外光 2、分子要有偶极距
红外吸收是由于分子振动引起的偶极距和红外光束的振动相互作用产生的
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性 。 如：N2、O2、Cl2 等 非对称分子：有偶极矩，红外活性。
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法
基本要点：
1.红外光谱分析基本原理；
2.红外光谱与有机化合物结构；
3.各类化合物的特征基团频率；
4.红外光谱的应用;
5.红外光谱仪.
学时安排：3学时
第一节概述
分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~ 1000μｍ，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个
1。
PPT红外吸收光谱法PPT
2）变形振动：键长不变，键角变化旳 振动称为变形振动，又称变角振动。 a：面内变形振动 b：面外变形振动
图6~3
图：6~4亚甲基旳多种振动形式
2.分子振动旳自由度
N个原子构成份子。
有3N个独立运动＝平动数＋振动数＋转动数
N个原子中每个原子都能向X，Y，Z三
个坐标方向独立运动。
Z
即N个原子有3N个独立运动。
（振动能级差）
光子能量为：
E＝hvL＝ △E振 vL＝ △u • ν
1.产生红外吸收旳第一种条件
只有当红外辐射频率等于振动量子数
旳差值与分子振动频率旳乘积时，分子 才干吸收红外辐射，产生红外吸收光谱。
即 νL ＝ △υ × v
红外辐射频率
振动量数差值 分子振动频率
(1)基频峰 υ0＝0 υ ＝1 △υ=1
(HCl基频峰旳峰位为2886cm-1，HCl分子 旳振动频率为2886cm-1）
（2）倍频峰：
在红外吸收光谱上除基频峰外，还 有振动能级由基态（υ =0），跃迁至第 二振动激发态（υ＝2），第三振动激发 态（ υ＝3）…..等等，所产生旳吸收峰。 这些吸收峰称为倍频峰。
二倍频峰：
υ0→2 νL=△u·v＝(2－0) ·v ＝2 v 三倍频峰:
中强峰（m） 10 L·mol-1·cm-1 ＜ε＜20 L·mol-1·cm-1
弱峰 1 L·mol-1·cm-1 ＜ ε＜10 L·mol-1·cm-1
影响原因 1.迁跃几率，基频峰最大 2.偶极矩旳变化 ε∝△μ2
极性分子△μ→大,ε→大,吸收峰强度越大 如： ＞c=o (vs) ＞c=c＜(ω)
所产生旳 吸收峰。 即 分子吸收红外辐射后，由基态振动能
级（υ＝0 ）跃迁至第一振动激发态
第六章红外吸收光谱案例
第六章红外吸收光谱案例红外吸收光谱是一种用于识别化合物结构和检测分子之间相互作用的非常有用的分析技术。
在这一章中，我们将介绍三个不同的红外吸收光谱案例，包括有机物的结构确定、聚合物的研究以及生物大分子的分析。
1.有机物的结构确定红外光谱可以用来确定有机化合物的结构，因为不同的官能团和键会产生特定的红外吸收峰。
以苯酚为例，它含有一个羟基官能团和一个芳香环，所以它在红外光谱图中会有两个特征吸收峰。
苯酚的红外光谱图中，有一个峰在3400-3600 cm^-1的位置，这是羟基的伸缩振动所产生的吸收峰。
此外，还有一个峰在1600-1660 cm^-1的位置，这是芳香环的C-C伸缩振动所产生的吸收峰。
通过对红外光谱图的分析，我们可以确定苯酚的化学结构。
2.聚合物的研究红外光谱还可以用于研究聚合物的结构和性质。
聚合物中的不同官能团和键会产生特定的红外吸收峰，从而揭示聚合物的化学结构和分子链的排布。
以聚乙烯醇（PVA）为例，它是一种常用的聚合物材料。
在PVA的红外光谱图中，可以观察到羟基官能团的伸缩振动和C-O-C键的伸缩振动。
羟基官能团的峰位在3200-3500 cm^-1的位置，C-O-C键的峰位在1050-1150 cm^-1的位置。
通过对红外光谱图的分析，可以确定PVA的结构和键合方式。
此外，红外光谱还可以用于研究聚合物的有序性。
对于有序聚合物，如聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），其红外光谱图中的吸收峰会显示出比较明显的峰畸变。
通过对峰畸变的分析，可以了解聚合物的有序结构以及分子链的排布方式。
3.生物大分子的分析红外光谱还可以用来分析生物大分子，如蛋白质、核酸和多糖等。
这些生物大分子中的不同官能团和键也会产生特定的红外吸收峰，从而揭示其结构和功能。
例如，对于蛋白质而言，红外光谱可以用来研究其二级结构，如α-螺旋、β-折叠和无规卷曲等。
不同的二级结构会在红外光谱图中产生不同位置和强度的吸收峰。
通过对这些吸收峰的分析，可以确定蛋白质的二级结构。
实验6有机化合物的红外光谱分析
实验6有机化合物的红外光谱分析有机化合物的红外光谱分析【实验⽬的】1、初步掌握两种基本样品制备技术及傅⾥叶变换光谱仪器的简单操作；2、通过谱图解析及⽹上标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的⼀般过程；3、掌握有机化合物红外光谱测定的制样⽅法，回顾基础有机化学光谱的相关知识。
【基本原理】原理概述：物质分⼦中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发⽣振动能级之间的跃迁，形成各⾃独特的红外吸收光谱。
据此，可对物质进⾏定性和定量分析。
特别是对化合物结构的鉴定，应⽤更为⼴泛。
红外吸收法：类型：吸收光谱法；原理：电⼦的跃迁——电⼦由于受到光、热、电等的激发，从⼀个能级转移到另⼀个能级的现象。
这是因为分⼦中的电⼦总是处在某⼀种运动状态中，每⼀种状态都具有⼀定的能量，属于⼀定的能级。
当这些电⼦有选择地吸收了不同频率的红外辐射的能量，发⽣振动能级之间的跃迁，形成各⾃独特的红外吸收光谱。
据此，可对化合物进⾏定性和定量分析。
条件：分⼦具有偶极矩。
【仪器与试剂】1、仪器：傅⾥叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司，TENSOR27型;美国Thermo Fisher公司，Nicolet6700型）；压⽚机；玛瑙研钵；红外灯。
2、试剂：KBr晶体，待分析试样液体及固体。
【实验步骤】1、样品制备（1）固体样品：KBr压⽚法——在玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后加⼊其量5%左右的待测固体样品，混合研磨直⾄均匀。
在⼀个具有抛光⾯的⾦属模具上放⼀个圆形纸环，⽤刮勺将研磨好的粉末移⾄环中，盖上另⼀块模具，放⼊油压机中进⾏压⽚。
KBr 压⽚形成后，若已透明，可⽤夹具固定测试；（2）液体样品：液膜法——取⼀对NaCl 窗⽚，⽤刮勺沾取液体滴在⼀块窗⽚上，然后⽤另⼀块窗⽚覆盖在上⾯，形成⼀个没有⽓泡的⽑细厚度薄膜，⽤夹具固定，即可放⼊仪器光路中进⾏测试，此法适⽤于⾼沸点液体样品。
（本实验中液膜法采⽤如下⽅法制得：制备纯的KBr 压⽚，然后将待测液体滴在压⽚上，然后⽤夹具固定即可）2、仪器测试与解析（1）打开红外光谱测试软件→进⼊测试对话框→背景测试→样品测试→标峰值→打印谱图→取出样品；（2）解析谱图，推出可能的结构式。
红外吸收光谱法课件PPT
02 红外吸收光谱仪的组成与 操作
红外吸收光谱仪的组成
01
02
03
04
光源
发射特定波长的红外光，为样 品提供能量。
干涉仪
将红外光分成两束，分别经过 样品和参比，再合并形成干涉
。
检测器
检测干涉后的红外光，转换为 电信号。
数据处理系统
处理检测器输出的电信号，生 成红外吸收光谱。
红外吸收光谱仪的操作流程
多光谱融合
将红外光谱与其他光谱技 术进行融合，实现多维度、 多角度的物质成分和结构 分析。
云平台与大数据
利用云平台和大数据技术， 实现红外光谱数据的共享、 挖掘和分析，推动科研合 作与成果转化。
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THANKS
检查部件
定期检查仪器各部件是否正常 工作，如光源、干涉仪、检测 器等。
定期校准
为保证测试结果的准确性，应 定期对仪器进行校准。
数据备份
对测试结果进行备份，以防数 据丢失。
03 红外吸收光谱法的实验技 术
样品的制备与处理
样品制备
将待测物质研磨成粉末，以便更 好地分散在测试介质中。
样品处理
根据实验需求，对样品进行纯化 、干燥等预处理，以消除干扰因 素。
用于检测大气和水体中 的污染物，如挥发性有 机化合物、重金属等。
用于研究生物大分子的 结构和功能，如蛋白质、
核酸等。
红外吸收光谱法的历史与发展
历史
红外吸收光谱法自19世纪中叶被发现以来，经历了多个发展阶段，不断完善和 改进。
发展
随着仪器的改进和计算机技术的发展，红外吸收光谱法的应用范围不断扩大， 分析精度和灵敏度也不断提高。未来，红外吸收光谱法将继续在各个领域发挥 重要作用。
红外吸收光谱法-光谱分析
二、分子的振动形式
（一）振动的基本类型 对称伸缩振动vs 伸缩振动 反对称伸缩振动vas 剪式振动δ 面内变形 变形振动 (弯曲振动) 面外变形 面外摇摆ω 伸缩振动——键长改变，出现在高频区 变形振动——键角改变，出现在低频区 面内摇摆ρ 扭曲变形τ
二、常见化合物的特征吸收峰 • • • • • • 烷烃类 烯烃类 炔烃类 芳香类 羰基化合物 羟基化合物
三、影响基团频率位移的因素
• 分子中化学键不是孤立的，受分子中相邻 基团的影响。 • 同一基团在不同的分子结构中受不同基团 的影响，其基团频率会有所改变，了解影 响基团频率的因素，对解析红外光谱和推 断分子结构非常有用。 • 影响基团频率的因素有内部结构和外部环 境的影响。
O-H,N-H及C-H键 0.78~2.5 12820~4000 的倍频吸收 2.5~25 4000~400 分子的基团振动、 分子转动 分子转动、 晶格振动
25~300
400~33
§6~2 红外吸收基本原理
红外光谱的产生
由分子振动能级跃迁产生。
定性分析—— 吸收峰的位置和形状 定量分析—— 吸收峰的强弱
1
2.非谐振子
• 双原子分子并非理想的谐振子，V较小时振动情况与谐振子 较为接近。 • V=0 → V=1 产生的吸收谱带称为基频峰，最强。 V=0 → V=2，3产生的吸收谱带倍频峰，弱的多。 倍频峰的频率并不是基频峰频率的整数倍，而是略小一 些。非谐振子的振动能量可用下式表示：
1 1 2 E v (V )h (V ) Xh 2 2
一、分子的振动方程式及振动能级
（一）分子的振动方程式
m1 m2
(完整版)红外吸收光谱法教案
第六章红外吸收光谱法基本要点：1. 红外光谱分析基本原理；2. 红外光谱与有机化合物结构；3. 各类化合物的特征基团频率；4. 红外光谱的应用;5. 红外光谱仪.学时安排：3学时第一节概述分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。
红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
一、红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.75 ~1000μm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个1区：近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ），中红外光区（2.5 ~ 25μm ），远红外光区（25 ~ 1000μm ）。
近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ）近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O—H、N—H、C—H）伸缩振动的倍频吸收等产生的。
该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。
中红外光区（2.5 ~ 25μm ）绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用中红外光谱法又简称为红外光谱法。
，区的光谱。
通常极为广泛远红外光区（25 ~ 1000μm ）该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、振动转动跃迁液体和固体中重原子的伸缩振动、、某-些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。
第六章 红外吸收光谱法
m1m 2
(m1 m 2 )
分子振动的能量与振动频率之间的关系 E=（ +1/2）h=（ +1/2）hc 为振动量子数=0, 1, 2, 3
E振 h 2 k 1 （ ） 2
=0 → =1跃迁, 基态 → 第一激发态 即△ =1 振动能级跃迁的能量差为:
振动自由度= 3N-平动自由度-转动自由度
= 3N-6
= 3N-5
非线性分子
线性分子（所有分子在一条直线上）
如：H2O振动自由度 3×3 – 6 = 3三种基本振动形式
实际上红外谱图上峰的数目比理论值少得多
影响吸收峰数目的因素 (1)没有偶极矩变化的振动不产生红外吸收； (2)吸收频率相同，简并为一个吸收峰； (3)有时频率十分接近，仪器分辨不出，表现为一个吸收峰 (4)有些吸收程 度太弱，仪器检测不出
一、官能团区和指纹区
红外吸收光谱为了便于解析划分为两个区：
4000~1300cm-1 区域：是由伸缩振动产生的吸收
带，为化学键和基团的特征吸收峰，吸收峰较
稀疏，鉴定基团存在的主要区域——官能团区
1300~600cm-1 区域：吸收光谱较复杂，除单键
的伸缩振动外，还有变形振动。能反映分子结
构的细微变化——指纹区
§6-3 基团频率和特征吸收峰
基团的特征吸收峰——基团频率
• 组成分子的基团如：O-H、C=C、C=O等都有自 己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。
• 通常把能代表某基团存在，并有较高强度的吸收 峰，称为特征吸收峰，所在的频率位置称为基团频 率。 • 基团频率——主要是一些伸缩振动引起的，用于 鉴定某官能团是否存在。基团不同，基团频率不同。
红外吸收光谱法--2012(共140张PPT)
第6章红外吸收光谱
第6章红外吸收光谱6－1υas（C－H），υas（C-H）,特征频率在3000～2800cm-1，确定是有机化合物的重要信息δas（C-H）1465(+/-20)cm-1,是C-H伸缩振动的相关峰，C-H键存在的旁证δas(C-H) 1380cm-1附近有峰，提供甲基存在的信息，若有双峰，可根据双峰间强度的比确定异丙基或叔丁基，ρ(CH2)N 725cm-1(或722cm-1)有峰，表示相连的亚甲基个数>=4.6－23000～3030cm-1 υ＝C-H, 1630~1680 cm-1 υc＝c，990~675 cm-1三个区域。
从990 cm-1和910 cm-1两个强峰可以判断端烯烃。
6－3主要是C C，C N等三键和C=C=C ,C=N=O等累积双键的伸缩振动。
6－4芳烃特征区域有五个。
3100～3000 υ（＝C－H）m1225～1000 δ（＝C－H）w1000～650 γ（＝C－H）s2000～1660 2γ（＝C－H）w1650～1450 υ（C＝C）s芳环骨架振动6-5醛υc＝o 1740~1720 cm-1酮υc＝o 1720～1715 cm-1酰基υc＝o 1760～1700 cm-1酯υc＝o 1750～1735 cm-1酸酐υc＝o 1860～1800 cm-1，1800～1750 cm-1 酰氯υc＝o 1800～1735 cm-1酰胺υc＝o 1690～1650 cm-16－6A: 3100 cm-1Ar-H 伸缩2260 cm-1 N=C=O 伸缩1601，1510，1452 cm-1 芳香骨架伸缩751，686cm-1 Ar-H 单取代弯曲B: 3030 cm-1 Ar-H 伸缩2920 cm-1–CH2-H 伸缩1607,1508,1450 cm-1 ,Ar（C=C）骨架伸缩振动871 cm-1 Ar-H 弯曲6－7(1) 丙酸乙酯(2) 正癸酸，宽峰(3) 丙酸酐双峰(4)丁胺无羰基吸收峰(1) 丙酸乙酯υc＝o 1740 cm-1 υc－o－c 1200 cm-1其红外光谱的特征除υc＝o峰强外，其υc－o－c峰强而宽。
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可见，影响基本振动频率 (即基频峰位置 )的直接原因是原 子质量和化学键力常数。
表15－1 某些化学键的力常数
化 学 键 键 长(A) k(N· cm－1)
C－C C＝C 1.54 4.5 1.34 9.6
C≡C C－H O－H N－H C＝O 1.20 15.6 1.09 5.1 0.96 7.7 1.00 6.4 1.22 12.1
active) ；反之则为红外非活性（infrared inactive)。
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二、 分子振动方程式
10
双原子分子可以看成是谐振子，根据经典力 学(胡克定律)，可导出如下公式：
1 v 2 k
k
m1 m2 m1 m2
1303 k
v
1 2 c
-1) ； k为力常 ν 为振动频率(Hz)， 用波数表示 (cm v 数，表示每单位位移的弹簧恢复力 (dyncm-1) ； μ 为折合质量(g)。
（十一）图谱的解析
（1）不饱和度的计算:
1 U 1 n4 (n3 n1 ) 2
式中 n1 、n3和n4分别为分子中一价、三价和四价原 子的数目，不饱和度为键数和环数之和。
（2） 识别基团频率区和指纹区——先简单后复杂，先基
团频率区后指纹区，先强峰后弱峰，先初查后细查，先否 定后肯定。
21
6-3 基团频率与分子结构的关系
同一类型的化学键的振动频率是非常接近的， 总是出现在某一范围内。这种与一定的结构单元
相联系的振动频率称为基团频率。但它们又有差
别，因为同一类型的基团在不同的物质中所处的 环境各不相同，而这种差别又能反映出结构上的 特点。
22
一、基团频率区与指纹区
1.基团频率区（ 4000～1300cm-1）
利用以上原理，可以计算化学键的伸缩振动频率。 1dyn=10-5N
12
例1 求C＝O健的伸缩振动频率。 解：
1 1216 23 1 . 14 10 23 12 16 6 . 02 10
v 1 2 c 12.1105 1 1303 1727 cm 1.14 1023 k
伸缩振动
反对称伸缩振动
振动 形式
高频区
低频区
剪式振动 面内变 形振动 面内摇摆振动 面外摇摆振动
变形或弯 曲振动
化学键角发生周期性变 化的振动
面外变 形振动 扭曲变形振动
18
19
分子振动形式与红外吸收
实际观察到的红外吸收峰的数目，往往少于振动形 式的数目，减少的原因主要有：
(1) 不产生偶极矩变化的振动
实验中观察到的C＝O伸缩振动频率都在1700cm－1附近。 值得注意的是：在弹簧和小球的体系中，其能量变化是 连续的，而真实分子的振动能量变化是量子化的。
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三、 分子振动的形式
（一）分子的振动自由度
每个原子在空间的位置必须有三个坐标来确定，则由 N个原子组成的分子就有了3N个坐标，或称为有3N个运
1、 2、 3、
νC H
_
3000～2800cm-1
δC
__
-1 1475 ～ 1300cm H （面内）
δC
__
H （面外）740～720cm
-1
（CH2）n当 n≥4时： 在740～720cm-1会产生吸收峰。
26
正辛烷的红外光谱图
27
异丙基和叔丁基 在1375cm-1处的 裂分情况：
28
(二) 烯烃
顺,反-2-辛烯的红外光谱
31
3.炔
≡C － H 伸 缩振动3300
烃
C≡C伸缩振动 末端炔键2140－2100 中间炔键2260－2190 ≡C－H弯曲振动 642－615
32
33
例1：化合物的分子式为C8H14，IR光谱图如下如下，试推断其 可能的分子结构结构。 U=1+8+(0-14)/2=2
方法等 • 内部因素：电子效应（诱导、共扼效应）、氢键 的影响、振动耦合等
56
样品的状态
气态下测得的谱带波数最高，并能观察到伴随振动光谱的转
动精细结构；在液态和固态下测定的谱带波数相对较低。
丙酮在气态时C=O=1742cm-1 液态时C=O=1718cm-1
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57
温度效应
低温下，吸收带尖锐，随温度升高，带宽增加，带数减小
3
应用最广泛为中红外光谱。
4
红外区的光谱除了用波长表征外，更常用波数（wave number ) 表征。波数是波长的倒数，表示每厘米长光波
总波的数目。若波长以m为单位，波数的单位为cm-1，则
波长与波数的关系为：
1 10 / cm / cm / m
1
4
所有的标准红外线光谱图中都标有波数和波长两种刻度。
1.
ν= C-H
3100
2. νC= C
1680-1620
3. δ =C -H （面外）
990和910两个峰
890
970
29
1—辛烯的红外光谱图
4
1
2
3
1. =CH的伸缩振动 3. -C =CH的面外弯曲
2. C =C的伸缩振动 4. 915cm-1的倍频峰
H H 碳氢键的面外弯曲1000cm-1、9来自5cm-1证明是末端烯烃 30
+
O C O
O
C
O
_ C
(2) 简并
+
O
O
(3) 振动吸收的能量太小
20
（三）红外光谱的吸收强度
分子振动时偶极矩的变化，不仅决定分子能否吸收红外
线光，而且还关系到吸收峰的强度。根据量子理论，红外光
谱的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。红外光谱 的吸收强度通常定性地用vs（很强），s（强），m（中 等），w（弱），vw（极弱）等来表示。
第六章
红外吸收光谱分析
Infrared Absorption Spectrometry, IR
6-1 红外吸收光谱分析概述
当红外光照射时，物质 的分子将吸收红外辐射，引 起分子的振动和转动能级间 的跃迁所产生的分子吸收光
谱，称为红外吸收光谱或振
动-转动光谱。
1
分子结构基础 研究 两方面 的应用
测定分子的键长、键角， 以此推断分子的立体构 型
信息，确定苯环的取代基类型等。
24
第一峰区（3700~2500） X-H的伸缩振动吸收 第二峰区（2500~1900）叁 键、累积双键伸缩振动吸收
第四峰区（1500~600）
第三峰区（1900~1300）
表15.7为部分重要官能团的红外吸收带的位置25
二、典型有机化合物的红外光谱主要特征
(一) 烷烃
52
例2 ：
CH C CH 2OH
53
例3：某化合物其红外光谱图如下，试推测该化合物是：
ClCH2CCH2CH3 还是 HO O
Cl
？为什么
54
例4:下图为乙酸烯丙酯(CH2=CH-CH2-O-CO-CH3)的R谱, 指出标有波
数的吸收峰的归属。
55
三、影响基团频率位移的因素
• 外部因素：浓度、温度、溶剂、试样状态、制样
58
氢键的影响
O R
C
O
H
O O
C
OH
1760
R
C
O
H
R
1700
氢键的形成使电子云密度平均化，C=O双键性减少， 键力常数减小，C=O伸缩振动频率下降。
59
分子间氢键受浓度影
响较大，因此可观测
稀释过程峰位置的变 化，来判断分子间氢 键的形成。 分子内氢键不受浓度 影响。
60
电子效应
(1)诱导效应:指电负性不同的取代基，会通过静电诱导而引 起分子中电子分布的变化，从而改变了键力常数，使基
100 90 80 70 60
T%
末端炔≡C-H 40 伸缩振动 -1 3300cm 30
20 10 0 4000
50
C≡C 伸缩振动 2100cm-1 -CH2面外变形 -CH3 面外变形 振动 振动 1470cm-1 1370cm-1
3200
CH2
n
n≥4 720cm-1
3600
饱和与不饱和 cm-1 CH伸缩振动
2.
νC-O
1300 – 1100cm-1
41
O－H伸缩振动3300附 近，吸收带强而宽。
C－O伸缩振动1260－1000 强度大，伯醇1050 、仲醇 1100、叔醇1150 酚1200 ，且强而宽
O-H 弯 曲 振 动1350。
42
（六）醚
醚的特征吸收带就是 C—O—C伸缩振动 芳基烷基醚 饱和脂肪醚1125（强） 附近 1280 － 1220 及 1100 － 1050 若α 碳上带有侧链，在1170 两个强吸收带，前者强度 －1070 区出现双带。 更大。
N－H伸缩 振动3400
胺类
C-N伸缩振动 脂肪胺类1230-1030m 芳香胺类1360-1250s 1280-1180m
50
（十）酰胺
N－H伸缩振动 酰胺3300左右
N－H面内弯曲振动 又称：酰胺II带 伯酰胺1600－1640 仲酰胺1600以下
C=O伸缩振 动：酰胺I带
N－H面外弯曲振动 伯酰胺875－750 51 仲酰胺750－650
某些化学基团的吸收频率总是出现在一 个较窄的范围内。这类频率称为基团特征振 动频率，简称基团频率。( 位置、强度、峰形 ) 它们可用作鉴别官能团的依据。
例如，羰基总是在1870～1650cm－1间，出现强吸收峰.
23