红外IR波谱解析解表

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第三章红外光谱IR

VC=C
1651
CH2
CH2 1657
CH2 1690
CH2 1750
O VC=O 1715
O 1745
O 1780
O 1815
• 环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小即张力增大而降低。
环的张力增大时, 环上有关官能团的吸收频率逐渐升高。环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小而降低。
8~12105
CC 1200~700
4~6105
力常数表示了化学键的强度，其大小与键能、键长有关。
键能大，键长短，K值大，振动吸收频率移向高波数；键能小，键长长，K值小，振动吸收频率移向低波数。
三.不同官能团的特征吸收频区
红外光谱可分为两个区域
官能团区 4000~1350cm-1 指纹区 1350~650cm-1
VC=C
1645
H
1610 H
1560 H
υ C=C υ =C H
1645cm-1 3017cm-1
1610cm-1 3040cm-1
1565cm-1 3060cm-1
5、空间位阻
一般共轭使振动频率降低
6、跨环共轭效应
7. 成键碳原子的杂化状态（杂化轨道中S成分越高，其电负性越强）
VC-H
CH 3300
一.概述
第三章红外光谱（IR）波长（m）波数（cm-1）
近红外区： 0.75 ~ 2.5
13330 ~ 4000
中红外区： 2.5 ~ 15.4
4000 ~ 650
远红外区： 15.4 ~ 830
650 ~ 12
绝大多数有机化合物红外吸收波数范围：4000 ~ 665cm-1
红外谱图中，横坐标：吸收波长()或波数()。吸收峰位置。纵坐标：透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。

红外光谱(IR)分析

4. 空间效应： (1)环状化合物的环张力效应：环张力越大，羰基C=O频率越高。环张力四元环五元环六元环 (2)空间位阻效应：空间位阻使羰基与双键之间的共轭受限制，故使C=O频率增高。 5. 氢键效应：氢键的形成，通常可使伸缩振动频率向低波数方向移动。
6. 振动偶合效应：当两个基团靠得很近时，产生振动相互作用，使吸收峰发生分裂。
第三章红外吸收光谱法
Infrared Absorption Spectrometry
§1 关于红外光谱
红外光谱在可见光区域微波区之间,其波长范围约为0.75～1000m。
分为三个区： ◆近红外区 0.75～2.5m； ◆中红外区 2.5～25 m； ◆远红外区 25～1000 m
若分子由N个原子组成，则需3N个坐标(自由度)确定N个原子位置；分子自由度总数＝平动、振动、转动自由度总和故 3N＝平动自由度＋转动自由度＋振动自由度即振动自由度＝3N－(平度自由度＋转动自由度) 问题：怎样确定一个分子的平动自由度和转动自由度？
(1) 平动自由度：分子的质心可沿x、y、z三个坐标轴方向移动，故平动自由度＝3。
2. 共轭效应(C效应)：该效应使共轭体系具有共平面性，电子云密度平均化，造成双键略有伸长，单键略有缩短。故双键的吸收峰频率向低波数方向移动。
例. C=O C=O 1715 cm-1 1685～1665 cm-1
3. 中介效应(M效应)：例. C=O 在1680cm-1附近。若用诱导效应看，则电负性大的N原子应使 C=O键力常数增加，吸收峰位应大于1715cm-1；但实际情况相反，这是因中介效应造成的。即N原子上的孤对电子与C=O的电子发生重叠(p- 共轭)，使电子云密度平均化，造成C=O 键力常数降低，故使吸收峰频率移向低波数。

波谱解析IR

*分子的能量: E分子=E移+E转+E振+E电子 E光子=hν光=ΔE振 *化学键的偶极矩与分子的偶极矩(μ): *红外光可分为三个区域: 近红外区（泛频区）: 12500-4000 cm-1 (波数ν); 中红外区（基本振动区） : 4000-400 cm-1 远红外区（转动区） : 400-25 cm-1
空间障碍
COCH3 COCH3 CH3 1663 1686 1693 H3C CH3 COCH3 CH3
跨环效应
环外双键
CH2 CH2
CH2
CH2
1651 O
1657 O
1678
Oห้องสมุดไป่ตู้
1680 O
1716
1745
1775
1810
环内双键
1650
1646
1611
1566
1641
3. 氢键效应: *氢键的形成, 通常可使伸缩振动频率向低波数方向移动, 且谱带变宽。 *对于固态或液态的羧酸, 由于氢键的作用, 分子以二聚体形式存在, 羟基伸缩振动出现在3200-2500cm-1区间, 表现为一个宽而散的吸收峰, 非常特征, 常用于羧酸的鉴定。
• 合频：电磁波的能量正好等于二个基频跃迁能量的总和时，则同时激发二个基频振动到相应激发态，称为合频。 • 差频：电磁波的能量正好等于二个基频跃迁能量之差的吸收谱带。实际为一个振动状态由基态跃迁到激发态，同时另一个振动状态由激发态回到基态的过程。 • 热带：由第一激发态跃迁到第二激发态所产生的吸收谱带称为热带。 • 组频峰（泛频峰）：倍频、合频、差频峰的总称。
亚甲基的振动模式：
谱图解析——正己烷
在 2962cm-1 处的峰是 CH3 基团的不对称伸缩振动。这种不对称伸缩振动范围 2962±10cm-1 ，事实上，存在两个简并的不对称伸缩振动（显示其中一个）。

IR谱图——精选推荐

IR谱图⼀、常见化合物的特征红外吸收谱 1、烷烃的红外光谱例：正庚烷的红外光谱C-H C-H 伸缩振动 ,σ 3000 ~2800 cm-1 强吸收峰 ? C-H 弯曲振动σ1460 cm-1 有⼀强吸收峰-CH 3 的对称弯曲振动特征峰：σ1380 cm-1附近有强吸收峰2、烯烃的红外光谱（1）1-⾟烯的红外谱图* =C-H 伸缩振动：σ3079cm -1；-C-H 伸缩振动：σ2900~2800 cm -1；* C=C 伸缩振动：σ1642cm -1；* -CH=CH2 弯曲振动σ993, 910cm-1；（2）反-2-⾟烯红外光谱RCH=RCH 反式构型⾯外振动特征吸收：σ990~970cm -1（3）顺-2-⾟烯红外光谱RCH=RCH 顺式构型⾯外振动特征吸收：σ690cm -1附近3、1-⼰炔的红外光谱* ≡C-H 伸缩振动：σ3300cm -1附近；饱和-C-H 伸缩振动：σ2900~2800cm -1；* R-C ≡CH 伸缩振动：σ2100~2150cm -14、芳烃类的红外光谱：（参照课本P306图10-10邻、间、对⼆甲苯红外光谱图）附：取代苯在σ2000~1650cm-1区的泛频吸收及在σ900~650cm-1⾯外变形振动产⽣的吸收⾯貌5、含羰基化合物的红外光谱例1：苯⼄醛的红外谱图ΦC-H 伸缩振动吸收: σ3088~3030cm -1;-CHO 的νC-H 的伸缩振动的两个中等强度的特征吸收峰：σ2826cm -1 (-CH2-中的C-H 伸缩振动吸收涵盖其中)，σ2728cm-1C=O 的特征吸收：σ1724cm -1例2：⼄酸⼄酯的红外光谱-CH 2,-CH 3的C-H 伸缩振动峰（m,w ）：σ3000~2800cm -1;酯基中的C=O 伸缩振动峰: σ1743cm -1；-CH 3的不对称变形振动峰和-CH 2 变形振动峰：σ1448cm -1-CH 3的对称变形振动特征峰：σ1374cm -1C-O-C 不对称伸缩振动峰（酯的特征峰）: σ1243cm -1C-O-C 对称伸缩振动峰（酯的特征峰）: σ1048cm -1例3：参照课本P302图10-9壬酸的红外谱图6、含羟基化合物的红外光谱：参照下⾯红外谱图解析中的例1⼆、红外谱图解析例1：化合物C 4H 8O ，根据如下IR 谱图确定结构，并说明依据。

波谱-IR

c—光速3×108m/s
k
k

k—化学键的力常数（N· -1） m —双原子折合质量（kg） μ=
若化学键的力常数k 以（N· -1）为单位，折合质量以原子 m 质量为单位，则可简化为
双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量。化学键越强（K值越大），相对原子质量越小，振动频率越高
例 HCl分子K=4.8×102 N· -1 ,计算出HCl的振动频率。 m
宽峰
尖峰
肩峰
双峰
2、峰强的影响因素
（1）瞬间偶极矩的大小（Δμ）峰强与 Δμ的平方成正比偶极矩的影响因素： a 原子的电负性相邻两个原子电负性相差越大， Δμ ↑，峰强↑ b 分子振动类型 υas ＞ υs ＞ δ c 分子对称性对称性越好， Δμ越小，峰强越小。完全对称， Δμ = 0，无IR峰。氢键的形成 Δμ ↑，峰强↑ 费米共振：倍频峰或组合频峰与某基频峰 d 其它因素相接近时，发生相互作用，使原来很弱的倍频或组合频峰↑ C=C、C=O共轭，峰强↑ （2）跃迁几率分子在跃迁过程中激发态分子占总分子的百分数. 几率大，峰强↑ ，样品浓度↑ ，几率↑
3、多原子分子的振动
（1）分子的振动自由度
振动自由度：基本振动的数目。分子自由度数（3N）= 平动自由度 + 转动自由度 + 振动自由度振动自由度=分子自由度数（3N）- (平动自由度 + 转动自由度) 理论上，每个振动自由度（基本振动数）在红外光谱区均产生一个吸收峰带。
振动自由度与峰数
（分子结构上微小变化指纹区明显改变）
第二章
红外吸收光谱法
Infrared spectroscopy（IR）
第二节
峰强、峰位的影响因素

红外光谱(IR)的原理及其谱图的分析

2、电子效应
a. 诱导效应
b. 诱导效应使基团电荷分布发生变化，从而改变
了键的力常数，使振动频率发生变化.
O 例： R C X
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
精选课件
O
RCX
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
• 推电子基，C=O电荷中心向O移动，C=O极性增强，双键性降低，低频移动； • 吸电子基， C=O电荷中心向几何中心靠近， C=O极性降低，双键性增强，高频移动。
vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) , sh (sharp) 3 峰形：吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)
精选课件
1.峰位
分子内各种官能团的特征吸收峰只出现在红外光波谱的一定范围，如：C=O的伸缩振动一般在1700 cm-1左右。
红外光谱
一、基本原理二、红外光谱仪及样品制备技术三、影响振动频率的因素四、各类有机化合物的红外特征吸收五、红外谱图解析及应用
精选课件
一、基本原理
1.1 近红外、中红外和远红外
波段名称波长 μ
波数（cm-1）
近红外 0.75—2.5
13300－4000
中红外 2.5－25
4000－400
峰的大约2倍处(实际比两倍低)。一般为弱吸收峰。羰基伸缩振动频率在1715cm-1左右，在3400cm-1附近倍频峰，通常与羟基的伸缩振动吸收峰重叠。

红外光谱谱图解析

作判断有无甲基存在的依据。烯烃的C—H弯曲振动在1000~800 cm-1范围，可以借以鉴别各种取代类
型的烯烃。芳烃的C—H弯曲振动主要是900~650 cm-1处的面外弯曲振动，对确定
苯的取代类型很有帮助。
19:06:26
②C—O伸缩振动这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。醇的C—O在1260~1000 cm-1；酚的C—O1350~1200 cm-1；醚的C—O在1250~1100 cm-1；饱和醚常在1125 cm-1出现；芳香醚多靠近1250 cm-1。
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酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分；线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；
19:06:26
羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ，氢键，二分子缔合体；
19:06:26
（4）确定好可能基团后，对指纹区的谱带进行分析
19:06:26
（六）确证解析结果按以下几种方法验证 1、设法获得纯样品，绘制其光谱图进行对照，但必须考虑到样品的处理技术与测量条件是否相同。 2、若不能获得纯样品时，可与标准光谱图进行对照。当谱图上的特征吸收带位置、形状及强度相一致时，可以完全确证。当然，两图绝对吻合不可能，但各特征吸收带的相对强度的顺序是不变的。常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz 学会谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
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3、再根据谱带的位置、强度、宽度等特征，推测官能团可能与什么取代基相连接。
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键）
C=O C-C，C-N，C-O
S-H P-H N-O N-N C-F C-X

第一章IR红外光谱解读

NO2的反对称伸缩
NO2的对称伸缩
2-甲基-1-硝基丙烷的红外光谱
二、红外光谱的解析
1. 由化学式计算不饱和度
＝1＋n4＋(n3－n1)/2
2. 图谱解析特征区指纹区
3. 与标准图谱对照或与其它分析手段相结合
图谱解析的一般步骤
（1）有无羰基？
C=O在1820~1660cm-1范围有强吸收，峰往往是整个谱图中最强的，有中等宽度。
C-H
C=O 1715
O-H面外弯曲
C-O, 1280
~900
庚酸的红外光谱图
9.酯
除C=O伸缩振动外，C-O伸缩振动在1300～1000出现两个吸收峰（芳烷基醚也在该范围有两个峰）
1770 C=O
苯环 1183,1205 C－O
因O-C=O中 O的吸电子效应, 向高波数移动
图1－25 乙酸苯酯的红外光谱图
催化剂表面吸附吡啶的红外振动谱带
相互作用类型
物理吸附(室温可抽除) H键(150 OC可抽除) L酸部位 B酸部位 PyP PyL PyB
波数 /cm-1
1445 1490 1579 — PyH 1450 1490 1595 — 1457 1490 1615 ~1575 1540 1490 1640 ~1620
3300 炔烃CH 伸缩振动
2110 CC伸缩
1-己炔的红外光谱图
4．芳烃
主要特征： Ar－H伸缩；倍频/复合频；苯环伸缩；C-H面外弯曲
倍频/复合频 1660~2000
Ar-H伸缩 3100~3000 饱和C-H 3000~2850 C=C环骨架 1600~1450 一般多个峰 C-H弯曲 880~680 (取代情况) 720

IR-红外光谱解析

烷烃的红外光谱 0
吸收率
100
ν

一般用百分透射率(T)~ 波数(ν)曲线或T~曲线。纵坐标为T% 左(或A：吸收率右），因而吸收峰向下，向上则为谷；横坐标是波数（下方，单位
为cm-1）或波长（上方，单位为µ m）
波数：单位长度（cm）内，波振动的次数

波数：ν =１／λ， ν（cm-1）=104/ λ （μm）透光率：T= I/I0 吸光度： A=lg（I/T）
as
B-2 亚甲基的变形振动（又称弯曲振动) （bending vibration）
基团键角发生周期变化而键长不变的振动
剪式δ
面内变形振动：
摇摆
面外变形振动: 卷（扭）曲振动非平面摇摆
能量高低顺序
不对称伸缩振动对称伸缩振动
面内弯曲振动面外弯曲振动
高频
低频
如：线性分子O＝C＝O（二氧化碳）分子。
碲镉汞检测器（MCT检测器） 5. 记录系统
二、Fourier变换红外光谱仪（FTIR）
光源（硅碳棒、高压汞灯）： Michelson干涉仪：将光源来的信号以干涉图的形式送检测器：往计算机进行Fourier变换计算机：的数学处理，最后将干涉图记录仪：（无色散元件）：还原成光谱图
FTIR光谱仪的优点

频率范围广：可达到45000-6cm-1 准确度高：光通量大，所有频率同时测量灵敏度高：检测10-９-10-12g的样品分辨率高：分辨率0.1- 0.005 cm-1,棱镜型：3cm-1, 光栅型分辨率：0.2cm-1重现性好扫描速度快（＜0.1s），可作快速反应动力学研究，并可与GC、LC联用。色散型:只能观测较窄的扫描一次需8、15、30s等。杂散光不影响检测。对温度湿度要求不高。光学部件简单，不易磨损。

IR谱图解析

B：苯环上H原子的面外变形吸收峰位置取决于苯环的取代类型，即与苯环上相邻H原子的数目有关，与取代基的类型基本上无关。随着邻接H原子数目的增加，C-H面外变形的波数减少。
如：孤氢（1，3，5取代）邻接二氢（1，4取代）邻接三氢（1，3取代；1，2，3取代）邻接四氢（1，2取代）邻接五氢（单取代）
从1460cm-1和1380cm-1峰的相对强度可判断化合物链的长短。
红外谱图解析综述
B：和非碳原子相连时，CH3和CH2的变形振动发生位移。如S-CH3、 O-CH3.光谱解析时需注意。
C：当一个C 原子上存在二个CH3或三个CH3时，1380cm-1峰裂分：异
丙基 CH CH3
CH3
3）。叔丁基
O R-C-H
1740 1730 1700缔合1760游离
O R-C-OM
O R-C-NH2
1650（酰胺谱带I） 16001500和1400
O= =O
1667
红外谱图解析综述
如果C=O基与双键，苯环共轭。C=O基的伸缩振动频率比上述相应位置要低，强度增加。在解析光谱时必须注意。（图8A峰2,B峰4,C峰2,D峰1 酮羰基,峰2羧酸盐羰基,图9A峰2,B峰3,C峰2,D峰3,图10A峰2,B峰1,C峰2,D 峰1,图11A峰3,B峰3,C峰2酰胺谱带Ⅰ,图16B峰3,C峰2）
s -N=C=O -1385（弱）无实用价值。
红外谱图解析综述
3. 双键伸缩振动区（19001200cm-1）主要包括C=C，C=O，-NO2，S=O，P=O等键的伸缩振动和芳环
的骨架振动等。
（1）烯烃：C=C 16801620cm-1 （强度可变）（图2A,B,C,D峰3）共轭作用，波数偏低，强度增加。

红外光谱解析方法(含结构分析实例)

1
无 CH 3 吸收
否定结构 1 和 3
且无芳环对位取代特征吸收
1680 ~ 1630 cm1 无 C O吸收
否定结构 4
续前
综上所述，峰归属如下：
H 3060 ，3040 和3020 cm 1
1 C （芳环） 1600 ， 1584 和 1493 cm C 1 H （单取代） 756 和 702 cm （双峰）
该化合物为结构 2
练习（书后P276题15）
H 3030

as CH 3
C （芳） 1588 ， 1494 和1471 C2925as CH 3
s CH 1380 3 1442 C N 1303， 1268
1 H 748cm （单）
NH 3430 ， 3300 （双）
CH 2 2938 ， 2918 和 2860
CH 2 1452
续前

解: 此题五个化合物有四个含有苯环，其中三个还分别具有 C N ， NH 和C O；
只有化合物2无苯环，但具有 OH
图上可见芳香化合物的一系列特征吸收 3060 ，3040 和3020 cm 1有吸收为芳环 H 1600 ， 1584 和 1493cm 1三处吸收为芳环 C C
示例
CH 3300
NH 3270 H 3030 C C 2100
C （芳环） 1597 ， 1495 ， 1445 C
NH 1533 C N 1323
C O 1638
CH 1268
H 763 ， 694 （双峰）
续前

2 2 9 1 7 7 可能含有苯环解： U 2 1638 cm1强吸收为 C O 3270 cm 1有吸收 NH

2波谱解析-IR

（3）特征峰和相关峰可用于鉴定官能团存在的吸收峰
如—C≡N 的特征吸收峰在2247 cm
-1处。
红外光谱的分区
由于基团的振动频率取决于原子质量（原子种类）和化学键力常数（化学键的类型），因此不同化合物中的同种基团振动频率相近，总会出现在某一范围。
据此，可将红外光谱范围划分为：特征谱带区（4000～1330cm-1，即2.5～7.5μm）指纹区（1333～667cm-1，即7.5～15μm）
分子的振动形式
②变形振动
红外吸收光谱与分子结构关系
（1）基频峰
由基态（n=0）跃迁到第一振动激发态（n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰
振动能级由基态（n=0）跃迁至第二（n=2），第三（n=3），…，第n 振动激发态时，所产生的吸收峰称为倍频峰
倍频（2）泛频
组合频
红外吸收光谱与分子结构关系
①首先查对 ν
C= O
1840～1630cm
－１
(s)的吸收是否存在，如存在，则可
进一步查对下列羰基化合物是否存在： A．酰胺查对 ν B．羧酸查对 ν D．酸酐查对 ν E．酯查对 ν ～3500cm (ms)，有时为等强度双峰是否存在；
－１
N-H O- H
－１
3300～2500cm
C- H
波长与波数的关系
红外光谱图的表示
红外光谱法的特点
（1）应用面广，提供信息多且具有特征性。吸收峰位置，数目及其强度，可鉴定未知化合物的分子结构或确定其化学基团；依据吸收峰的强度与分子或某化学基团的含量有关，可进行定量分析和纯度鉴定。（2）不受样品相态的限制。（3）样品用量少且可回收，不破坏试样，分析速度快，操作方便。（4）现在已经积累了大量标准红外光谱图（如Sadtler 标准红外光谱集等）可供查阅。（5）红外吸收光谱法的局限性：即有些物质不能产生红外吸收峰。此外，红外吸收光谱图上的吸收峰有一些是不能做出理论上的解释的，因此可能干扰分析测定，而且，红外吸收光谱法定量分析的准确度和灵敏度均低于可见、紫外吸收光谱法。

红外吸收光谱法(IR)

特征区
二、影响基团频率的因素 1、内部因素（1）诱导效应（I效应）基团旁的基团电负性越强，诱导效应使振动频率向高波数方向Βιβλιοθήκη 移程度越大。δ-O
O R' R C Cl Cl
O C Cl F
O C F
R
δ+
C
1715cm-1
1800cm-1
1828cm-1
1928cm-1
（2）共轭效应（C效应）分子中大键的共轭效应使基团的吸收频率向低波数方向位移。
样品制备技术
（1）试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中大多数吸收峰的透射比处于15~70%范围内。浓度太小，厚度太薄，会使一些弱的吸收峰和光谱的细微部分不能显示出来；过大，过厚，又会使强的吸收峰超越标尺刻度而无法确定它的真实位置。有时为了得到完整的光谱图，需要用几种不同浓度或厚度的试样进行测绘。（2）试样中不应含有游离水。水分的存在不仅会侵蚀吸收池的盐窗，而且水分本身在红外区有吸收，将使测得的光谱图变形。（3）试样应该是单一组分的纯物质。多组分试样在测定前应尽量预先进行组分分离（如采用色谱法柱分离、蒸馏、重结晶、萃取法等），否则各组分光谱相互重叠，以致对谱图无法进行正确的解释。
（3）单色器
光栅（材料：KBr、NaCl）
（4）检测器
（a）热检测器类型：热电偶、测辐射热计、热电检测器、气体检测器原理：受光辐射后，晶体表面电荷分布发生变化产生信号（b）光检测器类型：硒化铅（PbSe）、汞镉碲（HgCdTe）等原理：受光照射后，导电性发生变化产生信号
（5）记录仪色散型红外光谱仪的缺陷： • 完成一幅红外光谱的扫描需10min，不能测定瞬间光谱的变化，也不能与色谱仪的联用。 • 分辨率低（通过单色器获得的单色光不可能很高）

波谱分析第三章03红外谱图解析

（2） C C 与 C＝C 类似，强度随分子对称性及共轭情况的不同而变化。确切位置取决于 R1 C C R2 中R1和R2基团
R1 C C-H R1 C C -R2
R1＝ R2
强度强
频率低
强度变化大频率高
分子对称无吸收
2140～2100 cm-1 2260～2190 cm-1
48
4、芳烃
振动频率/ cm-1
-O-H 3650 3200 cm-1 确定醇，酚，酸
饱和碳原子上的-C-H
—CH3 —CH2— —CH —
2960 cm-1 2870 cm-1 2930 cm-1 2850 cm-1 2890 cm-1
反对称伸缩振动对称伸缩振动反对称伸缩振动对称伸缩振动弱吸收
3000 cm-1 以下
—CH2— CO — CH2— —CH2— CO —O— —CH2— CO —NH—
1715 cm-1 1735 cm-1 1680 cm-1
酮酯酰胺
2、红外光谱与分子结构
有机化合物基团频率出现在 4000 400 cm-1 ，依据基团的振动形式，分为四个区：
（1） X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）（X=O，N，C，S）
1250、1210 （叔丁基）
正构烷只在3000及1400 cm-1附近出现吸收，n>4 时 720
cm-1有弱吸收；
异构烷除CH3、CH2还有CH的C-H，2890 cm-1强度弱，难辨
认。
44
烷烃
表3-4, (CH2)n结构中亚甲基面内摇摆振动
1168 1367 1386 1468
CH3 –CH – CH2 –CH – CH3

波谱分析第四章IR谱

4.3 红外吸收光谱的基团频率和特征吸收

红外吸收光谱的最大特点是具有特征性。复杂分子中存在许多原子基团，各个原子基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动。分子的振动实质上可归结为化学键的振动，因此 IR谱的特征性与化学键振动的特征性是分不开的。通过研究大量化合物的IR谱后发现，同一类型化学键的振动频率是非常相近的，总是出现在某一范围内，因此，凡是能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰，称为特征吸收峰，其对应频率称为特征频率或基团频率。一个基团除了有特征峰外，往往还有相关峰，他们相互关联且相互佐证。

4.1.2红外光谱区域习惯上按红外线波长，将红外光谱分成三个区域：近红外：0.78-2.5μm（12820-4000cm-1）中红外：2.5-25μm（4000-400cm-1）远红外：25-300μm（400-33cm-1）。其中中红外区是IR谱研究的主要区域。

4.1.3红外光谱图表示法。实例说明。纵坐标：百分透过率；（T﹪）横坐标：吸收频率（cm-1）。
课堂练习
★例１．从下面的红外光谱图判断可能有什么基团存存?没有什么基团存在?

例2．一个化合物的红外光谱如图，推测其结构是Ⅰ还是Ⅱ？
Ⅰ
Ⅱ
4.3.1官能团区

1.区域Ⅰ为O-H、N-H伸缩振动区

表1：不同类型的νO-H,νN-H
波数(cm-1) 3700～3200 3700～3500 3450～3200 ～3535 3000～ 2500 3500～3300 3500～3100 3500～3300 峰的强度附注强、(特征) 在3600～3200cm-1之间有两较强、尖个吸收峰强、宽(特征) 强而宽(很特征) 弱而稍尖弱而尖在气态下可看到游离的0H 峰，一般以二聚体存在 1。胺是双蜂。 2 胺是单峰 3。胺无吸收峰伯酰胺有两个吸收峰仲酰胺只有一个峰叔酰胺无吸收峰

红外IR波谱解析解表

不饱和度＝NC+1+(NN-NH)/2
分析3300~2800 cm-1区域C-H伸缩振动吸收
高于3000 cm-1
不饱和碳C-H伸缩振动，可能为烯、炔，芳香化合物
低于3000 cm-1
饱和C-H伸缩振动吸收
炔2200~2100 cm-1
烯1680~1640 cm-1
芳环1600,1580,1500,1450 cm-1
900~650 cm-1
N-H面外弯曲振动
红外
腈
脂肪族腈2260-2240 cm-1
芳香族腈2240-2222 cm-1
酰胺
3500-3100 cm-1
N-H伸缩振动
1680-1630 cm-1
C=O伸缩振动
1655-1590 cm-1
N-H弯曲振动
1420-1400 cm-1
C-N伸缩
卤化物
C-F1400-730 cm-1
醛基
2820，2720和1750~1700 cm-1三个峰
烷烃
3000~2850 cm-1
C-H伸缩振动
1465~1340 cm-1
C-H弯曲振动
烯烃
3100~3010 cm-1
芳环上C-H伸缩振动
1675~1640 cm-1
C=C骨架振动
1000~675 cm-1
C-H面外弯曲振动
芳香化合物
在1600，1580，1500和1450 cm-1可能出现强度不等的4个峰。
芳香醚
1270~1230 cm-1（为Ar-O伸缩）
1050~1000 cm-1（为R-O伸缩）
醛和酮
1750~1700 cm-1
C=O伸缩
2820，2720 cm-1