常见高分子红外光谱谱图解析
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红外光谱谱图解析
（1）两类基本振动形式 伸缩振动 亚甲基：
变形振动 亚甲基
20:15:05
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
20:15:05
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
Hale Waihona Puke —CH2—CO—O—1735 cm-1 酯
—CH2—CO—NH— 1680 cm-1 酰胺
20:15:05
（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中 扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的 不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
20:15:05
一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
前，要做未知物的初步分析 红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。 解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关 峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的 可能结构。
由 (cm1)
10 4
( m)
可知，2.5~15.4μm波长范围对应于4000cm-
1~650cm-1。大多数有机化合物及许多无机化合物的化学键振动均
落在这一区域 。
20:15:05
3、分子中基团的基本振动形式 basic vibration of the group in molecular
变形振动 亚甲基
20:15:05
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称 υs(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
20:15:05
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
Hale Waihona Puke —CH2—CO—O—1735 cm-1 酯
—CH2—CO—NH— 1680 cm-1 酰胺
20:15:05
（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中 扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的 不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
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一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
前，要做未知物的初步分析 红外光谱谱图的解析更带有经验性、灵活性。 解析主要是在掌握影响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱
带的基础上，按峰区分析，指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关 峰，确定其归属。
在此基础上，再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的 可能结构。
由 (cm1)
10 4
( m)
可知，2.5~15.4μm波长范围对应于4000cm-
1~650cm-1。大多数有机化合物及许多无机化合物的化学键振动均
落在这一区域 。
20:15:05
3、分子中基团的基本振动形式 basic vibration of the group in molecular
红外光谱谱图解析
X—Y，X—H 变形振动区 < 1500 cm-1
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动; C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；
①C—H弯曲振动 饱和C—H弯曲振动包括甲基和次甲基两种。甲基1370~1380 cm-1处，可
双键伸缩振动区 (4)1500 670 cm-1
X—Y伸缩， X—H变形振动区
08:31:12
2、确定分子官能团和基团的吸收峰
（1） X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ） ① —O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；
伸缩振动 甲基：
对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
08:31:12
对称δ s(CH3)1380㎝-1
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
不对称δ as(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
08:31:12
一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
同理，在判断某种基团不存在时也要特别小心，因为某种基团的特征 振动可能是非红外活性的，也可能因为分子结构的原因，其特征吸收变 得极弱。 （五）提出结构式 如果分子中的所有结构碎片都成为已知（分子中的所有原子和不饱和 度均已用完），那么就可以推导出分子的结构式。在推导结构式时，应 把各种可能的结构式都推导出来，然后根据样品的各种物理的、化学的 性质以及红外光谱排除不合理的结构。
正庚烷
正十二 烷
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动; C-C骨架振动等。精细结构的区分。 顺、反结构区分；
①C—H弯曲振动 饱和C—H弯曲振动包括甲基和次甲基两种。甲基1370~1380 cm-1处，可
双键伸缩振动区 (4)1500 670 cm-1
X—Y伸缩， X—H变形振动区
08:31:12
2、确定分子官能团和基团的吸收峰
（1） X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ） ① —O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；
伸缩振动 甲基：
对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1
变形振动 甲基
08:31:12
对称δ s(CH3)1380㎝-1
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
不对称δ as(CH3)1460㎝-1
二、解析红外光谱图
08:31:12
一个未知化合物仅用红外光谱解析结构是十分困难的。一般在光谱解析
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
同理，在判断某种基团不存在时也要特别小心，因为某种基团的特征 振动可能是非红外活性的，也可能因为分子结构的原因，其特征吸收变 得极弱。 （五）提出结构式 如果分子中的所有结构碎片都成为已知（分子中的所有原子和不饱和 度均已用完），那么就可以推导出分子的结构式。在推导结构式时，应 把各种可能的结构式都推导出来，然后根据样品的各种物理的、化学的 性质以及红外光谱排除不合理的结构。
正庚烷
正十二 烷
FTIR红外光谱原理及图谱解析(一)(精)
谱图解析——2,3-二甲基丁烷
1380和1365cm-1，是CH3”伞“形弯 曲振动峰，在正己烷中，这是一个 单峰；在 2,3- 二甲基丁烷中，两个 CH3 基团联在同一个季碳上，这个 峰就裂分成双峰，表明有叔－丁基 基团存在。
谱图解析——2,3-二甲基丁烷
指纹区：在这个区域与标准谱比 较即可对该样品定性，注意这个 样品没有 720cm-1 的 CH2 的摇摆 振动峰。
问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查 IR 光源参数: Optic Source Setting: MIR Source OK ? 检查IR光源: 取出光源 (警告, 光源是热的): 发光吗? 不 关闭仪器，更换光源
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
Check signal 没有信号
在干涉图测试数据点之间，我们必须进行数学插值。
这个过程，透光率的准确度受到影响。
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
尖桩篱栅效应
为了避免尖桩篱栅效应，在FT变换之前必须在干涉图的尾部增加强度值 为0的数据点，这个过程就是所谓：充零。
FT-IR: 基本原理 ...
测试
打开测试窗口
或
Measure ...Measurement
带宽限制 有折叠可能 尖桩篱栅效应
谱图充零
相位校正
得到的干涉图不是对称的
相位问题
FT-IR: 基本原理 ...
谱图范围
谱图范围的选择，决定了仪器采用的光学组件
FT-IR: 基本原理 ...
分辨率
两个不同频率的单色光，得到的干涉图以及相应的谱图。
Байду номын сангаас
红外光谱分析图
红外光谱分析图用红外光谱仪测试塑料薄膜的红外光谱非常简单。
由于采用厚度适当的透明薄膜，故可直接使用。
经过校正后可得到图1所示的图谱。
这是最简单的高分子光谱图，它只在2 916,2 849, 1 463和719cm-‘四处出现了吸收峰，说明该分子结构中不含苯环、按基、经基等官能团，只含有亚甲基一CHZ，其中2 916cm-‘对应反对称伸缩振动，2 849cm-‘对应对称伸缩振动，1 463cm-‘对应弯曲振动，据此可初步判断该材料为聚乙烯。
至于719cm-‘对应的峰可以不解读。
据资料介绍，该峰为}CHZ]n ( n } 4)弱吸收峰，用于判断碳链的长短，碳链越长，吸收峰越强[2]。
仔细观察可发现该处实际是双吸收峰。
低波数对应无定形聚乙烯吸收峰，高波数对应结晶态聚乙烯吸收峰[3]。
因此可认定该材料就是聚乙烯。
事实上，通过随设备所附图库也能检索出该材料类别，如图2所示，上半部分为试样谱图，下半部分为标准聚乙烯谱图，吻合率达99%以上，即可得出结论。
当然，也可以根据经验来判断。
通常用来制作薄膜的塑料无非聚乙烯(PE) ,聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等几种，其中以PE和PVC价格低廉，来源广泛，是首先考虑的材料，而PVC由于氯原子的取代作用将使图谱发生很大变化，而且PVC薄膜中含有大量的添加剂，做光谱前一般需进行分离提纯，直接做谱图不可能得到图1所示的简单图谱。
因此可以确定，图1的材料就是PE。
图3所示为另一PE样品的红外光谱，它与图1基本相同。
由于PE中少量烯端基的存在，在909和990cm-‘有时能看到弱谱带，分别对应于RCH=CHZ中反式CH面外弯曲振动及CHZ面内弯曲振动。
图3中，1 720cm-‘处的小峰是由于含拨基的添加剂引起的，不是PE本身的峰。
图4所示为均聚PP红外光谱。
由于每两个碳就有一个甲基支链，因而除了1 460cm-‘的CH湾曲振动外，还有很强的甲基弯曲振动谱带出现在1 378cm-' o CH3和CH的伸缩振动与CHZ的伸缩振动叠加在一起，出现了2 8003 OOOcm-‘多重峰。
常见高分子红外光谱谱图解析
h2chchcch2cchch2hh2ccchch2h2ch12顺式14反式14990910cm1775741690cm1970cm112聚丁二烯3072cm1chch2伸缩振动3005cm1chch2伸缩振动2915cm1ch2不对称伸缩振动2840cm1ch2对称伸缩振动1640cm1cc伸缩振动1417cm1ch2弯曲振动991cm1chch2面外变形905cm1chch2面外变形824顺式14聚丁二烯3072cm1chch2伸缩振动3005cm1chch2伸缩振动2915cm1ch2不对称伸缩振动2843cm1ch2对称伸缩振动1639cm1cc伸缩振动1435cm1ch2弯曲振动992cm112chch2面外变形965cm1反式14chch面外变形910cm112chch2面外变形727cm1ch22面外变形用于橡胶的顺式14丁二烯的光谱中730cm1的宽强吸收很特征但反式14和12结构的吸收虽弱但仍很明显
1085、1015 cm－1 830 cm－1
>C=O 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动
－C(CH3)2 弯曲振动 －C－O－C－ 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动 对位取代苯环 ＝CH 面内变形 对位取代苯环 ＝CH 面外变形
15 / 24
13.聚对苯二甲酸乙二醇酯
3055 cm－1 2969 cm－1 2908 cm－1 1717 cm－1 1614、1579、1506、1454 cm－1 1472 cm－1 1265、1130 cm－1 1600、1582、1492、1452 cm－1 1021 cm－1 973 cm－1
1736 cm－1 1448 cm－1 1379 cm－1 1255、1165 cm－1 1026 cm－1 854 cm－1
18.聚甲基丙烯酸酯
1085、1015 cm－1 830 cm－1
>C=O 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动
－C(CH3)2 弯曲振动 －C－O－C－ 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动 对位取代苯环 ＝CH 面内变形 对位取代苯环 ＝CH 面外变形
15 / 24
13.聚对苯二甲酸乙二醇酯
3055 cm－1 2969 cm－1 2908 cm－1 1717 cm－1 1614、1579、1506、1454 cm－1 1472 cm－1 1265、1130 cm－1 1600、1582、1492、1452 cm－1 1021 cm－1 973 cm－1
1736 cm－1 1448 cm－1 1379 cm－1 1255、1165 cm－1 1026 cm－1 854 cm－1
18.聚甲基丙烯酸酯
手把手教你红外光谱谱图解析
手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。
3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。
图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。
N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。
为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。
U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：分子吸收一定频率红外线，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。
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。
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。
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。
19:06:26
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。
19:06:26
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
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。
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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；
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羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
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（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
红外光谱谱图分析PPT课件
酰 δ （ N -H）（ 面 内 ）
胺
υ （Ｃ－Ｎ）
δ （ N -H）（ 面 外 ）
δ (OCN)
叔 酰
υ （ C=O）
胺
υ （Ｃ－Ｎ）
谱带名称
酰胺Ⅰ谱带 酰胺Ⅱ谱带 酰胺Ⅲ谱带 酰胺Ⅳ谱带
酰胺Ⅰ谱带 酰胺Ⅱ谱带 酰胺Ⅲ谱带 酰胺Ⅳ谱带 酰胺Ⅴ谱带
游离 3500 cm -1 3400 cm -1 1690 cm -1 1600 cm -1 1400 cm -1 700 cm -1
水（溶液）3710 cm-1 分子间氢键随浓度而变，
水（固体）3300cm-1 而分子内氢键不随浓度
结晶水 3600-3450 cm-1 而变。
2021/4/22
可编辑课件PPT
16
羟基受氢键的影响
3515cm-1
2895 cm-1
3640cm-1
2950cm-1 3350cm-1
乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
1562
1386 1240
1613
1340
1490 1448
1313
1065 967 938
690
757
572 509
10 00
不同酰胺吸收峰数据
谱带类型
υ （ N-H）
伯 酰 胺
υ （ C=O） δ （ N -H）（ 面 内 ）
υ （Ｃ－Ｎ）
δ （ N -H）（ 面 外 ）
υ （ N-H）
仲
υ （ C=O）
2021/4/22
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17
0．01M 0．1M 0．25M 1．0M
2021/4/22
可编辑课件PPT
18
醇
2021/4/22
红外光谱谱图解析
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 CH3 对称伸缩2872cm-1±10 CH2不对称伸缩2926cm-1±10 CH3不对称伸缩2962cm-1±10
-（CH2）nn
19:06:26
a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。 b)C—C骨架振动明显
H C C H3 C H3
C H3 C
—CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
1735 cm-1 酯
—CH2—CO—NH— 1680 cm-1 酰胺
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（四）从分子中减去己知基团所占用的原子，从分子的总不饱和度中 扣除已知基团占用的不饱和度。根据剩余原子的种类和数目以及剩余的 不饱和度，并结合红外光谱，对剩余部分的结构做适当的估计
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。
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅 根据某一谱带即下该基团存在的结论。
同理，在判断某种基团不存在时也要特别小心，因为某种基团的特征 振动可能是非红外活性的，也可能因为分子结构的原因，其特征吸收变 得极弱。 （五）提出结构式 如果分子中的所有结构碎片都成为已知（分子中的所有原子和不饱和 度均已用完），那么就可以推导出分子的结构式。在推导结构式时，应 把各种可能的结构式都推导出来，然后根据样品的各种物理的、化学的 性质以及红外光谱排除不合理的结构。
红外光谱谱图解析ppt课件
29
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
δ as1460 cm-1 δ s1380 cm-1
重 叠
CH2 δ s1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 CH3 对称伸缩2872cm-1±10 CH2不对称伸缩2926cm-1±10 CH3不对称伸缩2962cm-1±10
12:59:55
14
1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2)2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
(3)2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区
1170cm-1
1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
4:5 1195 cm-1
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
31
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。
n=1 770~785 cm-1 （中 ） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
正溴丁烷的波谱解析 troscopy，IR
12:59:55
1
概述 introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
近红外区：低能电子 跃迁、含氢原子团伸 缩振动的合频吸收； 稀土、过渡金属
中红外区： 远红外区：纯转动能 级跃迁，变角、骨架 振动；异构体、金属 有机物、氢键
红外光谱谱图解析
C-H，N-H，O-H
1500
1000 500
指纹区
第27页，共69页。
三、各类化合物的红外光谱特征
2022/1/31
第28页，共69页。
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-
1
δas1460 cm-1
重
CH3
叠
δs1380 cm-1
CH2 δs1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
⑤红外光谱测定条件和制样方法及所用仪器分辩率。
2022/1/31
第9页，共69页。
（二）计算不饱和度
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如：乙烯 变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 可按下式进行不饱和度的计算：
UN= （2 + 4n6 + 3n5 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n6，n5， n4 ， n3 ， n1 分别为分子中六价，五价，……，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目 ，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2 UN = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
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第10页，共69页。
（三）从特征频率区中确定主要官能团取代基
与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率——基团特征频率（ 特征峰）；
例： 2800 3000 cm-1 —CH3 特征峰； 1600 1850 cm-1 —C=O 特征峰；
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：
在判断存在某基团时，要尽可能地找出其各种相关吸收带，切不可仅根据某 一谱带即下该基团存在的结论。
红外光谱谱图解析Ppt讲课文档
（1）两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
变形振动
亚甲基
202222//44//1133
第六页，共六十九页。
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称
υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称
υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
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对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
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第四页，共六十九页。
２、为什么红外光谱图纵坐标的范围为4000~400 cm-1？
红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75~1000μm（1μm=10-4 cm）范围。
0.75~2.5μm为近红外区 2.5~25μm为中红外区
25~1000μm为远红外区 2.5~15.4μm的中红外区应用最广
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第二页，共六十九页。
一、认识红外光谱图
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第三页，共六十九页。
1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）：很
强；s（strong）：强；
m（medium）：中强；
w（weak）：弱。
峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰
、双峰等类型
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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第十四页，共六十九页。
1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1
依据基团的振动形式，分为四个区：
(1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）
伸缩振动 亚甲基：
变形振动
亚甲基
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甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称
υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称
υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
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对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
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２、为什么红外光谱图纵坐标的范围为4000~400 cm-1？
红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75~1000μm（1μm=10-4 cm）范围。
0.75~2.5μm为近红外区 2.5~25μm为中红外区
25~1000μm为远红外区 2.5~15.4μm的中红外区应用最广
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一、认识红外光谱图
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第三页，共六十九页。
1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）：很
强；s（strong）：强；
m（medium）：中强；
w（weak）：弱。
峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰
、双峰等类型
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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1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1
依据基团的振动形式，分为四个区：
(1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S）
常见高分子红外光谱谱图解析
常见高分子红外光谱谱图解析1. 红外光谱的基本原理1）红外光谱的产生能量变化ννhch==E-E=∆E12ννh∆E=对于线性谐振子μκπνc21=2）偶极矩的变化3）分子的振动模式多原子分子振动伸缩振动对称伸缩不对称伸缩变形振动AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆AX3：对称变形、反对称变形. 不同类型分子的振动线型XY2：对称伸缩不对称伸缩弯曲弯曲型XY2：不对称伸缩对称伸缩面内弯曲（剪式）面内摇摆面外摇摆卷曲平面型XY3：对称伸缩不对称伸缩面内弯曲面外弯曲角锥型XY3：对称弯曲不对称弯曲面内摇摆4）聚合物红外光谱的特点1、组成吸收带2、构象吸收带3、立构规整性吸收带4、构象规整性吸收带5、结晶吸收带2 聚合物的红外谱图1）聚乙烯各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。
在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。
要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。
这些光谱之间的差别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。
低压聚乙烯（热压薄膜）中压聚乙烯（热压薄膜）高压聚乙烯（热压薄膜）2.聚丙烯无规聚丙烯等规聚丙烯的红外光谱中，在1250-830 cm－1区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带（1165、998、895、840 cm－1）。
这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链的螺旋状排列有关。
3.聚异丁烯CH3H2C CnCH3丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。
H2 CHCHC CH2C CHCH2HH2CC CHCH2H2CH 1，2- 顺式1，4- 反式1，4-990、910 cm－1 775、741、690 cm－1 970 cm－1 1，2-聚丁二烯顺式1，4-聚丁二烯用于橡胶的顺式1，4-丁二烯的光谱中，730 cm－1的宽强吸收很特征，但反式1，4-和1，2-结构的吸收虽弱但仍很明显。
常见有机物红外谱图解析
对氯苯腈的红外光谱
异氰酸苯酯的红外光谱
CH3-(CH2)5-CH=CH2的红外光谱
饱和C-H伸缩振动(2960~2853cm-1) CH3基反对称变形振动(1460cm-1)和CH2剪式变形振动(1468cm-1)的重叠 CH3基对称变形振动(1380cm-1) -(CH2)n，当n>4时的面内摇摆振动(720cm-1)
1468cm-1, -CH3反 对称弯曲振动峰。
谱图解析——1-己醇
1455cm-1,-CH2 剪刀弯曲振动 峰。
谱图解析——1-己醇
1430cm-1,-OH 弯 曲 振 动 峰 ， 一 般 波 数 范 围 ： 1400± 100cm-1，这个宽峰被CH弯 曲模式峰掩盖。
谱图解析——1-己醇
1379cm-1,-CH3 伞形弯曲振动 峰。
谱图解析——1-己醇
660cm-1,-OH 摇 摆 振 动 峰，这是由于OH基团 的存在的另外一个宽 峰。
谱图解析——己醛
己醛 你能将醛基的红外吸收峰分辨开 来吗？
谱图解析——己醛
3420cm-1, 是C=O在 1727cm-1 处 的 倍 频 峰。
谱图解析——己醛
这 是 C-H 伸 缩 振 动 区。
谱图解析——己醛
2717cm-1, -CHO伸缩/弯曲（第二 个）。一般波段范围： 2735±15cm-1 。 这 个 峰 不 会 被 CH伸缩振动峰覆盖，这个峰与C=O 伸缩振动峰（1727cm-1)同时出现 是醛的一个很好的证据。
谱图解析——己醛
1727cm-1, C=O伸缩振 动峰。这个峰的位置是 醛的特征峰。共扼会使 伸缩振动峰向低频方向 移动。
谱图解析——庚酸
2960cm-1,-CH3 反对称伸缩振动 峰。
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C=C 伸缩振动 苯环-CH=CH－CH2－ 弯曲振动 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形 （1，2-）-CH=CH2 面外变形 单取代苯环 ＝CH 面外变形
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6.丁二烯丙烯腈共聚物
2923 cm－1 2848 cm－1
2236 cm－1
1639 cm－1 1440 cm－1 968 cm－1 917 cm－1
对称伸缩
不对称伸缩
弯曲
1 / 24
弯曲型 XY2：
不对称伸缩
对称伸缩
面内弯曲（剪式）
面内摇摆 平面型 XY3：
面外摇摆
卷曲
对称伸缩
不对称伸缩
面内弯曲
面外弯曲 角锥型 XY3：
对称弯曲
不对称弯曲
2 / 24
面内摇摆
4）聚合物红外光谱的特点 1、组成吸收带 2、构象吸收带 3、立构规整性吸收带 4、构象规整性吸收带 5、结晶吸收带
常见高分子红外光谱谱图解析
1. 红外光谱的基本原理
1）红外光谱的产生
能量变化
2 1 h hc
h
1
对于线性谐振子
2c
2）偶极矩的变化
3）分子的振动模式 多原子分子振动 伸缩振动
变形振动
. 不同类型分子的振动
线型 XY2：
对称伸缩 不对称伸缩 AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆 AX3：对称变形、反对称变形
8 / 24
5.丁二烯苯乙烯共聚物
H2 C
C H
H
H2
C
C
CH
3067、3023 cm－1 2915 cm－1 2842 cm－1 1639 cm－1
1600、1492 cm－1 1442 cm－1 966 cm－1 911 cm－1
757、699 cm－1
（苯环）=CH 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
顺式 1，4-聚异戊二烯
H3C C
H2C C
CH2
H
反式 1，4840 cm－1
H2 H CC
C CH3
CH2 3，4889 cm－1
3034 2960 cm－1 2927 cm－1 2853 cm－1
2236 cm－1
1663 cm－1 1448 cm－1 1375 cm－1 887 cm－1 835 cm－1
－CH3 不对称伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动
－CH3 对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
－CH2－ 弯曲振动 －CH3 对称变形振动 －CH3 面外摇摆振动 －CH3 面内摇摆振动
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等规聚丙烯
等规聚丙烯的红外光谱中，在 1250-830 cm－1 区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带 （1165、998、895、840 cm－1）。这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链 的螺旋状排列有关。
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4.聚丁二烯
丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。
H2 H CC
CH2 H2C CC
HC CH2
1，2990、910 cm－1
H
H
顺式 1，4-
775、741、690 cm－1
1，2-聚丁二烯
CH2
H
CC
H
H2C
反式 1，4-
970 cm－1
3072 cm－1 3005 cm－1 2915 cm－1 2840 cm－1 1640 cm－1 1417 cm－1 991 cm－1 905 cm－1
3.聚异丁烯
CH3
H2
CC
n
CH3
2975 cm－1
－CH3 不对称伸缩振动
2950 cm－1
－CH2－ 不对称伸缩振动
2894 cm－1
－CH3 对称伸缩振动
1471 cm－1
－CH2－ 弯曲振动
1388、1365 cm－1
>C-(CH3)2 对称变形振动
1229 cm－1
骨架振动
聚异丁烯的光谱是很简单的，异丙基结构为其主要特征。
-CH=CH2 伸缩振动 -CH=CH2 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 （1，2-）-CH=CH2 面外变形 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形 （1，2-）-CH=CH2 面外变形 －（CH2）2－ 面外变形
用于橡胶的顺式 1，4-丁二烯的光谱中，730 cm－1 的宽强吸收很特征，但反式 1，4-和 1， 2-结构的吸收虽弱但仍很明显。
－CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C N 伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形 （1，2-）-CH=CH2 面外变形
10 / 24
7.聚异戊二烯
三种可合成异构体
H3C C
H C
CH2 H2C
顺式 1，4-（天然橡胶） 833 cm－1
-CH=CH2 伸缩振动 -CH=CH2 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形
7 / 24
顺式 1，4-聚丁二烯
3072 cm－1 3005 cm－1 2915 cm－1 2843 cm－1 1639 cm－1 1435 cm－1 992 cm－1 965 cm－1 910 cm－1 727 cm－1
别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基
团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。
3 / 压聚乙烯（热压薄膜）
高压聚乙烯（热压薄膜）
4 / 24
低压 中压 高压 2.聚丙烯
无规聚丙烯
888cm－1 990cm－1 909cm－1 970cm－1 990cm－1 909cm－1 888cm－1
>C＝CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 反式-CH=CH- 面外变形 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 >C＝CH2 面外变形
2953 cm－1 2917 cm－1 2873 cm－1 2845 cm－1 1459 cm－1 1377 cm－1 1156 cm－1 971 cm－1
2 聚合物的红外谱图 1）聚乙烯
2919cm-1
－CH2－ 不对称伸缩振动
2851 cm-1
－CH2－ 对称伸缩振动
1467 cm-1
－CH2－ 弯曲振动
725 cm-1
－（CH2）n－（n≥4） 面内摇摆振动
各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。
要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。这些光谱之间的差
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6.丁二烯丙烯腈共聚物
2923 cm－1 2848 cm－1
2236 cm－1
1639 cm－1 1440 cm－1 968 cm－1 917 cm－1
对称伸缩
不对称伸缩
弯曲
1 / 24
弯曲型 XY2：
不对称伸缩
对称伸缩
面内弯曲（剪式）
面内摇摆 平面型 XY3：
面外摇摆
卷曲
对称伸缩
不对称伸缩
面内弯曲
面外弯曲 角锥型 XY3：
对称弯曲
不对称弯曲
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面内摇摆
4）聚合物红外光谱的特点 1、组成吸收带 2、构象吸收带 3、立构规整性吸收带 4、构象规整性吸收带 5、结晶吸收带
常见高分子红外光谱谱图解析
1. 红外光谱的基本原理
1）红外光谱的产生
能量变化
2 1 h hc
h
1
对于线性谐振子
2c
2）偶极矩的变化
3）分子的振动模式 多原子分子振动 伸缩振动
变形振动
. 不同类型分子的振动
线型 XY2：
对称伸缩 不对称伸缩 AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆 AX3：对称变形、反对称变形
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5.丁二烯苯乙烯共聚物
H2 C
C H
H
H2
C
C
CH
3067、3023 cm－1 2915 cm－1 2842 cm－1 1639 cm－1
1600、1492 cm－1 1442 cm－1 966 cm－1 911 cm－1
757、699 cm－1
（苯环）=CH 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
顺式 1，4-聚异戊二烯
H3C C
H2C C
CH2
H
反式 1，4840 cm－1
H2 H CC
C CH3
CH2 3，4889 cm－1
3034 2960 cm－1 2927 cm－1 2853 cm－1
2236 cm－1
1663 cm－1 1448 cm－1 1375 cm－1 887 cm－1 835 cm－1
－CH3 不对称伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动
－CH3 对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
－CH2－ 弯曲振动 －CH3 对称变形振动 －CH3 面外摇摆振动 －CH3 面内摇摆振动
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等规聚丙烯
等规聚丙烯的红外光谱中，在 1250-830 cm－1 区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带 （1165、998、895、840 cm－1）。这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链 的螺旋状排列有关。
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4.聚丁二烯
丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。
H2 H CC
CH2 H2C CC
HC CH2
1，2990、910 cm－1
H
H
顺式 1，4-
775、741、690 cm－1
1，2-聚丁二烯
CH2
H
CC
H
H2C
反式 1，4-
970 cm－1
3072 cm－1 3005 cm－1 2915 cm－1 2840 cm－1 1640 cm－1 1417 cm－1 991 cm－1 905 cm－1
3.聚异丁烯
CH3
H2
CC
n
CH3
2975 cm－1
－CH3 不对称伸缩振动
2950 cm－1
－CH2－ 不对称伸缩振动
2894 cm－1
－CH3 对称伸缩振动
1471 cm－1
－CH2－ 弯曲振动
1388、1365 cm－1
>C-(CH3)2 对称变形振动
1229 cm－1
骨架振动
聚异丁烯的光谱是很简单的，异丙基结构为其主要特征。
-CH=CH2 伸缩振动 -CH=CH2 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 （1，2-）-CH=CH2 面外变形 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形 （1，2-）-CH=CH2 面外变形 －（CH2）2－ 面外变形
用于橡胶的顺式 1，4-丁二烯的光谱中，730 cm－1 的宽强吸收很特征，但反式 1，4-和 1， 2-结构的吸收虽弱但仍很明显。
－CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C N 伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形 （1，2-）-CH=CH2 面外变形
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7.聚异戊二烯
三种可合成异构体
H3C C
H C
CH2 H2C
顺式 1，4-（天然橡胶） 833 cm－1
-CH=CH2 伸缩振动 -CH=CH2 伸缩振动 －CH2－ 不对称伸缩振动 －CH2－ 对称伸缩振动
C=C 伸缩振动 －CH2－ 弯曲振动 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形
7 / 24
顺式 1，4-聚丁二烯
3072 cm－1 3005 cm－1 2915 cm－1 2843 cm－1 1639 cm－1 1435 cm－1 992 cm－1 965 cm－1 910 cm－1 727 cm－1
别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基
团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。
3 / 压聚乙烯（热压薄膜）
高压聚乙烯（热压薄膜）
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低压 中压 高压 2.聚丙烯
无规聚丙烯
888cm－1 990cm－1 909cm－1 970cm－1 990cm－1 909cm－1 888cm－1
>C＝CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 反式-CH=CH- 面外变形 -CH=CH2 面外变形 -CH=CH2 面外变形 >C＝CH2 面外变形
2953 cm－1 2917 cm－1 2873 cm－1 2845 cm－1 1459 cm－1 1377 cm－1 1156 cm－1 971 cm－1
2 聚合物的红外谱图 1）聚乙烯
2919cm-1
－CH2－ 不对称伸缩振动
2851 cm-1
－CH2－ 对称伸缩振动
1467 cm-1
－CH2－ 弯曲振动
725 cm-1
－（CH2）n－（n≥4） 面内摇摆振动
各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。
要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。这些光谱之间的差