红外光谱-全
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
表15.1 典型无机化合物的紧张基团频率（/cm-1）之相礼和热创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(m)CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(w)CH:970～960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w) CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m) ～对双取代:860～790(vs)醇类R-OH OH:3700～3200(变)OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类Ar-OH OH：3705～3125(s)C=C:1650～1430(m)OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O-R＇CO:1230～1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m)C=O:1740～1690(m)OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O:1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000(s)胺-NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1340～1250(s)-NH NH:3500～3300(m)NH:1650～1550(vw)CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1350～1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s)CN:1420～1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s)NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s) CN+NH:1310～NH+CN:1750～1515(m)1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈-C≡N C≡N:2260～2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565～1543(s)NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)Ar-NO2NO2:1550～1510(s)NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m)CH:1175～1000(w)CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w)C=C及C=N:1580～1520(m)CH:1000～960(m)CH:825～775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸取强度很强，强，中，弱，很弱.中红外光谱区一样平常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多少个波段.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，由于折合质量小，以是波数高，次要有以下五种基团吸取● 醇、酚中O —H ：3700～3200cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐，强度为ｓ缔合的O —H 在低一侧， 峰形宽钝， 强度为ｓ● 羧基中O —H ： 3600～2500cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐，强度为ｓ缔合可延伸至2500 cm-1，峰非常宽钝，强度为ｓ● N —H ： 3500～3300 cm-1， 伯胺有两个H ，有对称和非对称两个峰，强度为ｓ—ｍ叔胺无H ，故无吸取峰●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C ：(及苯环上C-H)3090～3030cm-1强度为ｍ～3300 cm-1强度为ｍ● 醛基中C —H ：～2820及～2720两个峰强度为ｍ－ｓ ★2500～2000 cm-1 为叁键和累积双键伸缩振动吸取峰，次要包含－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，呈现中等强度的吸取.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取区，这个波段也是比较紧张的区域，次要包含以下几种吸取峰带.●C=O伸缩振动，出如今1960～1650 cm-1，是红外光谱中很特征的且每每是最强的吸取峰，以此很容易判别酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的无机化合物.●C=N、C=C、N=O的伸缩振动，出如今1675～1500 cm-1.在这波段区中，单核芳烃的C=C骨架振动（呼吸）呈现2～4个峰（中等至弱的吸取）的特征吸取峰，通常分为两组，分别出如今1600 cm-1和1500 cm-1左右，在确定有否芳核的存在时具有紧张意义.●苯的衍生物在2000～1670 cm-1波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数.由于吸取强度太弱，运用价值不如指纹区中的面外变形振动吸取峰，如图15.9所示.如在分析中有必要，可加大样品浓度以进步其强度.图15.9 苯环取代类型在2000～1667cm-1和900～600cm-1的谱形★1500～1300 cm-1饱和C—H变形振动吸取峰，—CH3出如今1380及1450 cm-1两个峰，出如今1470 cm-1，出如今1340 cm-1.这些吸取带强度均为m至w .指纹区指纹区：波数范围为1300～600cm-1.指纹区可以分为两个波段：★1300～900cm-1这个波段区的光谱信息很丰富，较为次要的有如下几种：●几乎全部不含H的单键的伸缩振动，如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O等，其中C—O的伸缩振动在1300～1000cm-1，是该区吸取最强的峰，较易辨认.●部分含H基团的弯曲振动，如RCH=CH2，端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两个吸取峰；RCH=CHR反式结构的C—H吸取峰为970 cm-1（顺式为690 cm-1）等.●某些较重原子的双键伸缩振动，如C=S、S=O、P=O等.此外，某些分子的团体骨架振动也在此区发生吸取.★900～600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸取：●长碳链饱和烃，，n≥4时，呈现722cm-1有一中至强的吸取峰，n减小时，变大；●苯环上C—H面外变形振动吸取峰的变更，可以判别取代状况，此区域的吸取峰比泛频带2000～1670cm-1灵敏，因而更具运用价值，见所示.其吸取峰地位为：无取代的6个C—H，670～680cm-1，单吸取带；苯：单取代苯：5个C—H，690～700cm-1，740～750cm-1，两个吸取带；邻位双取代4个C—H，740～750cm-1，单吸取带；苯：间位双取代3个C—H，690～700cm-1，780～800cm-1，两个吸取带；苯：另一个C—H，～860cm-1，弱带，供参考；对位双取代2个C—H，800～850cm-1，单吸取带.苯：这些吸取带的强度为中等（偶然强）。
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
红外光谱(最全最详细明了)课件
THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合 压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中， 涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪 。
避免样品中的水分和二 氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热 稳定。
调整仪器至最佳状态，如光 路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结 果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析 等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确 保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中 ，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品 ；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质 量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识， 以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员 需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细 明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶 极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振 动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清 理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和 湿度的稳定，避免仪器受到
2红外光谱
C-H (2000－1667cm-1)
-(CH2)n- (900－600cm-1)
一、红外光的区划
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波
近红外区：0.76~2.5μm 主要用于研究O-H、N-H、C-H键的倍频吸收或组
频吸收，此区域吸收峰强度较弱。
中红外区：2.5~25μm （400-5000cm-1） 振动、伴随转动光谱主要研究
基本形式 伸缩振动：原子沿键轴方向伸缩，键长变化但键角不变的振动。 变形振动：基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动。又称 弯曲振动或变 角振动。 下图给出了各种可能的振动形式（以甲基和亚甲基为例）。
HH C
对称伸缩振动 s
symmetric stretching
HH C
面内弯曲振动或剪切振动 s
红外吸收强度
红外吸收强度由振动时偶极矩变化的大小决定。 分子中含有杂原子时，其红外谱峰一般都较强。
如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对
称性低，其振动峰强度就大。峰强度可用很强（vs）、强（s）、 中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。
五 、红外谱图解析
红外吸收波段
面内弯曲振动 ✓ 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹 ✓ 注：相关峰常出现在指纹区
• 经典力学导出的波数计算式为近似式。因 为振动能量变化是量子化的，分子中各基 团之间、化学键之间会相互影响,即分子 振 动的波数与分子结构（内因）和所处的化 学环境（外因）有关。
六、影响吸收峰位的因素
1．内部因素：化学键的振动频率不仅与其性质有关， 还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特 征吸收并不总在一个固定频率上。 （1）诱导效应（吸电效应）： 使振动频率移向高波数区
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
化合物 基团 表15.1典型有机化合物的重要基团频率（岱/cm-1）X-H 伸缩振动区参键区 双键伸缩振动区 部分单键振动和指纹区 烷烧 -CH 3 "asCH 2962 土 10(s)尸 sCH 2872 土 10(s)-CH 2-”asCH 2926 土 10(s)F CH 3040 〜3010(m)u sCH 2853 土 10(s)尸 CH2890 土10(s)P C =C 1695 〜1540(m)闽asCH 1450 土 10(m)8 sCH 1375 土 5(s)& CH 1465 土 20(m)3 C H 〜1340(w)SCH 1310 〜1295(m)快烧 芳烧 VCH 3040 〜3010(m)u CH R 3300(m) • CH 3100 〜3000(变)弓 C =C 1695 〜1540(w)A AC ：2270 〜2100(w)泛频:2000 〜1667(W ) 凹 C =C 1650 〜1430(m)2〜4个峰Y CH 770 〜665(S )Y CH 970 〜960(s)醇类 R-OHvOH3700 〜3200(变)a CH 1250 〜1000(w)V CH 910 〜665单取代：770〜730(vs)R 700(s)邻双取代:770〜735(vs) 间双取代:810〜750(vs)725 〜680(m) 900 〜860(m)〜对双取代:860〜790(vs)1OH 1410 〜1260(w)酚类 Ar-OH 吧 OH 3705 〜3125(S )CO 1250 〜1000(s)V OH 750 〜650(S )脂肪酰R-O-R 酮- I 1 —HC U QR — 醛-N o “CH: Q 2820, Q 2720(W )双峰“O H 3400〜2500(m)y C =C 1650 〜1430(m)P C =O Q 1715(vs)匕C =O Q 1725(vs)3 OH 1390 〜1315(m)VCO 1335 〜1165(S )VCO 1230 〜1010(S )fF酸 CN Q o 酯 |- "胺-NH 2泛频 vC=O Q 3450(W )vNH23500 〜3300(m)双峰酰胺 -NHVNH 3500 〜3300(m)VasNH Q 3350(S)V C=o1740 - -1690(m)5 OH 1450 〜1410(W )%C =O 1850 〜1880(s)VCO 1266 〜1205(m)VCO 1170 〜1050(S )C =O 1780 / < 1740(S )VC =O 1770 - -1720(S )VCOC 1300 〜1000(s)4H1650〜1590(s,m)vCN 脂肪):1220〜8r 4H1650 〜 1550(VW )1020(m,w)vCN 芳香):1340〜1250(S )vCN 脂肪):1220〜，C ;=O 1680 - -1650(S )1020(m,w)vCN 芳香):1350〜1280(S )vCN 1420 〜1400(m)卜sNH Q 3180(s) R—NHR 吧NH：* 3270(s) 0&NH1650 〜1250(s)v C=O1680 〜1630(s)8 NH^Y CN1750 〜1515(m)Y NH2750 〜600(m)v C N H Y N H 1310〜1200(m)—c—NRR rII□酰卤二—0 I睛-C^N硝基R-N02化合物Ar-NO2v C=O：1670 〜1630k C=O： 1810 〜1790(s)v AN ：2260 〜2240(s)阳NO21565 〜1543(s)史NO21550 〜1510(s)丹NO21385 〜1360(s)v CN920 〜800(m)岭NO21365 〜1335(s) * CH Q 3030(w)v CH3060 〜3010(w)v CN860 〜840(s)不明：q750(s)*C=C及* C=N&CH1175 〜1000(w)1667 〜1430(m) 血〜…、'/ IJL CH910 〜665(s)V C=C及17C=N 0CH1000 〜960(m)1580〜1520(m) * ooc、' ' I CH825 〜775(m) *表中vs,s,m,w,vw用丁定性地表示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。
红外光谱(ir、傅立叶)
红外光谱(ir、傅立叶)
红外光谱是一种常用的分析技术，主要用于确定物质的结构和
化学组成。
它基于物质与红外辐射的相互作用，通过测量物质在红
外区域的吸收或散射来获取信息。
红外光谱分为红外吸收光谱和红外散射光谱两种类型。
其中，
红外吸收光谱是最常见的应用形式，它通过测量样品对红外辐射的
吸收来分析样品的化学结构和成分。
而红外散射光谱则是通过测量
样品对红外辐射的散射来获取样品的结构和形态信息。
傅立叶变换红外光谱（FTIR）是一种常用的红外光谱测量技术。
它利用傅立叶变换的原理将时间域上的信号转换为频率域上的光谱
信息。
相比传统的红外光谱仪，FTIR具有高分辨率、高灵敏度和快
速测量的优势，可以提供更准确和详细的光谱数据。
红外光谱在化学、生物、材料科学等领域有广泛的应用。
它可
以用于分析有机化合物的结构和功能团，鉴定无机物质的晶体结构，检测和定量分析药物、食品和环境样品中的成分，研究材料的物理
性质和表征生物分子的结构等。
在红外光谱分析中，需要注意样品的制备和处理，选择合适的仪器和测量条件，以及正确解读和分析光谱数据。
此外，红外光谱还可以与其他分析技术如质谱、色谱等联用，提高分析的准确性和可靠性。
总而言之，红外光谱是一种重要的分析技术，通过测量物质对红外辐射的相互作用来获取样品的结构和成分信息。
傅立叶变换红外光谱是其中一种常用的测量方法，广泛应用于各个科学领域。
正确使用红外光谱技术可以为科学研究和工业应用提供有价值的数据和信息。
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率（/cm-1）之袁州冬雪创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(m)CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(w)CH:970～960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w) CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m) ～对双取代:860～790(vs)醇类R-OH OH:3700～3200(变)OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类Ar-OH OH：3705～3125(s)C=C:1650～1430(m)OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O-R＇CO:1230～1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m)C=O:1740～1690(m)OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O:1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000(s)胺-NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1340～1250(s)-NH NH:3500～3300(m)NH:1650～1550(vw)CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1350～1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s)CN:1420～1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s)NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s) CN+NH:1310～NH+CN:1750～1515(m)1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈-C≡N C≡N:2260～2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565～1543(s)NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)Ar-NO2NO2:1550～1510(s)NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m)CH:1175～1000(w)CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w)C=C及C=N:1580～1520(m)CH:1000～960(m)CH:825～775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强，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，而每一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 ：3700～3200cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐，强度为ｓ缔合的O —H 在低一侧， 峰形宽钝， 强度为ｓ● 羧基中O —H ： 3600～2500cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐，强度为ｓ缔合可延伸至2500 cm-1，峰非常宽钝，强度为ｓ● N —H ： 3500～3300 cm-1， 伯胺有两个H ，有对称和非对称两个峰，强度为ｓ—ｍ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C ：(及苯环上C-H)3090～3030cm-1强度为ｍ～3300 cm-1强度为ｍ● 醛基中C —H ：～2820及～2720两个峰强度为ｍ－ｓ ★2500～2000 cm-1 为叁键和积累双键伸缩振动吸收峰，主要包含－C≡C -、-C≡N 叁键的伸缩振动及、等积累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，主要包含以下几种吸收峰带.●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，以此很容易断定酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物.●C=N、C=C、N=O的伸缩振动，出现在1675～1500 cm-1.在这波段区中，单核芳烃的C=C骨架振动（呼吸）呈现2～4个峰（中等至弱的吸收）的特征吸收峰，通常分为两组，分别出现在1600 cm-1和1500 cm-1左右，在确定有否芳核的存在时具有重要意义.●苯的衍生物在2000～1670 cm-1波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数.由于吸收强度太弱，应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰，如图15.9所示.如在分析中有需要，可加大样品浓度以提高其强度.图15.9 苯环取代类型在2000～1667cm-1和900～600cm-1的谱形★1500～1300 cm-1饱和C—H变形振动吸收峰，—CH3出现在1380及1450 cm-1两个峰，出现在1470 cm-1，出现在1340 cm-1.这些吸收带强度均为m至w .指纹区指纹区：波数范围为1300～600cm-1.指纹区可以分为两个波段：★1300～900cm-1这个波段区的光谱信息很丰富，较为主要的有如下几种：●几乎所有不含H的单键的伸缩振动，如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O等，其中C—O的伸缩振动在1300～1000cm-1，是该区吸收最强的峰，较易识别.●部分含H基团的弯曲振动，如RCH=CH2，端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两个吸收峰；RCH=CHR反式布局的C—H吸收峰为970 cm-1（顺式为690 cm-1）等.●某些较重原子的双键伸缩振动，如C=S、S=O、P=O等.此外，某些分子的整体骨架振动也在此区发生吸收.★900～600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收：●长碳链饱和烃，，n≥4时，呈现722cm-1有一中至强的吸收峰，n减小时，变大；●苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变更，可以断定取代情况，此区域的吸收峰比泛频带2000～1670cm-1活络，因此更具使用价值，见所示.其吸收峰位置为：无取代的6个C—H，670～680cm-1，单吸收带；苯：单取代苯：5个C—H，690～700cm-1，740～750cm-1，两个吸收带；邻位双取代4个C—H，740～750cm-1，单吸收带；苯：间位双取代3个C—H，690～700cm-1，780～800cm-1，两个吸收带；苯：另外一个C—H，～860cm-1，弱带，供参考；对位双取代2个C—H，800～850cm-1，单吸收带.苯：这些吸收带的强度为中等（有时强）。
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率（/cm-1）之阿布丰王创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(m)CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(w)CH:970～960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w) CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m) ～对双取代:860～790(vs)醇类R-OH OH:3700～3200(变)OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类Ar-OH OH：3705～3125(s)C=C:1650～1430(m)OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O-R＇CO:1230～1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m)C=O:1740～1690(m)OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O:1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000(s)胺-NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1340～1250(s)-NH NH:3500～3300(m)NH:1650～1550(vw)CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1350～1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s)CN:1420～1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s)NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s) CN+NH:1310～NH+CN:1750～1515(m)1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈-C≡N C≡N:2260～2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565～1543(s)NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)Ar-NO2NO2:1550～1510(s)NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m)CH:1175～1000(w)CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w)C=C及C=N:1580～1520(m)CH:1000～960(m)CH:825～775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。
红外光谱
定量分析方法示意图
二甲苯中邻、间和对位三种同分异构体的定量
二甲苯的工作曲线
不同产地赤芍的FT－IR指纹图谱对比分析
目的：寻找能够鉴别不同产地赤芍成分差异的新方法， 探讨赤芍道地性的形成原因 方法：利用傅利叶变换红外光谱仪测定不同产地的样品， 对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对比分析、结果 赤芍野生品与栽培品的红外吸收频率、吸收峰的相对强 度都存在比较大的差异、多伦赤芍（道地药材）的红外 吸收峰形状也有一定的特异性 结论：首次运用傅利叶变换红外光谱技术对不同产地芍 药根部的混合化学体系进行了全组分快速分析，为赤芍 道地商品的鉴别及质量控制提供了可靠的依据。
空间障碍
指分子中的大基团在空间的位阻作用，迫使邻近 基团间的键角变小成共轭体系之间单键键角偏转， 使基团的振动波数和峰形发生变化．
场效应
基团在空间的极化作用，常使伸缩振动能量增 加，弯曲振动能量减小．同分旋转异构体中同一 基团的吸收峰位置之所以不同，通常是场效应引 起的．例如1，2—二氯乙烷的反式和顺式
红外非活性振动
顺式二氯乙烯在1580cm－1处有双键振动的强吸收峰 反式二氯乙烯分子中的双键，由于分子振动前后的偶极 矩没有改变，此种双键在红外光谱中无吸收峰 3-甲基-1，2-丁二烯的红外光谱在2000－1925cm－1处有 丙二烯基团特征峰；四甲基丙二烯，由于分子对称，在 振动中无偶极矩变化而无此吸收峰
液态样品的制备
夹片法：压制两片空白KBr片，将液态样品滴入 一片上，盖上另一片夹紧，用于挥发性不大的液 态样品 涂片法：可涂在一空白片上测定，可用于粘度在 的液态样品 液体池法：将液态样品装入具有岩盐窗片的液体 池中测定。
红外光谱谱图解析
C-H，N-H，O-H
1500
1000 500 指纹区
三、各类化合物的红外光谱特征
08:31:12
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）
08:31:12
（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
C H3
C H3 C C H3 CH
3
08:31:12
CH3 δ s C—C骨架振动
1385-1380cm-1
1155cm-1
1:1
1372-1368cm-1
1170cm-1
1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
4:5 1195 c上
（2） 叁键（C C）伸缩振动区（2500 2000 cm-1 ）
08:31:12
在该区域出现的峰较少； ①RC CH （2100 2140 cm-1 ）
红外光谱分析全解
分子的运动可分为平动、转动、振动和分子内电子的运动.每种运动状 态都属于一定的能级.因此,分子的总能量可以表示为：
E = E0 +Et + Er + Ev + Ee
E0是分子内在的能量,不随分子运动而改变,即所谓的 零点能.Et、Er、Ev和Ee分别表示分子的平动、转动、振 动和电子运动的能量.由于分子平动Et的能量只和温度的变 化直接相关,在分子平动时不会产生光谱.这样,与光谱有关 的能量变化主要是Er、Ev、Ee三者,每一种能量也都是量 子化的.
500
〔3谱带的强度：与样品的厚度、种类及其含 量有关,与偶极矩变化有关.IR可对某一基团定 量分析. 〔4谱带的形状：与结晶程度及相对含量有关. 结晶差说明晶体结构中键长与键角有差别,引 起振动频率有一定变化范围,每一谱带形状就 不稳定.可用半高宽表示〔width at half full
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电子的能级最大,从基态 到激发态的能级间隔Ee = 1~20eV；分子振动能级间隔 Ev = 0.05~1.0eV,分子转动能 级间隔Er =0.001~0.05eV.电 子跃迁所吸收的辐射是在可 见光、紫外和X射线区,分子 转动能级跃迁所吸收的辐射 是在远红外与微波区.分子的 振动能级跃迁所吸收的辐射 主要是在中红外区.
摇摆
：1306～1303cm-1 （w）
扭曲
：1250cm-1（w）
s：强吸收，m：中等强度吸收，w，弱吸收
上述每种振动形式都具有其特定的振动频率,也即
有相应的红外吸收谱带,其中伸缩振动的频率高于弯曲
振动.
高岭石{Al4[Si4O10]<OH>8 }红外吸收光谱
透 过 率 /%
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
表15.1 典范有机化合物的重要基团频率（/cm-1）之羊若含玉创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(m)CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(w)CH:970～960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w) CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m) ～对双取代:860～790(vs)醇类R-OH OH:3700～3200(变)OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类Ar-OH OH：3705～3125(s)C=C:1650～1430(m)OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O-R＇CO:1230～1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m)C=O:1740～1690(m)OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O:1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000(s)胺-NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芬芳):1340～1250(s)-NH NH:3500～3300(m)NH:1650～1550(vw)CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芬芳):1350～1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s)CN:1420～1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s)NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s) CN+NH:1310～NH+CN:1750～1515(m)1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈-C≡N C≡N:2260～2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565～1543(s)NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)Ar-NO2NO2:1550～1510(s)NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m)CH:1175～1000(w)CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w)C=C及C=N:1580～1520(m)CH:1000～960(m)CH:825～775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强，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）波数规模为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 ：3700～3200cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖利，强度为ｓ缔合的O —H 在低一侧， 峰形宽钝， 强度为ｓ● 羧基中O —H ： 3600～2500cm-1，无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖利，强度为ｓ缔合可延伸至2500 cm-1，峰异常宽钝，强度为ｓ● N —H ： 3500～3300 cm-1， 伯胺有两个H ，有对称和非对称两个峰，强度为ｓ—ｍ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C ：(及苯环上C-H)3090～3030cm-1强度为ｍ～3300 cm-1强度为ｍ● 醛基中C —H ：～2820及～2720两个峰强度为ｍ－ｓ ★2500～2000 cm-1 为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰，主要包含－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，主要包含以下几种吸收峰带.●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，以此很容易断定酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物.●C=N、C=C、N=O的伸缩振动，出现在1675～1500 cm-1.在这波段区中，单核芳烃的C=C骨架振动（呼吸）呈现2～4个峰（中等至弱的吸收）的特征吸收峰，通常分为两组，分离出现在1600 cm-1和1500 cm-1左右，在确定有否芳核的存在时具有重要意义.●苯的衍生物在2000～1670 cm-1波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数.由于吸收强度太弱，应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰，如图15.9所示.如在剖析中有需要，可加大样品浓度以提高其强度.图15.9 苯环取代类型在2000～1667cm-1和900～600cm-1的谱形★1500～1300 cm-1饱和C—H变形振动吸收峰，—CH3出现在1380及1450 cm-1两个峰，出现在1470 cm-1，出现在1340 cm-1.这些吸收带强度均为m至w .指纹区指纹区：波数规模为1300～600cm-1.指纹区可以分为两个波段：★1300～900cm-1这个波段区的光谱信息很丰硕，较为主要的有如下几种：●几乎所有不含H的单键的伸缩振动，如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O等，其中C—O的伸缩振动在1300～1000cm-1，是该区吸收最强的峰，较易识别.●部分含H基团的弯曲振动，如RCH=CH2，端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两个吸收峰；RCH=CHR反式构造的C—H吸收峰为970 cm-1（顺式为690 cm-1）等.●某些较重原子的双键伸缩振动，如C=S、S=O、P=O等.此外，某些分子的整体骨架振动也在此区产生吸收.★900～600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收：●长碳链饱和烃，，n≥4时，呈现722cm-1有一中至强的吸收峰，n减小时，变大；●苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变更，可以断定取代情况，此区域的吸收峰比泛频带2000～1670cm-1敏锐，因此更具使用价值，见所示.其吸收峰位置为：无取代的6个C—H，670～680cm-1，单吸收带；苯：单取代苯：5个C—H，690～700cm-1，740～750cm-1，两个吸收带；邻位双取代4个C—H，740～750cm-1，单吸收带；苯：间位双取代3个C—H，690～700cm-1，780～800cm-1，两个吸收带；苯：另一个C—H，～860cm-1，弱带，供参考；对位双取代2个C—H，800～850cm-1，单吸收带.苯：这些吸收带的强度为中等（有时强）。
红外光谱的范围
红外光谱的范围红外光谱，也被称为傅立叶变换红外光谱（FTIR），是一种广泛应用在化学、物理、生物等领域的分析技术。
它通过测量分子对不同波长的红外辐射的吸收情况，来获取样品中各种化合物的信息。
一、红外光谱的基本原理红外光谱的工作原理基于分子振动理论。
当一个分子受到红外光照射时，如果入射光的能量与分子内部某些特定振动模式的能量相匹配，就会发生共振吸收，从而导致光强的下降。
这个过程就像音叉在接收到与其固有频率相同的声波时会产生共振一样。
根据所吸收的红外光的波长和强度，可以推断出分子中存在哪些化学键以及它们的相对强度。
二、红外光谱的范围红外光谱通常被分为三个区域：近红外区（NIR）、中红外区（MIR）和远红外区（FIR）。
这三个区域分别对应着不同的光子能量和分子振动类型。
1. 近红外区（NIR）：近红外区的波长范围大约为780-2500纳米（对应频率为12825-4000厘米^-1），主要包含分子的非谐振性振动和电子跃迁。
在这个范围内，由于吸收较弱，主要用于测定样品的水分、脂肪、蛋白质、糖类等大分子物质的含量。
2. 中红外区（MIR）：中红外区是红外光谱的主要工作区域，其波长范围约为2.5-25微米（对应频率为4000-400厘米^-1）。
在这个范围内，大多数有机化合物的化学键都能产生特征吸收峰，因此常用于定性和定量分析。
3. 远红外区（FIR）：远红外区的波长范围约为25-1000微米（对应频率为400-10厘米^-1），主要涉及分子的整体旋转和低频振动。
这一区域的吸收信息对于研究晶格振动、热性能、晶体结构等方面具有重要意义。
三、红外光谱的应用红外光谱在各个领域都有广泛的应用。
例如，在化学工业中，它可以用于鉴定未知化合物、监控生产过程；在环境科学中，可用于检测大气污染物、水质监测等；在生物学中，可用于研究生物大分子如蛋白质、核酸的结构和功能；在材料科学中，可用于研究新型材料的性质和结构等。
红外光谱(最全-最详细明了)、、
υC=O(cm–1) 1663 1686 1693
(7)振动偶合效应：分子内有近似相同频率且位于相邻部位的振动基团彼此相互作用，产生两种以上基团参加的混合振动。
波数即波长的倒数，表示单位(cm)长度光中所含光波的数目。波长或波数可以按下式互换：
一般扫描范围在4000~400cm-1。
4.红外吸收光谱产生的条件
满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量 (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
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。
*
(3) 检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象 涂黑金箔接受红外辐射； 傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞(MCT)检测器； TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有关，温度高表面电荷减少(热释电)； 响应速度快；高速扫描；
如乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式结构，两者的吸收皆能在红外谱图上找到，但烯醇式的υC=O较酮式υC=O弱，说明稀醇式较少。
CH3-CO-CH2-COO-C2H5 CH2-C(OH)=CH-COOC2H5 υC=O 1738(s)，1717(s) υC=O与υC=C在1650cm-1(w) υOH3000cm-1
两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）
*
日本岛津公司的 DT-40 FT-IR
*
干涉仪
光源
样品室
检测器
显示器
绘图仪
计算机
干涉图
光谱图
FTS
*
红外吸收光谱特征峰,史上最全-红外中no吸收峰
表15.1 典范有机化合物的重要基团频率（/cm1）欧阳歌谷（2021.02.01）化合物基团XH伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)CH2asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(m)CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m)C=C:1695～1540(w)CH:970～960(s) 炔烃C≡CH CH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w) CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m)～对双取代:860～790(vs)醇类ROH OH:3700～3200(变)OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类ArOH OH：3705～3125(s)C=C:1650～1430(m)OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚ROR＇CO:1230～1010(s)酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m)C=O:1740～1690(m)OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O:1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000(s)胺NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1340～1250(s)NH NH:3500～3300(m)NH:1650～1550(vw)CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1350～1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s)CN:1420～1400(m)sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s)NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s)NH+CN:1750～1515(m)CN+NH:1310～1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈C≡N C≡N:2260～2240(s)硝基化合物RN02NO2:1565～1543(s)NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)ArNO2NO2:1550～1510(s)NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m)CH:1175～1000(w) CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w)C=C及C=N:1580～1520(m)CH:1000～960(m) CH:825～775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。
(完整版)红外光谱知识讲解
17
问题
某物质能吸收红外光波, 产生红外吸收谱图, 其分子结构是
(1) 具有不饱和键
(2) 具有共轭体系
(3) 发生偶极矩的净变化 (4) 具有对称性
丁二烯分子中C=C键伸缩振动如下:
A. ← → ← →
CH2=CH-CH=CH2 B. ← → → ←
C）强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰
D）吸收峰太弱，仪器不能分辨，或者超 过了仪器可以测定的波长范围。
32
3.2.3 红外光谱的分子振动形式与谱带 分子的振动方式分为两大类:
1.伸缩振动ν:原子沿键轴方向伸缩，键长变
化但键角不变的振动，亦称伸展振动。
对称伸缩振动(νs )
反对称伸缩振动(νas )
33
2.弯曲振动δ:沿键的垂直方向振动，基团 键角发生周期性变化，但键长不变的振动。 又称变形振动或变角振动。
(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H
（1）
如果C-H键和C-D键的力常数相同, 则C-H键的振动频率
C-H与C-D健的振动频率 C-D相比是
(1) C-H> C-D
(2) C-H< C-D
(3) C-H= C-D
(4) 不一定谁大谁小
(1 )
36
已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O
9
(4) 红外光谱图的表示方法 横坐标为吸收波长(m)，或吸收频率(波 数:cm-1)，纵坐标常用百分透过率T%表示
10
从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率:波数cm-1） 2 吸收峰的强度 ,常用:
vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak),
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H-Cl HCl H-Br HBr H-I H-O H-O H-S HI H2O H2S
游离 7.12
H-N
H-C
NH3
CH3X
6.5
4.7-5.0
C-Cl
C≡N
CH3Cl
3.4
16-18
1dyn/cm = 1mN/m
红外光谱的基本概念
伸缩 振动 υ 亚甲基 的振动 面内变 形振动 δ 面内 面内摇摆 剪式振动 ρ δs 对称伸 缩振动 不对称 伸缩振动
第三章 红外光谱
红外光谱的发展历史 红外光谱的特点 红外光谱基本原理 红外光谱的基本概念 影响红外光谱吸收频率 的因素 红外光谱仪及样品制备 技术 各类化合物的红外光谱 红外图谱解析 红外光谱的应用
红外光谱的发展历史
在十九世纪初就发现了红外线,到1892年有人利 用岩盐棱镜和测热幅射计(电阻温度计)测定了20多 种有机化合物的红外光谱 1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物 的红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被 确认。 到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红 外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量 物质的红外光谱。 1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光 度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外 分光光度计。
红外光谱的特点
（1）红外光谱是依据样品 吸收谱带的位置、强度、形状、 个数，推测分子中某种官能团的存在与否，推测官能团 的邻近基团，确定化合物结构。 （2）红外光谱不破坏样品，并且对任何样品的存在状态 都适用，如气体、液体、可研细的固体或薄膜似的固体 都可以分析。测定方便，制样简单。
（3）红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多，可以对 不同结构的化合物给出特征性的谱图，从“指纹区”就 可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫 “分子指纹光谱”。
1-己烯的红外光谱图 ~3080cm-1: 烯烃C—H伸缩振动；~1820:910cm-1倍频； ~1650cm-1: C=C伸缩振动；~993，910cm-1: C=CH2 非平面摇摆振动
IR光谱表示法： 横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm） 纵坐标常用百分透过率T%表示 从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)
-1 1610cm -1 3040cm
-1 1565cm -1 3060cm
=C
H
氢键效应（X－H）：
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系 能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形 变宽。
如: 羧酸 RCOOH (RCOOH)2 CH3CH2OH (CH3CH2OH)2 (CH3CH2OH)n
电子效应：
诱导效应（I效应)：RCOR中极性基团的取代使C=O 移 向高波数
化合物 RCHO
1713
RCOR
1715
RCOCl
1800RCOF1来自20ClCOCl1828
FCOF
1928
C=O
R-CH=CH2
共轭效应（C效应）: 使C=O 移向低波数
CH3CN
RCOOR (C2H5)2C=C(CN)COOC2H5
化学键的力常数
键 H-F 分子 K（×105dyn/cm） HF 9.7 4.8 4.1 3.2 7.8 4.3 键 H-C H-C C-C C=C C≡C C-O C=O 分子 CH2=CH2 CH≡CH K（×105dyn/cm） 5.1 5.9 4.5-5.6 9.5-9.9 15-17 5.0-5.8 12-13
1-己烯的红外光谱图
~3080cm-1: 烯烃C—H伸缩振动；~1820:910cm-1倍频； ~1650cm-1: C=C伸缩振动；~993，910cm-1: C=CH2 非平面摇摆振动
红外光谱制样方法
样品要求：干燥无水、浓度适当、多组分样要 先分离 固体样品：溴化钾压片法 糊状法（石蜡油 或六氯丁二烯糊剂) 溶液法（溶剂CS2,、CCl4 、CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物） 液体样品：液膜法 溶液法（水溶液样品可用AgCl池） 气体样品：气体样品槽
试样气体
气泵
双原子分子中化学键的振动可按谐振子处理。
m1
m2
用虎克定律来表示振动频率、原子质量和键力常数之间的关系：
υ＝
1 2
若用波数取代振动频率,则有下式:
1 ＝ = 2c
105 N 2c
K为键力常数，其含义是两个原子由平衡位置伸长 0.1nm(lǺ)后的回复力，单位是 dyn/cm。 1dyn/cm = 1mN/m 1N＝105dyn μ’ 为折合质量。μ’=m1m2/（m1+m2） (m为原子质量) 原子质量用相对原子量代替: m1=M1/N, m2=M2/N 。M1、M2为原子量，N为阿佛加德罗常数。
O C SR
O R C NH2
vC=0=1735cm-1
vC=0=1715cm-1
vC=0=1690cm-1 vC=0=1680cm-1 M效应 > I效应
I效应 > M效应
空间效应：环张力
环数减小，环的张力增大，环外的键加强，吸收频率增大， 环内双键减弱，吸收频率减小。
H H H
υ υ
C=C
-1 1645cm -1 3017cm
内部因素
质量效应：
X-H 键的伸缩振动波数（cm-1） 化学键 波数（cm-1） 化学键 波数（cm-1）
C-H
C=C-H Ar-H
3000
3100-3000 3100-3000
C≡C-H
3300
F-H Cl-H Br-H I-H Si-H Ge-H Sn-H
4000 2890 2650 2310 2150 2070 1850
常见术语：
基频峰、倍频峰、合频峰、热峰:
基频峰是分子吸收光子后从一个能级跃迁到相邻的 高一能级产生的吸收。V =0 V=1 倍频峰(2)是分子吸收比原有能量大一倍的光子之 后，跃迁两个以上能级产生的吸收峰，出现在基频峰波 数n倍处。2 为弱吸收。 合频峰是在两个以上基频峰波数之和(组频 1+ 2) 或差(1 - 2)处出现的吸收峰。合频峰均为弱峰。 热峰来源于跃迁时低能级不是基态的一些吸收峰。
C=C C≡N C=O
1650 2255 1735 2224,
C=C 1629 , C≡N
C=O
1727
中介效应（M效应）：
O C R' vC=0=1715cm-1
O C R OR'
R
O C R H
vC=0=1730cm-1
O C R'
R
O R C NH2
R
vC=0=1680cm-1 I效应解释不了
C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1 O=H=3640cm-1 O=H=3515cm-1 O=H=3350cm-1
如:
乙醇
振动耦合：
当两个振动频率相同 或相近的基团相邻并由 同一原子相连时，两个 振动相互作用（微扰） 产生共振，谱带一分为 二（高频和低频）。
υS
υ as
变形 振动 δ
面外变 形振动 δ 面外
面外摇摆 扭曲振动
ω τ
各种振动方式及能量
分子振动方式分为： 伸缩振动 -----对称伸缩振动 s -----反对称伸缩振动 as 弯曲振动 -----面内弯曲振动 -----剪式振动 σ -----平面摇摆 ρ -----面外弯曲振动 ----面外摇摆 ----面外扭曲 按能量高低为：
到了六十年代，用光栅代替棱镜作分光器 的第二 代红外光谱仪投入了使用。这种计算机化的光栅为分光 部件的第二代红外分光光度计仍在应用。 七十年代后期，干涉型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)投入了使用，这就是第三代红外分光光度计。 近来，已采用可调激光器作为光源来代替单色器， 研制成功了激光红外分光光度计，即第四代红外分光光 度计，它具有更高的分辨率和更广的应用范围，但目前 还未普及。
窗片
各种化合物的红外光谱
饱和烃 不饱和烃 醇、酚和醚 含羰基化合物 含氮化合物 其他含杂原子有机化合物 金属有机化合物 高分子化合物 无机化合物
饱和烃
C-H伸缩振动：对称伸缩振动（ν s）和反对称伸缩 振动（ν as） ，在3000-2800cm-1之间，ν as较ν s在 较高频率。 C-H弯曲振动：1475-1300 cm-1 ，甲基的对称变形 振动出现在1375 cm-1处 ，对于异丙基和叔丁基， 吸收峰发生分裂。 亚甲基平面摇摆：800-720cm-1对判断-(CH2)n-的碳 链长度有用， n>4 725, n=3 729-726, n=2 743-734, n=1 785-770 C-C伸缩振动：1253-800cm-1， 对结构分析作用不大。
影响红外光谱吸收频率的因素
外部因素（溶剂、物态、制样方法） 内部因素
质量效应 电子效应 空间效应 氢键效应 振动的偶合
外部因素
1）物质状态及制样方法 通常，物质由液态向气态变化，其波数将增加。 如: 丙酮 液态时： C=O=1718cm-1; 气态时： C=O=1742cm-1， 因此在制作和查阅红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。 2）溶剂效应 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。 如： 羧酸中的C=O： 气 态： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙 醚 溶 剂： C=O=1735cm-1 乙 醇 溶 剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。