第四章振动光谱3

—CH2—
2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动
—C—H 2890 cm-1 弱吸收
3000 cm-1 以下
4．叁键(C≡C)伸缩振动区(2500∼1900cm-1 )
（1）RC ≡ CH （2100 ∼ 2140 cm-1 ） RC ≡ CR’ （2190 ∼ 2260 cm-1 ） R=R’ 时，无红外活性
有机化合物基团的特征频率
1 4000-1400cm-1区域叫官能团区。 该区域出现的吸收峰，较为稀疏，容易
辨认。 2 1400-400cm-1区域叫指纹区。
这一区域主要是：C－C、C－N、C－O 等单键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是 谱带密集、难以辨认。
（1）3650∼3200 cm-1
是—O—H和— N — H的振动，确定醇，酚，酸，胺 。 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
2932
2000 Wavenumbers (cm-1)
15081455
1602 1373
1236
1011
1103
817859693
914 514
4．吸收峰（谱带）的相对强度
（1）吸收峰（谱带）的绝对强度： 实测的每个吸收峰的峰面积或
峰高。 受样品量及实验条件的限制。
（2）吸收峰（谱带）的相对强度：
苯衍生物在 1650 ∼ 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的 面内变形振动的 泛频吸收（强度 弱），可用来判 断取代基位置。
7 X—Y，X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
指纹区(1350 ∼ 650cm-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。
（2）RC ≡ N （2100 ∼ 2140 cm-1 ）
5. C=O （1850∼1600 cm-1 ）
碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
6 双键伸缩振动区(1600 ∼ 1900cm-1 )
（1） RC=CR’ 1620 ∼ 1680 cm-1 强度弱， R=R’（对称）时，无红外活性。
（2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 ∼ 1650 cm-1 ）
2 无机阴离子基团的吸收峰位置
基团
CO32SiO42NO3-
HPO42-
频率/ cm-1
1530～1320 890～800，745～670
1175～860 570～410
1810～1730，1450～1300 1060～1020，850～800
2400～2340 1120～1070，1020～1005
4.3 红外光谱的定性分析
红外光谱具有高度的特征性，不但可
以用来研究分子的结构和化学键，如力 常数的测定等，而且广泛地用于表征和 鉴别各种化学物质。在高聚物的构型、 构象 、力学性质的研究，以及物理、天 文、气象、遥感、生物、医学等领域， 也广泛应用红外光谱。
4.3.1 定性分析参数
1．吸收峰（谱带）的个数 由于分子振动过程偶极距变化时才产生红
O-H
2 不饱和碳原子上的碳-氢振动（=C—H、≡C—H）
苯环上的 C—H 烯烃上的 =C—H 炔烃上的 ≡ C—H
3030 cm-1 3010 ∼ 3260 cm-1 3300 cm-1
3000 cm-1 以上
3 饱和碳原子上的碳-氢振动（—C—H）
—CH3
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动
在红外光谱区均产生一个吸收峰，但是实际上峰数往往少 于基本振动数目。其原因：
i 当振动过程中分子不发生瞬间偶极矩变化 时，不引起红外吸收；
ii 频率完全相同的振动彼此发生简并； iii 吸收强度太弱，以致无法测定。
2．吸收峰（谱带）位置
红外光谱带的位置即谱带所对应的频率，对应着 化合物中分子或基团的振动形式，它是指示某一分 子或某一基团存在的标志。
(1)同一基团，伸缩振动频率较高，弯曲振动频 率较低；
比如:Si-0的伸缩振动: ～ 1100cm-1 Si-0的弯曲振动: ～ 500cm-1
(2)不同基团，价键越强，振动频率越高； (3)同一键连接的原子越轻，振动频率越高。
ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ
%T
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
4.3.2 红外谱图解析的基本步骤
一 单一组分的鉴定：
1.观察特征频率区：判断官能团。 2.观察指纹区：进一步确定基团的 结合方式。 以确定所属化合物的类型。 3.对照标准谱图:确定物相。
同分异构体（二甲苯）的比较
200
邻位
150
%T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100
间位
50
0 -50
4000
对位
2000 Wavenumbers (cm-1)
外共振吸收，而相同或相近的振动可能发生简 并，导致红外光谱谱带数目与理论数目不符，
但是，每种物质的实测红外光谱的谱带数目是 一定的，它是定性分析的重要指标。
谱带的个数
%T
180 160 140 120 100 80 60 40 20
4000
酚醛树脂
ＢａＮＯ３
2000 Wavenumbers (cm-1)
1000～970
强度
s w
宽,s w
尖,w,有的呈双峰 宽,s
s 宽,s 尖,w
PO43SO42-
1120～940 620～450
1210～1040 1036～960 680～580
4000
2000 Wavenumbers (cm-1)
3．吸收峰（谱带）形状
吸收峰（谱带）形状也是由物质分子内 或基团价键内的振动形式决定的，每一物 态、每一基团、每一振动形式都对应着一 定的谱带形状，因此，它可以揭示物质结 构的信息。
醇酸树脂
100 80 60 40 20 -0 4000
%T
3305 3019
指某物质中的所有红外吸收谱带相对于 某一吸收谱带的比值（峰面积或峰高）。
每一种物质、每一吸收带的相对强度是 一定的，它同样是由该吸收带所对应的价 键的振动决定的。
规律:
价键振动时，引起偶极距的变化大，谱带的强； 同一基团，伸缩振动谱带强度大，弯曲振动谱带 强度小； 不同基团，强极性基团的吸收谱带强度大，弱极 性基团的吸收谱带强度小。 因此，每一种物质的各个红外吸收谱带的相对强 度时有一定规律的，可作为检验结构基团或化合物 存在的佐证。