第七章 红外光谱法
有机化学-第七章 光谱法在有机化学中的应用
第一节
紫外吸收光谱（UV）
电子跃迁所需能量不同，其能量大小顺序为：
σ—σ*>n—σ*>π—π*> n—π* σ* π* n π σ 包括紫外吸收光谱和可见吸收光谱 共轭体系越长，双键数目越多， π—π*跃迁所需能量
越低，其吸收波段可移至可见光区，显示颜色。判断分
子中是否有共轭体系。
第二节
红外吸收光谱（IR）
CH2 CH Br2
C10H14的核磁共振谱如下，其结构简式应为
C(CH3)3
5 7 6 5 δ
3 2 3
9
4
3
2
1
0
3 δ
2
1
0
第四节
质谱（MS）
质谱MS实际上不属于光谱，它是处于气体状态的分子 受到高能电子流的轰击，产生各种正离子的碎片按不同的 质核比进行分离并记录的。从质谱可以了解分子的质量和 分子的部分结构。 找出分子离子峰，其质量即为分子的相 对分子质量
按吸收的特征，将IR分为官能团区和指纹区 。
1.官能团区 1250~3700 cm 1 高频区
吸收峰比较稀疏，易于辨认。有机物的各种官能团的吸收 峰都在次区，它主要为某些官能团的伸缩振动所产生的吸 收峰，所以称官能团吸收区。
宽峰
双峰
肩峰
尖峰
2.指纹区：1300~650 cm-1
指纹区的峰一般较密集，也较复杂，它包括了整个分子 的 转动及振动的能级吸收峰，不能逐个辨认，每一个化合物在 此 区的吸收峰的位置、强度和形状各不相同，正如每个人的指 纹 都不相同一样，所以叫指纹区。指纹区的精细结构对核实有 机 判断图谱的顺序：先特征，后指纹；先最强，后次强；先 物结构的正确性较高，既便是化学结构十分相似的化合物， 指 否定，在肯定。 纹区的吸收峰也不相同。
红外光谱法的定性分析
红外光谱法的定性分析红外光谱法简介红外光谱法（IR）是一种分析物质结构的无损检测手段，其原理是通过分析物质吸收、反射或透射红外辐射的特点，推断其结构。
这种检测方法可以用于有机化学、生化学、材料科学、地球科学等领域的分析工作，是一种常见的定性和定量分析工具。
红外光谱法通常使用红外光谱仪来进行分析。
光谱仪会将可见光和红外光经过相应的光学元件后，照射到样品上，收集样品吸收、反射或透射的辐射，并将其转化成光谱图形。
红外光谱图展示了样品中不同频率（波数）下，吸收或透射的光量，通过对光谱图的分析，就可以推断样品的结构。
红外光谱法的主要应用红外光谱法通过检测样品中不同波数下的吸收和透射情况，从而推断分子的结构，其主要应用于以下几个领域：1. 化学分析在化学分析中，红外光谱法常常用于鉴别无机和有机物质、确定结构等方面。
鉴别无机物质时，我们可以检测样品中不同波数下的吸收情况，通过波谷或者峰值的位置判断是否为一定的无机物质。
确定有机物质的结构时，我们可以先将不同的有机物质进行红外光谱测试，然后通过比对其红外光谱图，推断其结构。
2. 材料科学在材料科学中，红外光谱法可以用于分析分子中的化学键以及表面化学性质，从而评估材料的性能。
例如，在聚合物材料的分析中，我们可以通过分析材料中特有的吸收峰值，判断材料的结构和组分。
3. 药物分析在药物分析中，红外光谱法常常用于定量和质量控制方面。
可以通过样品中不同波数下的吸收来确认药物的结构，进而进行质量控制。
同时，还可以进行药物的成分鉴别，判断其是否为假药或劣质药品。
红外光谱法的优势红外光谱法作为一种无损检测手段，具有如下几个优势：1. 非破坏性和其他常见的分析手段相比，红外光谱法不会破坏样品，因此样品可以重复使用，具有很高的经济性。
2. 非接触性红外光谱法可以在不接触样品的情况下进行测试，避免了样品受到污染、变形或损坏等问题，同时样品的数量也可以任意调整。
3. 快速、精准性高红外光谱法的测试速度很快，而且在测试过程中也不需要在样品表面上增加或者减少任何物质。
有机化学第七章光谱
一些常见化学键的力常数如下表所示：
键型 O H N H
-1
C H C O C C C O C C 4.8 17.7 15.6 12.1 9.6 5.4 4.5
k /N.cm
7.7 6.4
折合质量μ ：两振动原子只要有一个的质量↓， μ ↓，(v)↑
C H 2800-3000cm
3．其他：
N-H弯曲振动在1600-1650cm-1 四个或四个以上CH2 相连，其CH2 的面内摇摆 振动在 720cm-1
7.1.4 红外谱图解析
红外谱图解析的基本步骤是：
1.观察特征频率区：判断官能团，以确定所属化 合物的类型。
2.观察指纹区：进一步确定基团的结合方式。 3.对照标准谱图验证。
E：光量子能量，J h: Planck常数， 6.626×10-34 J.S
分子吸收光谱 分子吸收电磁幅射，就获得能量，从而引起分子 某些能级的变化，如增加原子间键的振动，或激发 电子到较高的能级，或引起原子核的自旋跃迁等。 但它们是量子化的，因此只有光子的能量恰等于两 个能级之间的能量差时（即ΔE）才能被吸收。所以 对于某一分子来说，只能吸收某一特定频率的辐射， 从而引起分子转动或振动能级的变化，或使电子激 发到较高的能级。光谱便是记录分子对不同波长 （频率）的电磁波吸收或透过情况的图谱。
叔醇：1150～1120cm-1
4. 醛与酮
二者的异同点：
1. 在1700cm-1处均有一个强而尖的吸收峰，为 C＝ O(羰基)的特征吸收峰。 C＝O（羰基）吸收峰的位置与其邻近基团有关， 若羰基与双键共轭，吸收峰将向低波数区位移。
2.醛基在2715cm-1处有一个强度中等的尖峰，这是 鉴别分子中是否存在— CHO的特征基团。
红外光谱法(IR)
解：(1)Ω=1+n4+1/2(n3-n1)=1+8+1/2(0-14)=2
(2)双键区~1650 cm-1附近无强而清晰的吸收带， 初步排除双键存在可能。
~ 3300 cm-1存在强峰，O-H不可能 ，N-H不可能 ， C≡C-H可能。
<3000 cm-1存在 ，说明有饱和C-H的存在。
~ 1470 cm-1、 ~ 1370 cm-1有峰进一步说明-CH3、 CH2存在，~ 720 cm-1有吸收，说明至少四个-CH2-相连。
c）面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动
AX2型分子
CH 2 ~13c0m 01
d）蜷曲τ：一个X原子往面上，同时另一个X原子往面下的振动
AX2型分子
CH 2 ~12c5m 01
附加 a1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时变大
AX3型分子
C s H 3 ~13c7m 51
a2）不对称变形振动δas：三个AX键与轴线的夹角不同时变大或减小
第二节 红外光谱法基本原理
一、双原子分子的振动
谐振子模型-简谐振动
双原子分子是简单的分子，振动形式也很简单，它仅有一种振 动形式，伸缩振动，即两原子之间距离（键长）的改变。把两个质 量为m1和m2的原子看作为两个刚性小球，连接两原子的化学键设 想为无质量的弹簧，弹簧长度r 就是分子化学键的长度。
键力常数可看成弹簧力常数k
指键角发生周期性变化、而键长不变的振动。
A．面内弯曲振动β：发生在由几个原子构成的平面内 a）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭
AX2型分子
C2H ~14 6 2c 5 0m 1
b）面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动
10有机化学 第七章 有机化合物的波谱分析
分子运动能级
用电磁波照射有机分 子时，分子便会吸收 那些与分子内的能级 差相当的电磁波，引 起分子振动、转动或 电子运动能级跃迁， 即分子可选择性地吸 收电磁波使分子内能 提高。用仪器记录分 子对不同波长的电磁 波的吸收情况，就可 得到光谱。
E³ ª E³ ª E³ ª EÕ ñ EÕ ñ EÕ ñ Eµ ³Ô Ç ç Ó ½ ¨
(丁) 解析实例：
例1：C8H16O的IR谱图 例2：C5H10O的IR谱图 例3：C7H8的IR谱图 例4：C7H8O的IR谱图 例5：C8H8O2的IR谱图 例6：C3H7NO的IR谱图
(1) IR的基本原理
(甲) 分子振动与红外光谱 (乙) 分子振动的类型 (丙) 红外吸收峰产生的条件
(1) IR的基本原理
(甲) 分子振动与红外光谱
分子的近似机械模型——弹簧连接小球。 分子的振动可用Hooke’s rule来描述：
1 1 1 n k( ) 2 m1 m2
红外光谱中，频率常用波数表示。
(3) 不饱和度（U）
当一个化合物衍变为相应的烃后，与其同碳的饱和 开链烃比较，每缺少2个氢为1个不饱和度。 所以： 一个双键的不饱和度为1，一个叁键的不饱和度为2， 一个环的不饱和度为1，一个苯环的不饱和度为4。 例如： CH2£CH£COOH U£2 £ CH2£CH£CN £ U£3 £ £
红外谱图一般以1300cm-1为界：
4000～1300cm-1：官能团区，用于官能团鉴定； 1300～650cm-1：指纹区，用于鉴别两化合物是否相同。
官能团区吸收峰大多由成键原子的伸缩振动而产生，与 整个分子的关系不大，不同化合物中的相同官能团的 出峰位置相对固定，可用于确定分子中含有哪些官能 团。 指纹区吸收峰大多与整个分子的结构密切相关，不同分 子的指纹区吸收不同，就象不同的人有不同的指纹， 可鉴别两个化合物是否相同。指纹区内的吸收峰不可 能一一指认。 例：庚酸和正癸酸的红外光谱。
实验七固体样品的红外光谱测试及分析
实验七固体样品的红外光谱测试及分析
一、实验目的
1、了解红外光谱法的原理及操作过程；
2、样品的红外光谱测试及分析；
3、根据红外光谱数据的分析，指出样品的结构及其成分，从而确定
样品的性质。
二、实验原理
红外光谱法是检测物质分子结构的关键方法，是以红外光的吸收来测
量物质的光谱信息从而研究物质的结构特征。
红外光谱由于具有高分辨率
和精确的特点，故在其他光谱法中更胜一筹。
红外光谱可以帮助研究者快
速准确地检测物质中的有机化合物，并评估其结构，相比于其他光谱技术，红外光谱具有非常优越的灵敏度。
三、实验材料仪器
1、实验样品：选取一定量固体样品；
2、红外光谱仪：工作波段为4000-400cm-1；
3、光纤：连接实验仪器；
4、扫描器：对样品进行扫描，以获取光谱数据。
四、实验步骤
1、准备样品：体积为1cm3的固体样品，放置在实验仪器的样品显
示区域。
2、使用光纤连接实验仪器：将光纤接头连接到红外光谱仪和样品的样品显示区域，确保连接牢固，以便获得正确的数据。
3、设置参数：设置工作波段的范围和分辨率，扫描模式，持续扫描模式，扫描采样率等；
4、进行扫描：点击扫描按钮。
红外光谱法课件
x
z
x
y
z y 线性分子平动和转动自由度
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x z
y
非线性分子平动和转动自由度
PPT学习交流
22
⒋计算公式：
线型分子振动自由度f ＝3N－5； 非线型分子振动自由度f ＝3N－6； 例：计算水分子、二氧化碳的振动自由度。
具有孤对电子的原子接在重键上时，会发生类 似共轭的作用。
‖O R—C—S—R′
O‖ R—C—R′
O‖ R—C—O—R′
νC=O～1690cm-1
νC=O～1715cm-1 νC=O～1735cm-1
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(3)空间效应：
O‖
O‖
O
νC=O
1715cm-1 ‖ CH2
1745cm-1 ‖CH2
1775cm-1 CH2
‖CH2
νC=C 1650cm-1
1657cm-1
1678cm-1
1731cm-1
︱
νC=C 1639cm-1
— 1623cm-1
︱ 1566cm-1
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(4)互变异构：
C H 3 ‖C C H 2 ‖C O C 2 H 5C H 3 ︱C = C H ‖C O C 2 H 5
振动自由度= 3N －〔平动自由度+转动自由度〕
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⒊分子平动和转动自由度 ① 分子的质心可以沿x、y和z三个坐标方向平移， 故分子的平动自由度等于3。 ②只有原子在空间的位置发生改变的转动，才能 形成一个自由度。 线性分子共有3个平动自由度，2 个转动自由度。 非线性分子共有3个平动自由度，3 个转动自由度。
红外光谱法
色散型红外光谱仪工作原理图
光源
试样池 参比池
单色器
光楔
记录器
机械装置
检测器 放大器
从光源发出的红外辐射，分成二束，一束进试样池，一束进参比池，先经斩光器周期地 切割进入单色器,即试样光束和参比光束交替进入单色器的色散光栅，若某波数的单色光不被 试样吸收，二束光的强度相等，检测器不产生信号；若有吸收，在检测器上产生一定频率的 信号。经放大器放大，进入带动记录笔和光楔的机械装置。光楔的作用是进行补偿，即减弱 参比光强，使与试样光强相等，致二束光重新处于平衡。试样对各不同波数红外辐射吸收有 多有少，则光楔相应按比例移动补偿。因而光楔改变相当于试样的透射比，以纵坐标被记录 在纸上，单色光的波数连续改变，并与记录纸移动同步，这是横坐标。最后得到透视比对波 数（波长）的红外光谱吸收曲线（光谱图）。
红外光谱的定性分析可分为官能团定性和结构分析两方面。 官能团定性：根据光谱的特征基团频率来检定物质含有哪些基 团，以确定化合物类别。 结构分析：需要由化合物的红外光谱并结合其它资料（如相对 分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱、质谱等）来推断 具有的化学结构。
定量分析
和其它吸收光谱分析（紫外、可见吸光光度法）一样，红 外光谱定量分析时根据物质组分的吸收峰强度来进行的。它的 依据是朗伯－比尔定律（lambert-Beer’s Law）。各种气体、 液体和固态物质，均可用红外光谱法进行定量分析。
方法名称
原子发射光谱法 原子荧光光谱法 分子荧光光谱法 分子磷光光谱法 化学发光法 X射线荧光分析
激发方式
电弧、火花、等离子炬等 高强度紫外、可见光 紫外、可见光 紫外、可见光 化学能 X射线（0.01—2.5nm）
作用物质或机理
红外光谱法测定样品方法
红外光谱法测定样品方法红外光谱法是一种常用的分析方法，可以用于测定样品的化学成分和结构。
其工作原理是利用物质分子中的化学键振动和拉伸引起的特定波长的吸收现象，通过检测样品对不同波长红外光的吸收程度，从而获得样品的红外光谱图。
红外光谱仪的基本组成包括光源、样品室、光学系统、探测器和数据处理系统。
红外光谱仪一般采用四种基本的工作模式：透射模式、反射模式、透射反射混合模式和表面增强红外吸收模式，根据不同的样品特点选择适合的测定模式。
1.样品制备：样品要求纯净、干燥，避免杂质的干扰。
固态样品通常需要研磨成粉末，以增加样品的表面积和散射效应。
液态样品则需用溶剂适当稀释，以保证光路的透明度。
2.样品固定：根据测定模式的不同，将样品放置在特定的测定池或夹具上。
在透射模式中，样品通常被压入透明的窗片中，以保证样品对红外光的透射性。
在反射模式中，样品直接固定在反射盘上，以测量样品与红外光的反射能力。
3.仪器校准：校准红外光谱仪是保证测量结果准确性的重要步骤。
通常需要进行背景校准和波数标定。
背景校准是采集背景信号，以消除光源和仪器的背景干扰。
波数标定是通过参考样品的红外光谱特征峰来确定仪器的波数刻度，常用的参考样品包括聚乙烯和聚苯乙烯等。
4. 开始测量：在校准完成后，可以开始测量样品的红外光谱了。
通常测量范围为4000 cm-1到400 cm-1、在测量过程中，调整仪器参数如光强、分辨率、积分时间等，以获取清晰的红外光谱图。
5.数据处理：测量结束后，可以通过红外光谱仪的数据处理系统对获得的光谱数据进行处理。
常见的处理方法包括背景消除、峰识别和定性定量分析等。
背景消除是消除仪器背景信号的干扰，峰识别是对红外光谱中特征峰进行识别和标定，定性定量分析则是根据红外光谱进行样品成分和结构的分析。
红外光谱法广泛应用于有机物和无机物的分析领域，常见的应用包括聚合物材料的成分分析、有机化合物的结构表征、药物中化学键的识别等。
这种方法具有非破坏性、快速、高效、准确等优点，因此在化学、材料科学等研究领域得到了广泛的应用。
分析化学基础知识——第七课红外分光光度法
分析化学基础知识——第七课红外分光光度法第七课红外分光光度法⼀、概述1.红外区波长范围及分区波长范围：0.76µm-1000µm分区：2.红外吸收光谱的表⽰⽅法3.IR的特点适⽤于⽓、液、固态样品、且样品⽤量少。
⼤多数化合物均有红外吸收，除了单原⼦分⼦和同核分⼦。
红外光谱中的吸收峰较多，特征性强，适合⽤于定性和结构解析。
红外光谱仪的价格相对低廉。
定量分析灵敏度差，准确度低，主要⽤于定性分析。
不适合作含⽔样品的分析。
⼆、基本原理分⼦振动和红外吸收吸收峰的位置吸收峰的强度1.分⼦振动和红外吸收双原⼦分⼦的振动与红外吸收分⼦振动简单的双原⼦A-B间的振动可近似地⽤谐振⼦模型来描述振动频率可由虎克定律和⽜顿定律推导出来A、B视为两个刚性⼩球化学键视为质量忽略不计的弹簧A、B间的振动视为简谐振动红外吸收⼊射光频率与分⼦振动频率相等时，分⼦将吸收⼊射光，振动振幅加⼤，产⽣吸收光谱，因此，所吸收光的频率为：多原⼦分⼦振动形式伸缩振动γ弯曲振动δ（1）伸缩振动键长变化但键⾓不变的振动它包括两种类型对称伸缩振动γs反称伸缩振动γas亚甲基的伸缩振动（2）弯曲振动键⾓发⽣周期性变化，但键长不变的振动。
它包括以下⼏种类型⾯内弯曲振动 AX2⾯外弯曲振动变形振动AX3⾯内弯曲振动（β）剪式振动（δ）⾯内摇摆振动（ρ）⾯外弯曲振动（γ）⾯外摇摆振动（ω）扭曲振动（τ）变形振动对称变形振动（δs）不对称变形振动（δas）（3）振动⾃由度双原⼦分⼦：⼀种振动形式多原⼦分⼦：振动形式复杂，可以分解为许多简单的基本振动。
基本振动的数⽬称为振动⾃由度，可以⽤作估计基频峰的可能数⽬。
振动⾃由度的计算分⼦的运动形式分为：平动、振动和转动，则：振动⾃由度=总⾃由度-平动⾃由度-转动⾃由度设：分⼦含有N个原⼦则：总⾃由度为3N,平动⾃由度为3转动⾃由度为3（对于⾮线形分⼦）或2（对于线形分⼦）振动⾃由度⾮线形分⼦线形分⼦3N-6 3N-5H2O分⼦的振动⾃由度3×3-6=3CO2的振动⾃由度3×3-5=4基频峰数⽬与振动⾃由度通常，基频峰数⽬<振动⾃由度原因：简并红外⾮活性振动仪器的分辨率或灵敏度不够⾼产⽣红外吸收峰的条件1.辐射恰好提供物质产⽣振动跃迁所需的能量。
红外光谱法
CH3
重
δs1380 cm-1
叠
CH2 δs1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1
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
由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。
对于有N个原子的分子，总的自由度为3N。其中， 除去三个平动、三个转动外，其余为分子内部的 振动，即有3N-6个振动自由度。对于线性分子的 转动，当转轴与分子轴重合时空间坐标不变，因 此线性分子的振动自由度为3N-5。这些独立的振 动称之为分子的简正振动。
当某一个简正振动导致分子的偶极矩变化， 而它的振动频率又恰与照射它的辐射频率相 同时，分子就会产生红外吸收，在谱图上出 现一个吸收带。因此，红外谱图上出现的吸 收峰与分子的振动自由度有关。
Sadtler Reference Spectra Collections
包括7.9万张标准红外光谱图、4.36万张标准紫外 光谱图、5.4万张核磁共振氢谱，3.3万张核磁共振 碳谱。
2.有机化合物特征吸收
（1）烷烃（—CH3 ，—CH2， —CH ）
C—H 振动：
3000cm-1
δas1460 cm-1
一些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
计算： c=c = 1682cm-1 c=o = 1724cm-1
c-H = 3032cm-1
化学键键强越强（即键的力常数k越大）、原子
折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出 现在高波数区。
（2）分子中基团的振动类型 ——两类基本振动形式：
①伸缩振动（以表示）：沿键轴方向，只有 键长改变，无键角变化。
红外光谱分析法ppt课件
（2） 吸光度的测定 1）一点法 该法不考虑背景吸收，直接从谱图中分析波数 处读取谱图纵坐标的透过率，再由公式lg1/T=A计 算吸光度。 实际上这种背景可以忽略的情况较少，因此多用 基线法。 2）基线法 通过谱带两翼透过率最大点作光谱吸收的切线， 作为该谱线的基线，则分析波数处的垂线与基线 的交点，与最高吸收峰顶点的距离为峰高，其吸 光度A=lg（I0/I）。
目前主要有两类红外光谱仪：色散型红外光谱 仪和Fourier（傅立叶）变换红外光谱仪。 1、色散型红外光谱仪： 色散型红外光谱仪的组成部件与紫外-可见分光 光度计相似，但对没一个部件的结构、所用的材料 及性能与 紫外- -可见分光光度计不同。它们的排列 顺序也略有不同，红外光谱仪的样品是放在光源和 单色器之间；而紫外- -可见分光光度计是放在单色 器之后。
3、测定未知物的结构 红外光谱法定性分析的一个重要用途。如果 未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标准 谱图进行查对： （1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸 收带相同的标准谱图； 2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由 化学分类索引查找标准谱图对照核实。 在对光谱图进行解析之前，应收集样品的有关 资料和数据。了解试样的来源、以估计其可能是哪 类化合物；测定试样的物理常数，如熔点、沸点、 溶解度、折光率等，作为定性分析的旁证
色散型红外光谱仪原理示意图：
2、Fou rier变换红外光谱仪（FTIR）
Fourier变换 红外光谱仪 没有色散元件，主要由 光源（硅碳棒、高压汞灯）、Michelson干涉仪、检 测器、计算机和记录仪组成。核心部分为Michelson 干涉仪，它将光源来的信号以干涉图的形式送往计 算机进行Fourier变换的数学处理，最后将干涉图还原 成光谱图。它与色散型红外光度计的主要区别在于 干涉仪和电子计算机两部分。
红外光谱法(仪器分析课件)
z
目录
Contents
1 红外光谱法基本原理 2 红外光谱仪 3 红外光谱实验技术 4 红外光谱仪虚拟仿真训练 5 红外光谱法在结构分析中的应用
红外光谱法
能力目标
• 能够熟练的操作傅立叶红外光谱仪； • 能够根据样品的状态、性质选择合适
的样品处理方法； • 能够根据谱图确定常见有机化合物的
—NH2，—NH（游离） —NH2，—NH（缔合）
—SH
C—H伸缩振动
一
不饱和C—H
≡C—H（叁键） ═C—H（双键） 苯环中C—H
区
饱和C—H
域
—CH3 —CH3
—CH2
—CH2
吸收频率 （cm-1）
3650—3580 3400—3200 3500—3300 3400—3100 2600—2500
近红外、中红外、远红外区域。
概述
红外谱图的表示法
样品的红外吸收曲线称为红外吸收光谱，多用百分透射比与波数或百分透
射比与波长曲线来描述。
纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ （μm）和波数1/λ，单位：cm-1
有机化合物的结构解析；定性（基团的特征吸收频率）；定量（特征峰的强度）
红外光谱法原理 红外吸收光谱产生的条件
C=O、C=C、C=N、NO2、苯环等的伸缩振动
1500~400cm-1
C－C、C－O、C－N、C－X等的伸缩振动及含氢基团的弯曲振动
• 基团特征频率区的特点和用途
• 吸收峰数目较少，但特征性强。不同化合物中的同种基团振动吸收 总是出现在一个比较窄的波数范围内。
• 主要用于确定官能团。
• 指纹区的特点和用途
振动形式
伸缩 伸缩 伸缩 伸缩 伸缩
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第七章 红外吸收光谱法
1. 试计算下列红外辐射的波数所对应的红外吸收峰的波长为多少m。
（1）1.59×103 cm-1
（2）9.52×102 cm-1
（3）7.94×102 cm-1
（4）7.25×102 cm-1
解：
4
4
10
10
由
得
（1）6.29；（2）10.50；（3）12.59；（4）13.79
2. 已知近红外区、中红外区、远红外区的波长范围分别为0.75~2.5 m、2.5~25 m、
25~200 m，试求它们的波数和频率范围各为多少？
解：
波数范围 频率范围
0.75~2.5 m
1.3×104~4×103 4×108~1.2×108
2.5~25 m
4000~400
1.2×108~1.2×107
25~200 m
400~50
1.2×107~1.5×106
8. 下列振动中哪些不会产生红外吸收峰?
解：若振动前后能引起偶极矩变化者为红外活性。
（B）, （C）, 不会产生红外吸收峰
9. 指出下列化合物的红外特征吸收带，并试写出它们的吸收波数范围。
A B
C D
10. CS2是线性分子，试画出它的基本振动类型，并指出那些振动是红外活性的。
参照课本中CO2的振动类型（解略）。
11. 下面两个化合物中，哪一个化合物的
C=O
ν
吸收带出现在较低频率？为什么？
解：
（b）在较低的频率。由于氮原子上的孤对电子与苯环产生n-共轭，使共轭体系中电子
云的密度趋于平均化，使C=O之间电子云密度降低，键力常数减小，因此振动吸收转向低波
数方向。
12. 一个化合物的分子式是C8H7N，其红外光谱图如图1所示，试确定其结构式。
图1 C8H7N的红外光谱图
解：不饱和度171862
可能有一个苯环（其不饱和度为4），3030，1607及1508cm-1处的吸收印证了苯环的存在。
2217 cm-1处的强吸收，说明可能有-CN。
817 cm-1处的单吸收峰说明苯环上产生对位取代，因而，可能结构为
CH
3
CN
经与红外谱图对照，没有发现矛盾。