红外光谱解析最新版本

(完整word版)如何解析红外光谱图解读

如何解析红外光谱图一、预备知识（1）根据分子式计算不饱和度公式：不饱和度Ω＝n4+1+(n3-n1)/2其中：：化合价为4价的原子个数（主要是C原子），n4：化合价为3价的原子个数（主要是N原子），n3n：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子）1（2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；（3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔 2200~2100 cm-1，烯 1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺、反，邻、间、对）；（4）碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团；（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

二、熟记健值1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。

2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H 面外弯曲振动（1000~675cm-1）。

3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。

4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。

红外光谱谱图解析课件

第19页，幻灯片共70页
（3）双键伸缩振动区（ 2000 1500 cm-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 ）
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第20页，幻Βιβλιοθήκη 片共70页苯衍生物的C=C
(3)2000 1500 cm-1
双键伸缩振动区
(4)1500 670 cm-1
X—Y伸缩，
X—H变形振动区
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第15页，幻灯片共70页
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
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 C H3
C H3 C C H3 C H 202222//11//1188
3
CH3 δs C—C骨架振动
1385-1380cm-1
第1页，幻灯片共70页
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
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一、认识红外光谱图
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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。
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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
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（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

红外光谱谱图解析

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
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一、认识红外光谱图
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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
任务2-4
infrared absorption spec-
正溴丁烷的波谱解析 troscopy，IR
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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
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3000 cm-1 以上
（2）叁键（C C）伸缩振动区（2500 2000 cm-1 ）
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在该区域出现的峰较少； ①RC CH （2100 2140 cm-1 ）
RC CR’ （2190 2260 cm-1 ） R=R’ 时，无红外活性 ②RC N （2100 2140 cm-1 ）非共轭 2240 2260 cm-1
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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） (2)2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区 (3)2000 1500 cm-1
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（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：

红外光谱谱图解析共272页

• 气体分子的纯转动光谱大多数出现在微波区和远红外区
• 刚性双原子分子的纯转动光谱是一系列等间距的谱线
J=4
20Bhc
8Bhc
J=3
12Bhc
6Bhc
J=2
4Bhc
J=1
J=0
能量
2Bhc
刚性双原子分子转动能级示意图
6Bhc
2Bhc 0
刚性双原子分子的纯转动光谱
分子的振-转光谱
• 把原子的振动看作谐振子，若振动能级由 n＝0向n＝1跃迁，即当振动量子数由n＝0 变到n＝1时，分子所吸收光的波数等于谐振子的振动频率，这种振动叫作基频振动，基频振动的频率叫作基频
• 双原子分子的力常数k只与电子云密度和核电荷有关，而与质量无关。同种元素，k值相同。如O-H和O-D，k值相同，折合质量µ
不相同，基频振动频率不相同
分子的转动光谱
• 分子的转动光谱主要是指气体的转动光谱。由于气体中分子之间的距离很大，分子可以自由转动，吸收光辐射后，能观察到气体分子转动光谱的精细结构。液体中分子之间的距离很短，分子之间的碰撞使分子的转动能级受到微绕，因此观察不到液体分子转动光谱的精细结构。固体样品也观察不到转动光谱
• 在中红外区，基团的振动模式分为两大类：伸缩振动和弯曲振动
伸缩振动 • 伸缩振动（双原子分子） • 对称伸缩振动 • 反对称（不对称）伸缩振动弯曲振动 • 变角振动
剪式振动（三原子分子）对称变角振动反对称（不对称）变角振动 • 面内弯曲振动 • 面外弯曲振动 • 面内摇摆振动 • 面外摇摆振动 • 卷曲（扭曲）振动
背景单光束光谱（水汽和CO2光谱，分辨率4cm－1）
水汽的吸收光谱（4cm-1），即水汽的振转光谱

红外光谱最全最详细明了分解ppt课件

经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
1.3.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响
（1）诱导效应（I效应）：基团邻近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的改变，使基团吸收频率变化。
4. 色散型红外光谱仪主要部件
(1) 光源
能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm；
室温下，非导体，使用前预热到800 C；特点：发光强度大；寿命0.5-1年；硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长2050mm；不需预热；两端需用水冷却；
(2) 单色器
(2)共轭效应（C效应）：共轭效应要求共轭体系有共平面性。
（3）瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；（5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰.
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
某一基团的特征吸收频率，同时还要受到分子结构和外界条件的影响。
同一种基团，由于其周围的化学环境不同，其特征吸收频率会有所位移，不是在同一个位置出峰。
基团的吸收不是固定在某一个频率上，而是在一个范围内波动。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用

红外光谱谱图解析

• 倍频峰又分为一级倍频峰、二级倍频峰等等。当非谐振子从n = 0向n = 2振动能级跃迁时所吸收光的频率称为一级倍频峰，从n = 0向n = 3振动能级跃迁时所吸收光的频率称为二级倍频峰 • 一级倍频峰很弱，二级倍频峰更弱
• 一级倍频峰的波数并非正好等于基频峰波数的两倍。一级倍频总是小于基频的两倍，这是因为非谐振子振动能级是不等距的，其能级间隔随着振动量子数n的增加而慢慢减小
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倍频峰（Overtone）
• 根据谐振子选择定则，谐振子只能在相邻的两个振动能级之间跃迁，即Δn＝±1。而且各个振动能级之间的间隔都是相等的
• 实际分子不是谐振子。量子力学证明，非谐振子的选择定则不再局限于Δn＝±1。Δn可以等于其它整数，即Δn＝±1，±2， ±3，……。也就是说，对于非谐振子，可以从振动能级n = 0向n = 2或n = 3，或向更高的振动能级跃迁。非谐振子的这种振动跃迁称为倍频振动。倍频振动频率称为倍频峰
苯的拉曼光谱
反对称伸缩振动
（Asymmetric Stretching Vibration）
直线形三原子基团反对称伸缩振动
弯曲形三原子基团反对称伸缩振动 H2O，-CH2-，-NH2，-NO2
CO2
平面形四原子基团反对称伸缩振动
四面体形五原子基团反对称伸缩振动
NO3－，BO3－，CO32－
NH4+，SO42+，PO43+ ，SiO42-
H N O O H
H
平面型硝酸钠中的NO3－的对称伸缩振动 1071cm-1（拉曼活性）
四面体型甲基-CH3的对称伸缩振动 2872±5cm-1
O
S
O O
O