红外光谱与核磁共振

RCH=CH2
四取代 无
共轭烯烃
与烯烃同
向低波数位移，变宽
与烯烃同
有机化学实用基础
吸收峰振 动 化合物
炔烃
C-H拉伸 C=C，CC，C=C-C=C （或伸缩） 苯环 一取代 2140-2100弱 3310-3300 非对称二取代2260-2190弱 较强 对称 无
C-H弯析
700-600强
芳烃
取代芳烃
有机化学实用基础
微粒性：可用光量子的能量来描述：
E hv
hc
式中： E 为光量子能量，单位为 J h 为Planck 常数，其量值为 6.63 × 10-34 J s-1
电磁波与光谱
电磁波 紫外线 可见光线 红外线 无线电波 光谱 紫外光谱 可见光谱 红外光谱 核磁共振谱 波长 200～400nm 400～800nm 2.5～15μ m 1m 激发能（kJ/mol) 580～301 301～150.5 46～0.8 4×10-5 分子激发的种类 n及π 电子跃迁 n及π 电子跃迁 振动键的变形 核自旋跃迁
因而可用于确定某种特殊的键和官能团是否存在， 是红外光谱的主要用途，一般把这段叫特征谱带区。 在该区中凡是能用于鉴定有机化合物各种基团存在 的吸收峰叫做特征吸收或特征峰。
有机化学实用基础
有机化合物基团的特征频率 总结大量红外光谱资料后，发现具有同一类型 化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频率总 是出现在一定的波数范围内，我们把这种能代表某 基团，并有较高强度的吸收峰，称为该基团的特征 吸收峰(又称官能团吸收峰)。 4000-1400cm-1区域又叫官能团区. 该区域出现的
3650~2500 cm-1区中，O—H，N—H、C—H和S—H
键的辨别是可能的，甚至各种不同的C—H键也能分 辨出。
有机化学实用基础
有机化学实用基础
在红外光谱上波数在3800~1400 cm-1 (2.50~7.00 μm)之间的高频区域吸收峰主要是由一对键连原子
之间的伸缩跃迁产生的，与整个分子的关系不大，
15.1 电磁波谱的概念 光是一种电磁波，具有波粒二相性。
波动性：可用波长( )、频率(v )和波数(σ )来描述。

c
=
1
式中： ν 为频率，单位为 Hz c 为光速，其量值 = 3 × 1010 cm.s-1 λ 为波长 (cm)， 也用nm作单位(1nm=10-7 cm) 1cm长度中波的数目，单位cm-1
吸收峰，较为稀疏，容易辨认.
有机化学实用基础
1400-400cm-1区域又叫指纹区. 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。 一种基团可以有数种振动形式，每种振动形式都 产生一个相应的吸收峰，通常把这些互相依存而
又互相可以佐证的吸收峰叫相关峰。如一个醇C—
异丙基，两个等强度的峰 三级丁基，两个不等强度的峰
振 动
C-H拉伸（或伸缩）
C-H弯曲
烷烃
有机化学实用基础
吸收峰 化合物
振 动
C-H拉伸 （或伸缩）
C=C，CC，C=CC=C苯环(拉伸或伸缩)
1680-1620 强
C-H弯曲
1000-800
>3000 （中） 烯烃 3100-3010
1645（中）910-905强 995-985强 R2C=CH2 1653（中） 895-885强 730-650弱且宽 顺RCH=CHR 1650（中） 980-965强 反RCH=CHR 1675（弱） 三取代 1680（中-弱） 840-790强 四取代 1670（弱-无） 无
弯曲振动时键长不变，但键角常有变化。
有机化学实用基础
+
+
+
+
C
剪式振动(δ s) 面 内
C
面内摇摆振动 (ρ )
C
面外摇摆振动 (ω ) 面 外
C
扭式振动 (τ )
弯曲振动只改变键角,不改变键长
值得注意的是：不是所有的振动都能引起红外吸收，只有偶 极矩(μ )发生变化的，才能有红外吸收。 H2、O2、N2 电荷分

有机化学实用基础
15.2 红外光谱 15.2.1 红外光谱图的表示方法 物质吸收的电磁辐射如果在红外光区域，用红外 光谱仪把产生的红外谱带记录下来，就得到红外光谱
图。
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以 波长或波数为横坐标，以透光度为纵坐标而形成。
布均匀，振动不能引起红外吸收。 H―C≡C―H、R―C≡C―R， 其C≡C（三键）振动也不能引起红外吸收。
有机化学实用基础
15.2.3 红外光谱与有机化合物分子结构的关系 研究大量有机化合物红外光谱的结果，现已大体 上可以肯定在一定频率范围内出现的谱峰是由哪种键 的振动所产生的(见表15-2)。 从表15-2揭示的各种键振动的吸收区域内还可以 进一步区分其特征谱带。在Y—H键的伸缩频率
有机化学实用基础
1.分子的振动方式 (1)伸缩振动： 原子间沿着键轴的伸长和缩短。振动时键长有 变化，但键角不变。
沿轴振动，只改变键长，不改变键角
有机化学实用基础
C
对称伸缩振动(νs) (2853 cm-1)
C
不对称伸缩振动 (vas) (2926 cm-1)
(2)弯曲振动：
组成化学键的原子离开键轴而上下左右的弯曲。
3110-3010中
同芳烃
1600中 1500强
1580弱 1450弱-无
670弱 倍频 2000-1650
一取代770-730， 710-690强
OH基团中有O—H、C—O的伸缩振动，C—O— H面内弯曲，C—O—H的面外弯曲等吸收峰，
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这些峰就是相关峰。在确定有机化合物中是否存 在某种基团，当然先要注意它有无特征峰。但是，
相关峰的存在也有利于判断和确认某种基团。
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重要官能团的红外特征吸收
源自文库吸收峰
化合物 -CH2-, 1460cm-1 2960-2850cm-1 -CH3 , 1380cm-1
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透光度以下式表示：
T %
I 100 % I0
15.2.2 红外光谱的产生
基本原理
I：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度。
红外光谱是由于分子的振动能级的跃迁而产生的，
当物质吸收一定波长的红外光的能量时，就发生
振动能级的跃迁。研究在不同频率照射下样品吸 收的情况就得到红外光谱图。