波普分析2 IR

1、第二章第二章 紅外光譜紅外光譜 (IR)學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求: 1.了解紅外光譜的基礎(chǔ)知識(shí): 紅外光譜產(chǎn)生的原因以及在IR譜中影響基團(tuán)(官能團(tuán))振動(dòng)頻率()的一些因素。 2.掌握IR譜解析的重要區(qū)段及主要官能團(tuán)特征吸收頻率。 3. 了解IR譜在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。 第一節(jié)第一節(jié) 紅外光譜基礎(chǔ)知識(shí)紅外光譜基礎(chǔ)知識(shí) 一、一、 紅外光譜紅外光譜n吸收光譜吸收光譜:光或者電磁輻射與原子或分子相互作用，光或者電磁輻射與原子或分子相互作用，原子或分子吸收一定能量的光子發(fā)生能級(jí)躍遷就產(chǎn)原子或分子吸收一定能量的光子發(fā)生能級(jí)躍遷就產(chǎn)生了吸收光譜生了吸收光譜 E分子分子=E電子電子E移移E振振E轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)n紅外光譜（振轉(zhuǎn)

2、光譜）：紅外線可引起分子振動(dòng)紅外光譜（振轉(zhuǎn)光譜）：紅外線可引起分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷所形成的吸收光譜。（振動(dòng)能級(jí)躍遷的能級(jí)的躍遷所形成的吸收光譜。（振動(dòng)能級(jí)躍遷的同時(shí)包含著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。）同時(shí)包含著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。） n在紅外光譜中，通常以波長(zhǎng)（在紅外光譜中，通常以波長(zhǎng)（um)或波或波數(shù)數(shù)(cm-1)為橫坐標(biāo)，吸收度為橫坐標(biāo)，吸收度(A)或百分或百分透過(guò)率為縱坐標(biāo)，記錄物質(zhì)分子的吸收透過(guò)率為縱坐標(biāo)，記錄物質(zhì)分子的吸收曲線。曲線。P33 圖圖2-1n分子發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要吸收一定的能量，分子發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要吸收一定的能量，這種能量對(duì)應(yīng)于光波的紅外區(qū)域這種能量對(duì)應(yīng)于光波的紅外區(qū)域（125002

3、5cm-1），只有在下列條件得到），只有在下列條件得到滿足時(shí)躍遷才會(huì)發(fā)生：滿足時(shí)躍遷才會(huì)發(fā)生： E光子光子=h光光= E振振=h振振=hcn只有當(dāng)照射體系產(chǎn)生的紅外線能量只有當(dāng)照射體系產(chǎn)生的紅外線能量 （ E光）光）與分子的振動(dòng)能級(jí)差（與分子的振動(dòng)能級(jí)差（ E振）相當(dāng)時(shí)，才振）相當(dāng)時(shí)，才會(huì)發(fā)生分子的振動(dòng)能量躍遷，從而獲得紅外會(huì)發(fā)生分子的振動(dòng)能量躍遷，從而獲得紅外光譜。光譜。n紅外光可分為三個(gè)區(qū)域：紅外光可分為三個(gè)區(qū)域：n1.近紅外區(qū)近紅外區(qū)(泛頻區(qū)泛頻區(qū)):125004000cm-1（0.82.5um)，主要用于研究分子中的，主要用于研究分子中的O-H、N-H、C-H鍵的振動(dòng)倍頻與組頻。鍵的振

4、動(dòng)倍頻與組頻。n2.中紅外區(qū)中紅外區(qū)(基本振動(dòng)區(qū)基本振動(dòng)區(qū))：4000400cm-1（2.525um)，主要用于研究大部分有機(jī)化，主要用于研究大部分有機(jī)化合物的振動(dòng)基頻。合物的振動(dòng)基頻。 n3.遠(yuǎn)紅外區(qū)遠(yuǎn)紅外區(qū)(轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)): 40025cm-1（25400um)，主要用于研究分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，主要用于研究分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜以及重原子成鍵的振動(dòng)，氫鍵光譜以及重原子成鍵的振動(dòng)，氫鍵AHX的的伸縮振動(dòng)，彎曲振動(dòng)以及一些絡(luò)合物的振動(dòng)伸縮振動(dòng)，彎曲振動(dòng)以及一些絡(luò)合物的振動(dòng)光譜。光譜。 2.525um 即即4000400cm-1。它是目。它是目前人們研究最多的區(qū)域，也是最有實(shí)際用處前人們研究最多的區(qū)域，也是最有

5、實(shí)際用處的區(qū)域。的區(qū)域。n二、二、 分子化學(xué)鍵的振動(dòng)與能級(jí)分子化學(xué)鍵的振動(dòng)與能級(jí)n1 雙原子分子的振動(dòng)雙原子分子的振動(dòng)n（1） 諧振子諧振子n 鍵的伸縮振動(dòng)可以近似地用經(jīng)典力學(xué)模鍵的伸縮振動(dòng)可以近似地用經(jīng)典力學(xué)模型來(lái)描述。如圖示型來(lái)描述。如圖示 根據(jù)根據(jù)Hoocke定律和定律和Newton定律：定律： F= - Kx ，最后可推出：最后可推出： =（1/ 2 c) c-光速，光速，cm/s； K-鍵的力常數(shù)，鍵的力常數(shù)，105dyn/cm(102N/m) u-質(zhì)量為質(zhì)量為m1和和m2兩原子的折合質(zhì)量（也稱(chēng)約兩原子的折合質(zhì)量（也稱(chēng)約化質(zhì)量）?；|(zhì)量）。 u= m1 m2/（ m1 m2）對(duì)對(duì)XH

6、鍵鍵 1307對(duì)對(duì)XY鍵鍵 1307n計(jì)算見(jiàn)P35 例例2.1和和2.2 uk/KMK / 2n簡(jiǎn)諧振動(dòng)方式的振動(dòng)能級(jí)簡(jiǎn)諧振動(dòng)方式的振動(dòng)能級(jí) E (V1/2) h/ 2 n EE V1E Vh =（h/ 2 ) 可見(jiàn)任何兩個(gè)相鄰能級(jí)間的能量差都是相等的可見(jiàn)任何兩個(gè)相鄰能級(jí)間的能量差都是相等的:n 諧振子的能級(jí)躍遷選律為：諧振子的能級(jí)躍遷選律為：v=1 即振動(dòng)能級(jí)躍遷只能發(fā)生在相鄰能級(jí)之間。即振動(dòng)能級(jí)躍遷只能發(fā)生在相鄰能級(jí)之間。 （2） 非諧振子非諧振子n由量子力學(xué)求得非諧振子的振動(dòng)能級(jí)為：由量子力學(xué)求得非諧振子的振動(dòng)能級(jí)為： E(v1/2) （v+1/2)2 Xe uk/uk /V0V1V2V

7、3n由圖可知：由圖可知：nA、振動(dòng)能（勢(shì)能、振動(dòng)能（勢(shì)能)是原子間距離的函數(shù)。是原子間距離的函數(shù)。振動(dòng)時(shí)振幅加大，則振動(dòng)能也相應(yīng)增加。振動(dòng)時(shí)振幅加大，則振動(dòng)能也相應(yīng)增加。nB、在常溫下，分子處于最低的振動(dòng)能、在常溫下，分子處于最低的振動(dòng)能級(jí)，化學(xué)鍵振動(dòng)與簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型非常近級(jí)，化學(xué)鍵振動(dòng)與簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型非常近似（僅當(dāng)似（僅當(dāng)V=3或或4時(shí)，才顯著偏離）。時(shí)，才顯著偏離）。通常的紅外吸收光譜主要討論從基態(tài)躍通常的紅外吸收光譜主要討論從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)遷到第一激發(fā)態(tài)(V0V1)，以及從基態(tài)，以及從基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)(V0V2)引起的引起的吸收。吸收。nC、因振動(dòng)量子數(shù)越大

8、，振幅也隨之加、因振動(dòng)量子數(shù)越大，振幅也隨之加寬，故勢(shì)能曲線的能級(jí)間隔將越來(lái)越小。寬，故勢(shì)能曲線的能級(jí)間隔將越來(lái)越小。nD、從基態(tài)（、從基態(tài)（V0 ）躍遷到第一激發(fā)態(tài)）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（V1 ） 時(shí)，將引起一個(gè)強(qiáng)的吸收峰，時(shí)，將引起一個(gè)強(qiáng)的吸收峰，叫基頻峰；從基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)叫基頻峰；從基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)態(tài)(V0V2)時(shí)，則引起一個(gè)弱的倍頻峰。時(shí)，則引起一個(gè)弱的倍頻峰。nE、振幅超過(guò)一定值，化學(xué)鍵斷裂，分子離解，、振幅超過(guò)一定值，化學(xué)鍵斷裂，分子離解，能級(jí)并在一起，勢(shì)能曲線趨近于一條水平線，能級(jí)并在一起，勢(shì)能曲線趨近于一條水平線，這時(shí)的這時(shí)的Emax等于離解能。等于離解能。 非諧振

9、子的躍遷選律不局限于非諧振子的躍遷選律不局限于V=1 ，它可等于任何整數(shù)值：它可等于任何整數(shù)值： V=1 ，2，3 ，除，除V=1外，其余選律的躍遷幾率外，其余選律的躍遷幾率都很小，故譜帶強(qiáng)度很弱，所以紅外光譜中，都很小，故譜帶強(qiáng)度很弱，所以紅外光譜中，除了可以觀察到很強(qiáng)的基頻峰外，還可以看到除了可以觀察到很強(qiáng)的基頻峰外，還可以看到其他較弱譜帶。其他較弱譜帶。n紅外光譜中通常只考慮如下兩種躍遷：紅外光譜中通常只考慮如下兩種躍遷： V0V1 :產(chǎn)生的譜帶稱(chēng)為產(chǎn)生的譜帶稱(chēng)為基頻峰基頻峰，特點(diǎn)是，特點(diǎn)是峰較強(qiáng)。峰較強(qiáng)。大大都出現(xiàn)在都出現(xiàn)在4000400cm-1范圍，最高的吸收頻率是處范圍，最高的吸收

10、頻率是處于于3958cm-1的的H-F伸縮振動(dòng)譜帶。伸縮振動(dòng)譜帶。 頻率為頻率為: 0 1= (1-2Xe) V0V2 : 產(chǎn)生的譜帶稱(chēng)為產(chǎn)生的譜帶稱(chēng)為倍頻峰倍頻峰，特點(diǎn)是，特點(diǎn)是譜線較弱。譜線較弱。 頻率為：頻率為：0 2=2 (1-3Xe)n基頻峰之間相互作用形成基頻峰之間相互作用形成結(jié)合頻峰結(jié)合頻峰（ v1+v1），倍頻峰），倍頻峰與結(jié)合頻峰統(tǒng)稱(chēng)與結(jié)合頻峰統(tǒng)稱(chēng)泛頻峰泛頻峰2 多原子分子的振動(dòng)多原子分子的振動(dòng)（1） 分子振動(dòng)自由度分子振動(dòng)自由度 分子自由度分子自由度: 在研究多原子分子時(shí)，常在研究多原子分子時(shí)，常把多原子的復(fù)雜振動(dòng)分解為許多簡(jiǎn)單的把多原子的復(fù)雜振動(dòng)分解為許多簡(jiǎn)單的基本振動(dòng)（

11、又稱(chēng)簡(jiǎn)正振動(dòng)），這些基本基本振動(dòng)（又稱(chēng)簡(jiǎn)正振動(dòng)），這些基本振動(dòng)數(shù)目稱(chēng)為分子的振動(dòng)自由度，簡(jiǎn)稱(chēng)振動(dòng)數(shù)目稱(chēng)為分子的振動(dòng)自由度，簡(jiǎn)稱(chēng)分子自由度。分子自由度。 分子自由度數(shù)目與該分子中各原子在分子自由度數(shù)目與該分子中各原子在空間坐標(biāo)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的總和密切相關(guān)?？臻g坐標(biāo)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的總和密切相關(guān)。n分子自由度數(shù)分子自由度數(shù)（3N)= 平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度振動(dòng)自平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度振動(dòng)自由度由度n振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度=分子自由度數(shù)分子自由度數(shù)(3N)-(平動(dòng)自平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)n非線性分子振動(dòng)自由度非線性分子振動(dòng)自由度=3N-(33)= 3N-6n線性分子振動(dòng)自由度線性分子振動(dòng)自由度=3N-

12、(32)= 3N-5（2）振動(dòng)類(lèi)型）振動(dòng)類(lèi)型 分子的振動(dòng)可分為兩大類(lèi)分子的振動(dòng)可分為兩大類(lèi)伸縮振動(dòng)，以伸縮振動(dòng)，以表示。表示。n對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，以對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，以S表示。表示。n不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，以不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，以as表示。表示。彎曲振動(dòng)，也叫變角振動(dòng)，以彎曲振動(dòng)，也叫變角振動(dòng)，以表示。表示。面內(nèi)彎曲振動(dòng)，以面內(nèi)彎曲振動(dòng)，以i.p表示。表示。n剪式振動(dòng)，以剪式振動(dòng)，以s表示。表示。n面內(nèi)搖擺振動(dòng)，以面內(nèi)搖擺振動(dòng)，以表示。表示。面外彎曲振動(dòng)，以面外彎曲振動(dòng)，以o.o.p表示。表示。n面外搖擺振動(dòng)，以面外搖擺振動(dòng)，以w表示。表示。n扭曲變形振動(dòng)，以扭曲變形振動(dòng)，以t表示。表示。對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)，

13、以對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)，以s 、 as表示。表示。n按能量高低順序排列，通常是：按能量高低順序排列，通常是：n as S s o.o.pn高頻高頻低頻低頻3 影響峰數(shù)減少的因素影響峰數(shù)減少的因素 每一個(gè)振動(dòng)自由度（基本振動(dòng)數(shù)）在每一個(gè)振動(dòng)自由度（基本振動(dòng)數(shù)）在紅外光譜區(qū)均產(chǎn)生一個(gè)吸收帶。紅外光譜區(qū)均產(chǎn)生一個(gè)吸收帶。峰數(shù)少于基本振動(dòng)數(shù)目的原因峰數(shù)少于基本振動(dòng)數(shù)目的原因：(1)當(dāng)振動(dòng)過(guò)程中分子不發(fā)生瞬間偶極矩變當(dāng)振動(dòng)過(guò)程中分子不發(fā)生瞬間偶極矩變化時(shí)，不引起紅外吸收即化時(shí)，不引起紅外吸收即非活性振動(dòng)非活性振動(dòng)。(2)頻率完全相同的振動(dòng)彼此發(fā)生兼并。頻率完全相同的振動(dòng)彼此發(fā)生兼并。(3)強(qiáng)寬峰往往要覆

14、蓋與它頻率相近的弱而強(qiáng)寬峰往往要覆蓋與它頻率相近的弱而窄的吸收峰。窄的吸收峰。(4)吸收峰有時(shí)落在中紅外區(qū)域以外。吸收峰有時(shí)落在中紅外區(qū)域以外。(5)吸收強(qiáng)度太弱，以至無(wú)法測(cè)定。吸收強(qiáng)度太弱，以至無(wú)法測(cè)定。*理論上理論上, 每個(gè)振動(dòng)自由度在紅外光譜區(qū)均每個(gè)振動(dòng)自由度在紅外光譜區(qū)均產(chǎn)生一個(gè)吸收峰帶產(chǎn)生一個(gè)吸收峰帶, 但實(shí)際上但實(shí)際上,峰數(shù)往往少峰數(shù)往往少于基本振動(dòng)數(shù)目。于基本振動(dòng)數(shù)目。n例：水分子基本振動(dòng)形式及IR光譜n例：CO2分子基本振動(dòng)形式及IR光譜4 分子偶極變化與峰強(qiáng)分子偶極變化與峰強(qiáng)（1）峰強(qiáng)的表示方法（見(jiàn)）峰強(qiáng)的表示方法（見(jiàn)P44）n在紅外光譜中峰強(qiáng)有以下在紅外光譜中峰強(qiáng)有以下4種

15、表示方式，種表示方式，其中最常用的為百分透光率其中最常用的為百分透光率T和吸光和吸光度度A。nA 百分透光率百分透光率 T=(I / I0)100nB 百分吸收率百分吸收率 百分吸收率百分吸收率=(100-T)%C 吸光度吸光度 A=lg(I0 /I)= lg(T0 /T) 式中式中 A吸光度；吸光度； I0吸收峰基線的透射比；吸收峰基線的透射比； I峰頂?shù)耐干浔取７屙數(shù)耐干浔取?D 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) 紅外光譜的絕對(duì)峰強(qiáng)可以用摩爾吸光系數(shù)表示：紅外光譜的絕對(duì)峰強(qiáng)可以用摩爾吸光系數(shù)表示： a =1/(C L) lg(T0 /T)式中式中 a 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) C濃度，濃度，mol

16、/L; L比色池的厚度，比色池的厚度，cm; T0入射光強(qiáng)度；入射光強(qiáng)度； T 透射光的強(qiáng)度透射光的強(qiáng)度na 100時(shí)，示峰帶很強(qiáng)，用時(shí)，示峰帶很強(qiáng)，用vs表示；表示；na =20100時(shí)，為強(qiáng)峰，用時(shí)，為強(qiáng)峰，用s表示；表示；na =1020時(shí)，為中強(qiáng)峰，用時(shí)，為中強(qiáng)峰，用m表示；表示；na 1時(shí)，為弱峰，用時(shí)，為弱峰，用w表示。表示。 紅外光譜用于定性所指的峰強(qiáng)是每一峰紅外光譜用于定性所指的峰強(qiáng)是每一峰的相對(duì)強(qiáng)度。的相對(duì)強(qiáng)度。5 決定峰強(qiáng)的因素決定峰強(qiáng)的因素（1）振動(dòng)過(guò)程中偶極矩的變化振動(dòng)過(guò)程中偶極矩的變化n基頻峰的強(qiáng)度（除濃度影響以外）主要取決基頻峰的強(qiáng)度（除濃度影響以外）主要取決于振動(dòng)

17、過(guò)程中偶極矩變化的大小。振動(dòng)時(shí)，于振動(dòng)過(guò)程中偶極矩變化的大小。振動(dòng)時(shí)，偶極矩變化愈大，吸收強(qiáng)度愈大。偶極矩變化愈大，吸收強(qiáng)度愈大。n偶極矩變化的大小主要取決于下列四種因素：偶極矩變化的大小主要取決于下列四種因素：A 原子的電負(fù)性原子的電負(fù)性 電負(fù)性相差電負(fù)性相差愈大，引起的吸愈大，引起的吸收峰愈強(qiáng)。收峰愈強(qiáng)。n如：如：C=OC=C;n O-H C-H C-C B 振動(dòng)振動(dòng) 振動(dòng)形式不同對(duì)分子的電荷分布影響振動(dòng)形式不同對(duì)分子的電荷分布影響不同，故吸收峰強(qiáng)度也不同。通常峰強(qiáng)與振不同，故吸收峰強(qiáng)度也不同。通常峰強(qiáng)與振動(dòng)形式之間有下列規(guī)律：動(dòng)形式之間有下列規(guī)律： as S ； C 分子的對(duì)稱(chēng)性分子的對(duì)

18、稱(chēng)性 結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的分子在振動(dòng)過(guò)程結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的分子在振動(dòng)過(guò)程中，由于振動(dòng)方向也是對(duì)稱(chēng)的，所以整個(gè)分中，由于振動(dòng)方向也是對(duì)稱(chēng)的，所以整個(gè)分子的偶極矩始終為零，沒(méi)有吸收峰出現(xiàn)。子的偶極矩始終為零，沒(méi)有吸收峰出現(xiàn)。D 其他影響因素其他影響因素 如費(fèi)米共振、形成氫鍵及與如費(fèi)米共振、形成氫鍵及與偶極矩大的基團(tuán)共軛等因素，也會(huì)使峰強(qiáng)發(fā)偶極矩大的基團(tuán)共軛等因素，也會(huì)使峰強(qiáng)發(fā)生改變。生改變。（2）能級(jí)的躍遷幾率）能級(jí)的躍遷幾率 通常通常V=1躍遷幾率最大，所以基頻躍遷幾率最大，所以基頻譜帶比相應(yīng)的倍頻、組頻譜帶的強(qiáng)度高。譜帶比相應(yīng)的倍頻、組頻譜帶的強(qiáng)度高。影響峰強(qiáng)的因素影響峰強(qiáng)的因素(1) 振動(dòng)過(guò)程中偶極距的變化振

19、動(dòng)過(guò)程中偶極距的變化n分子的對(duì)稱(chēng)性分子的對(duì)稱(chēng)性n原子的電負(fù)性原子的電負(fù)性n振動(dòng)形式振動(dòng)形式n費(fèi)米共振費(fèi)米共振n氫鍵的形成氫鍵的形成n與偶極距變化大的基團(tuán)共軛與偶極距變化大的基團(tuán)共軛(2)能級(jí)的躍遷幾率能級(jí)的躍遷幾率三三 影響紅外光譜吸收峰位、峰強(qiáng)的因素影響紅外光譜吸收峰位、峰強(qiáng)的因素 基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率主要取決于基團(tuán)的折基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率主要取決于基團(tuán)的折合原子量和化學(xué)鍵的力常數(shù)。它要受到鄰近合原子量和化學(xué)鍵的力常數(shù)。它要受到鄰近基團(tuán)和化學(xué)鍵的影響，基團(tuán)頻率還受到試樣基團(tuán)和化學(xué)鍵的影響，基團(tuán)頻率還受到試樣的物態(tài)和溶劑種類(lèi)等外部因素的影響。的物態(tài)和溶劑種類(lèi)等外部因素的影響。1影響吸收影響吸收峰位

20、峰位的內(nèi)部因素的內(nèi)部因素（1） 電子效應(yīng)電子效應(yīng)n 主要包括誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)，它是由主要包括誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)，它是由于化學(xué)鍵的電子分布不均勻而引起的。于化學(xué)鍵的電子分布不均勻而引起的。A 誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)n誘導(dǎo)效應(yīng)（誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）效應(yīng)）：一些極性共價(jià)鍵，隨著?。阂恍O性共價(jià)鍵，隨著取代基電負(fù)性的不同，電子云的密度發(fā)生變化，引代基電負(fù)性的不同，電子云的密度發(fā)生變化，引起鍵的振動(dòng)譜帶位移。起鍵的振動(dòng)譜帶位移。n-I效應(yīng)效應(yīng)：由鹵素等吸電子基團(tuán)引起的誘導(dǎo)效應(yīng)。：由鹵素等吸電子基團(tuán)引起的誘導(dǎo)效應(yīng)。nI效應(yīng)效應(yīng)：由甲基等斥電子基團(tuán)引起的誘導(dǎo)效應(yīng)。：由甲基等斥電子基團(tuán)引起的誘導(dǎo)效應(yīng)。 FClBrI

21、OCH3NHCOCH3C6H6HCH3CH3CCH3OCH3COHCH3COCl c=o 1715cm-1 1730cm-1 1800cm-1 B 共軛效應(yīng)（共軛效應(yīng)（C效應(yīng)或效應(yīng)或M效應(yīng)）效應(yīng)）： 使共軛體系中的電子云密度平均化，使單使共軛體系中的電子云密度平均化，使單鍵具有雙鍵性，雙鍵具有單鍵性。為共軛體系鍵具有雙鍵性，雙鍵具有單鍵性。為共軛體系中電子離域的現(xiàn)象。中電子離域的現(xiàn)象。 在紅外光譜中，誘導(dǎo)效應(yīng)一般指吸電在紅外光譜中，誘導(dǎo)效應(yīng)一般指吸電子基團(tuán)的影響（子基團(tuán)的影響（-I效應(yīng)）效應(yīng)） ，它使吸收峰向，它使吸收峰向高波數(shù)方向移動(dòng)。高波數(shù)方向移動(dòng)。例：例： c=o 1720cm-1 16

22、80cm-1 1660cm-1c=o 1720cm-1 1680cm-1 1660cm-1 在在p-共軛體系中，誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛共軛體系中，誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)常常同時(shí)存在。例如酰胺化合物。效應(yīng)常常同時(shí)存在。例如酰胺化合物。CORRCOOR 同時(shí)存在同時(shí)存在I效應(yīng)和效應(yīng)和C效應(yīng)，效應(yīng)，吸收峰的位移方吸收峰的位移方向由影響較大的那個(gè)效應(yīng)所決定。向由影響較大的那個(gè)效應(yīng)所決定。RCOORRCONR2RCOS-ArCOS-R1735169017101665(2) 空間效應(yīng)空間效應(yīng) 包括場(chǎng)效應(yīng)、空間障礙、跨環(huán)效應(yīng)、環(huán)包括場(chǎng)效應(yīng)、空間障礙、跨環(huán)效應(yīng)、環(huán) 張力等。張力等。 場(chǎng)效應(yīng)（場(chǎng)效應(yīng)（F F效應(yīng)）效應(yīng)）：是

23、指通過(guò)分子內(nèi)空：是指通過(guò)分子內(nèi)空間起作用，使電子云的密度發(fā)生改變，間起作用，使電子云的密度發(fā)生改變，只有在立體結(jié)構(gòu)上互相接近的那些基團(tuán)只有在立體結(jié)構(gòu)上互相接近的那些基團(tuán)之間才能發(fā)生。之間才能發(fā)生。COCCHHHlClHClCOCCHHHClHCl c=o 1755 1742 1728COCCHHHClHClBrOBrOCH3CH3 c=o 1716cm-1 1728cm-1空間障礙（空間位阻）：同一分子中各空間障礙（空間位阻）：同一分子中各基團(tuán)在空間的位阻作用。基團(tuán)在空間的位阻作用。n共軛效應(yīng)對(duì)共軛效應(yīng)對(duì)空間障礙最為敏感?？臻g障礙最為敏感。CH3CCH3OCH3CH3CH3CCH3O c=o

24、1663cm-1 1686 cm-1 1693cm-1CCH3O 跨環(huán)效應(yīng)：跨環(huán)效應(yīng)： 是一種特殊的空間電子效應(yīng)。是一種特殊的空間電子效應(yīng)。NCH3ONCH3O+- c=o 1690cm-1 1675cm-1n 環(huán)張力環(huán)張力對(duì)于環(huán)外雙鍵或環(huán)上羰基：環(huán)元數(shù)越小，對(duì)于環(huán)外雙鍵或環(huán)上羰基：環(huán)元數(shù)越小，環(huán)內(nèi)角越小，環(huán)張力越大，環(huán)內(nèi)角越小，環(huán)張力越大， 越大；越大；對(duì)于環(huán)內(nèi)雙鍵：環(huán)元數(shù)越小，環(huán)內(nèi)角越對(duì)于環(huán)內(nèi)雙鍵：環(huán)元數(shù)越小，環(huán)內(nèi)角越小，環(huán)張力越大，小，環(huán)張力越大， 越??；環(huán)丁烯達(dá)到越?。画h(huán)丁烯達(dá)到最小值，環(huán)內(nèi)角繼續(xù)變小，頻率反而升最小值，環(huán)內(nèi)角繼續(xù)變小，頻率反而升高。高。CH2CH2CH2CH2 c=c

25、 1780cm-1 1678cm-1 1657cm-1 1650cm-1 c=c 1641cm-1 1566cm-1 1611cm-1 1646cm-1 c=cH 3060 3045 3017 n(3) 氫鍵效應(yīng)氫鍵效應(yīng)n氫鍵的形成，往往對(duì)譜帶位置和強(qiáng)度都有氫鍵的形成，往往對(duì)譜帶位置和強(qiáng)度都有極明顯的影響。通?？墒股炜s頻率向極明顯的影響。通常可使伸縮頻率向低波低波數(shù)數(shù)方向移動(dòng)，方向移動(dòng)，譜帶變寬。譜帶變寬。 分子內(nèi)氫鍵（與濃度無(wú)關(guān)）分子內(nèi)氫鍵（與濃度無(wú)關(guān)） 分子內(nèi)氫分子內(nèi)氫鍵的形成，可使譜帶大幅度的向低波數(shù)方鍵的形成，可使譜帶大幅度的向低波數(shù)方向移動(dòng)。向移動(dòng)。OOOHOOOHn c=O 162

26、4（締合）（締合） c=O 1676 （游離）（游離） 1675（游離）（游離） 1673（游離）（游離）n OH 2843（締合）（締合） OH 3610 （游離）（游離）n分子間氫鍵（與濃度有關(guān)）分子間氫鍵（與濃度有關(guān)） a 醇與酚的羥基，在極稀的溶液中呈游離狀態(tài)，醇與酚的羥基，在極稀的溶液中呈游離狀態(tài)，在在36503600cm-1出現(xiàn)吸收峰，隨著濃度出現(xiàn)吸收峰，隨著濃度增加，分子間形成氫鍵，故增加，分子間形成氫鍵，故OH向低波數(shù)方向向低波數(shù)方向移動(dòng)至移動(dòng)至3515cm-1（二聚體）及（二聚體）及3350cm-1（多聚體）。（多聚體）。 b 羧酸羧酸類(lèi)也同樣亦形成分子間氫鍵。在類(lèi)也同樣亦形

27、成分子間氫鍵。在32002500cm-1區(qū)間，表現(xiàn)為一個(gè)寬而散的區(qū)間，表現(xiàn)為一個(gè)寬而散的 OH吸吸收峰，非常特征，為羧酸結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要標(biāo)志。收峰，非常特征，為羧酸結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要標(biāo)志。 CH3CH2OC2H5OOCCCH3OC2H5OOHCHCC c=o 1738cm-1 1717cm-1 1650cm-13000cm-1(4) 互變異構(gòu)互變異構(gòu)分子發(fā)生互變異構(gòu)，吸收峰也將發(fā)生位移。分子發(fā)生互變異構(gòu)，吸收峰也將發(fā)生位移。在紅外光譜上能夠出現(xiàn)各異構(gòu)體的峰帶。在紅外光譜上能夠出現(xiàn)各異構(gòu)體的峰帶。(5). 振動(dòng)偶合效應(yīng)振動(dòng)偶合效應(yīng): *當(dāng)兩個(gè)相同的基團(tuán)在分子中靠得很近時(shí), 其相應(yīng)的特征吸收峰常發(fā)生分裂

28、,形成兩個(gè)峰, 這種現(xiàn)象叫振動(dòng)偶合振動(dòng)偶合。例如: 丙二酸中的羧羰基振動(dòng)、丙酸酐中的羰基振動(dòng)、異丙基中的甲基等。 n丙酸酐丙酸酐 C=OC=OCHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C-OC-O(6) (6) 費(fèi)米共振費(fèi)米共振費(fèi)米共振：當(dāng)倍頻峰（或組頻峰）位于某強(qiáng)的基頻吸收峰附近時(shí)，弱的倍頻（或組頻）峰的吸收強(qiáng)度常被大大強(qiáng)化（間或發(fā)生峰帶裂分），是倍頻（或組頻）與基頻之間的振動(dòng)耦合。例：環(huán)戊酮、苯甲酰氯。(7) 試樣的物理狀態(tài)的影響試樣的物理狀態(tài)的影響n同一種化合物在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)時(shí)同一種化合物在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)時(shí)IR光光譜不相同，要注意試樣狀態(tài)及制作方法。譜不相同，要注意試樣狀態(tài)及制

29、作方法。 2 影響峰位、峰強(qiáng)的外部因素 外部因素指溶劑影響及儀器色散元件的影響(1) 溶劑的影響： 極性基團(tuán)的伸縮頻率常常隨溶劑的極性增大而降低，所以盡量采用非極性溶劑，如：CS2、CCl4、CHCl3等。(2) 儀器的色散元件： 棱鏡與光柵的分辨率不同，前者分辨率低，后者分辨率高。第二節(jié)第二節(jié) 紅外光譜的重要吸收區(qū)段紅外光譜的重要吸收區(qū)段1. 特征區(qū)n有機(jī)化合物分子中一些主要官能團(tuán)的特征吸收多發(fā)生在紅外區(qū)域40001333 cm-1，比較稀疏，容易辨認(rèn)，稱(chēng)做特征吸收或特征峰。n2 指紋區(qū)n指紋區(qū)：紅外光譜上1333400cm-1的低頻區(qū)。n主要是C-X(X=C,N,O)單鍵的伸縮振動(dòng)及各種彎

30、曲振動(dòng)。n特點(diǎn)：這些單鍵的鍵強(qiáng)差別不大，原子質(zhì)量又相似，所以峰帶特別密集，猶如人的指紋。n 3 相關(guān)峰n相關(guān)峰：相互依存而又相互可以佐證的吸收峰。例如甲基(-CH3) n確定有機(jī)化合物中是否存在某種官能團(tuán)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)注意有無(wú)特征峰，相關(guān)峰的存在也是一個(gè)輔證。 一. 幾個(gè)重要區(qū)段n把特征區(qū)和指紋區(qū)分得更細(xì)，初步劃分為八個(gè)重要區(qū)段紅外光譜中的幾個(gè)重要區(qū)段紅外光譜中的幾個(gè)重要區(qū)段 波數(shù)(cm-1) 鍵的振動(dòng)類(lèi)型 37503000 OH, NH 33003000 CH(不飽和碳?xì)滏I振動(dòng)) 30002700 CH(CH3, CH2, CH, CHO) 24002100 三鍵伸縮振動(dòng)區(qū) 19001650

31、羰基伸縮振動(dòng)區(qū) 16801500 雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū),苯環(huán) 14751300 C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)區(qū) 1000650 C-H面外彎曲振動(dòng)區(qū)n例：一個(gè)化合物的部分例：一個(gè)化合物的部分IRIR光譜如圖所示，光譜如圖所示，其結(jié)構(gòu)可能為其結(jié)構(gòu)可能為(A)(A)、(B)(B)或或(C)(C)，試問(wèn)哪，試問(wèn)哪一種結(jié)構(gòu)可能給出此種光譜？為什么？一種結(jié)構(gòu)可能給出此種光譜？為什么？ 1 O-H、N-H伸縮振動(dòng)區(qū)（伸縮振動(dòng)區(qū)（37503000cm-1）n說(shuō)明：說(shuō)明：O-HO-H伸縮振動(dòng)在伸縮振動(dòng)在3750375030003000cm-1cm-1區(qū)出現(xiàn)一強(qiáng)區(qū)出現(xiàn)一強(qiáng)峰，它是判斷分子中有無(wú)峰，它是判斷分子中有無(wú)OHOH基的

32、重要依基的重要依據(jù)，見(jiàn)據(jù)，見(jiàn)2 21717，1818。 OHOH基在形成氫鍵締合后，在基在形成氫鍵締合后，在3450345032003200cm-1cm-1之間表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)而寬的峰，見(jiàn)之間表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)而寬的峰，見(jiàn)2 21919。n若形成分子內(nèi)氫鍵，酚羥基伸縮振動(dòng)譜帶若形成分子內(nèi)氫鍵，酚羥基伸縮振動(dòng)譜帶向低頻移動(dòng)更為明顯。向低頻移動(dòng)更為明顯。OHOHNOHOHOHCH3361032433077羧酸（COOH）中的OH比較特殊，由于氫鍵締合,在30002500cm-1區(qū)出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)而寬的峰。游離的OH峰，在3540cm-1附近出現(xiàn)。游離的N-H與締合的N-H都比OH峰弱，尖銳。 伯胺:雙峰, 仲胺和

33、亞胺:一個(gè)峰, 叔胺:不顯峰。n2-丁醇的紅外光譜圖丁醇的紅外光譜圖-OH-OHCHCH3 3,CH,CH2 2仲醇C-OC-OCHCH3 3伯醇C-OC-O-OH-OH CHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C=OC=O-COOH-COOHCHCH3 3n苯胺的紅外光譜圖苯胺的紅外光譜圖NHNH2 2單取代苯單取代苯NHNH2 2苯骨架苯骨架伯胺nN-己基甲胺的紅外光譜圖己基甲胺的紅外光譜圖NHNHNHCHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3仲胺例1:下述三個(gè)化合物IR光譜有何不同? (A). CH3(CH2)6COOH (B). (CH3)3CCH(OH)CH2CH3 (C)

34、. CH3CCH(CH2CH3)N(CH3)2例2:下列兩個(gè)化合物IR光譜在37503000cm-1區(qū)域中有何不同？n CH2NH2CH3NOCH3CH3ABnN-H吸收峰的數(shù)目與氮原子上取代基的吸收峰的數(shù)目與氮原子上取代基的多少有關(guān)，第一胺（伯胺、伯酰胺）顯多少有關(guān)，第一胺（伯胺、伯酰胺）顯雙峰（有對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)伸縮），且兩峰雙峰（有對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)伸縮），且兩峰強(qiáng)度近似相等；第二胺（仲胺、仲酰胺強(qiáng)度近似相等；第二胺（仲胺、仲酰胺和亞胺）只出現(xiàn)一個(gè)吸收峰；第三胺和亞胺）只出現(xiàn)一個(gè)吸收峰；第三胺（叔胺、叔酰胺）不顯峰。（叔胺、叔酰胺）不顯峰。 n例例3：順式：順式1,2-環(huán)戊二醇的環(huán)戊二醇的CCl4

35、稀溶液，稀溶液，在在3633cmcm-1-1及及3752cmcm-1-1處顯兩個(gè)峰，處顯兩個(gè)峰，為什么？當(dāng)溶液濃度增加時(shí)，為何又出為什么？當(dāng)溶液濃度增加時(shí)，為何又出現(xiàn)現(xiàn)35003500cmcm-1-1峰，峰， 3633cmcm-1-1及及3752cmcm- -1 1處兩峰峰強(qiáng)又如何變化？處兩峰峰強(qiáng)又如何變化？2. 不飽和烴和芳烴C-H伸縮振動(dòng)區(qū) (33003000cm-1) 炔氫炔氫: 3300 (cm-1), 強(qiáng)度比締合態(tài)的比締合態(tài)的 O-H 吸收弱，比吸收弱，比 N-H吸收強(qiáng)。吸收強(qiáng)。 Ar-H: 3030 (cm-1), 弱到強(qiáng); C=C-H: 30403010 (cm-1), 弱到中強(qiáng)

36、.*此區(qū)域是區(qū)別飽和與不飽和的重要區(qū)域, 不飽和烴與芳烴在3000 cm-1以上, 而飽和烴在3000 cm-1以下.n1-己炔的紅外光譜圖己炔的紅外光譜圖碳三鍵碳三鍵C CH H3 3,CH,CH2 2碳三鍵碳三鍵C CH Hn芳烴：芳烴：芳烴芳烴C-H伸縮振動(dòng)吸收帶出現(xiàn)在伸縮振動(dòng)吸收帶出現(xiàn)在3030 cm-1附近，均為苯環(huán)附近，均為苯環(huán)C-H伸縮振伸縮振動(dòng)。動(dòng)。n乙苯乙苯單取代苯單取代苯苯環(huán)苯環(huán)=CH=CHCHCH2 2CHCH3 3n -蒎烯的紅外光譜圖蒎烯的紅外光譜圖CHCH2 2CHCH3 3=CH=CH2 2C=CC=CCHCH3 3例: 下列化合物在C-H伸縮區(qū)域有何區(qū) 別?n

37、CHCH3CH3CHCH3CH3ABA:有C=C-H的伸縮振動(dòng)峰,3025cm-1B:此區(qū)域無(wú)吸收峰.（3000cm-1）n例外：飽和鹵代烴中與鹵素直接相連的 C-H也在此區(qū)域內(nèi)。也在此區(qū)域內(nèi)。nCH3I的 C-H：3060cm-1.nCH3Br的 C-H：3050cm-1.nCH3Cl的 C-H：3042cm-1.3 飽和烴的飽和烴的C-H和醛基的和醛基的C-H伸縮振伸縮振動(dòng)區(qū)（動(dòng)區(qū)（30002700cm-1）-CH3,-CH2-均為均為as 及及S ，故均出現(xiàn)兩，故均出現(xiàn)兩個(gè)峰，高頻峰為個(gè)峰，高頻峰為as ，低頻峰為，低頻峰為S 。飽和烷烴只有環(huán)丙基例外飽和烷烴只有環(huán)丙基例外 ,-CH2-

38、基團(tuán)可出現(xiàn)基團(tuán)可出現(xiàn)在在29903100cm-1之間。之間。醛基上的醛基上的C-H在在2820cm-1 、 2720cm-1處處有兩個(gè)吸收峰，其中有兩個(gè)吸收峰，其中2720cm-1吸收峰很吸收峰很尖銳，尖銳，且低于其他的且低于其他的C-H吸收，易于識(shí)別，吸收，易于識(shí)別，是醛基的特征吸收峰，可作為分子中有醛基是醛基的特征吸收峰，可作為分子中有醛基存在的一個(gè)依據(jù)。存在的一個(gè)依據(jù)。n如圖正丁醛的紅外光譜。如圖正丁醛的紅外光譜。n氧甲基（氧甲基（OCH3）、氮甲基）、氮甲基 （NCH3）和不與芳環(huán)相連的仲胺、叔胺中的亞甲基和不與芳環(huán)相連的仲胺、叔胺中的亞甲基（NCH2），可在），可在285028502

39、7202720cmcm-1-1范圍范圍內(nèi)產(chǎn)生中等強(qiáng)度的吸收光度。如茴香醚的內(nèi)產(chǎn)生中等強(qiáng)度的吸收光度。如茴香醚的IR光譜。光譜。亞甲二氧基（亞甲二氧基（OCH2O）還有一個(gè)在）還有一個(gè)在930cmcm-1-1附近的附近的C-O伸縮振動(dòng)（伸縮振動(dòng)（ms），所），所以以2780cm-1與與930cmcm-1-1為相關(guān)峰，是鑒為相關(guān)峰，是鑒定此基團(tuán)的重要依據(jù)。定此基團(tuán)的重要依據(jù)。n醛醛：羰基在：羰基在1725 cm-1附近。附近。 2-甲基丁醛甲基丁醛n丙烯醛丙烯醛C=OC=OCHCH3 3CHOCHOCHCH3 3,CH,CH2 2C=OC=OCHCH2 2CHOCHOC=OC=OCHCH3 3,C

40、H,CH2 2CHOCHOCHCH3 3C=OC=OCHOCHO苯骨架苯骨架單取代苯單取代苯=CH=CH 4 4 三鍵對(duì)稱(chēng)伸縮區(qū)三鍵對(duì)稱(chēng)伸縮區(qū)(2400(240021002100cmcm-1-1 ) ) 說(shuō)明：說(shuō)明： 共軛效應(yīng)將使上述各峰頻率略向低波數(shù)方共軛效應(yīng)將使上述各峰頻率略向低波數(shù)方向移動(dòng)。如：芳香腈類(lèi)在向移動(dòng)。如：芳香腈類(lèi)在2240224021902190cmcm-1-1 。 結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的乙炔及其他全對(duì)稱(chēng)的二取代物結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的乙炔及其他全對(duì)稱(chēng)的二取代物在紅外光譜不出現(xiàn)在紅外光譜不出現(xiàn)C=C譜帶。譜帶。 空氣中的空氣中的CO2對(duì)圖譜會(huì)發(fā)生干擾，如看到對(duì)圖譜會(huì)發(fā)生干擾，如看到23492349c

41、mcm-1-1峰，注意是否存在操作和調(diào)儀器的峰，注意是否存在操作和調(diào)儀器的問(wèn)題。問(wèn)題。 n1-己炔的紅外光譜圖己炔的紅外光譜圖碳三鍵碳三鍵C CH H3 3,CH,CH2 2碳三鍵碳三鍵C CH Hn丙烯腈的紅外光譜圖丙烯腈的紅外光譜圖nC C N N伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng), , C N鍵極性較鍵極性較C C鍵強(qiáng)鍵強(qiáng),其其譜帶強(qiáng)度也較譜帶強(qiáng)度也較 C C 譜帶強(qiáng)。譜帶強(qiáng)。C C N NC C N NCHCH3 3,CH,CHCHCH3 3n例：預(yù)測(cè)下列化合物有哪些主要的紅外例：預(yù)測(cè)下列化合物有哪些主要的紅外吸收峰？吸收峰？nCH3CH2CCHnHO-PhC C-PhCH(CH3)2nH2C=CH-

42、CC-CH=CH2 5 羰基（羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)區(qū)）的伸縮振動(dòng)區(qū)（19001650cm-1）羰基吸收最常出現(xiàn)的區(qū)域?yàn)轸驶兆畛３霈F(xiàn)的區(qū)域?yàn)?7551670 cm-1共軛效應(yīng)將使上述吸收峰略向低波數(shù)方向移動(dòng)，共軛效應(yīng)將使上述吸收峰略向低波數(shù)方向移動(dòng)，吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)將使上述吸收峰略向高波方向吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)將使上述吸收峰略向高波方向移動(dòng)。移動(dòng)。nOFFORClOROHORHORRCORORCORCCCCC羰基化合物形成氫鍵，無(wú)論是分子間或羰基化合物形成氫鍵，無(wú)論是分子間或分子內(nèi)氫鍵，均使分子內(nèi)氫鍵，均使C=O吸收峰移向低波吸收峰移向低波數(shù)一端。數(shù)一端。CCH3OOHCCH3Oc=o 16

43、91cm-1 16391610cm-1n在環(huán)酮、內(nèi)酯環(huán)或內(nèi)酰胺環(huán)中，隨著在環(huán)酮、內(nèi)酯環(huán)或內(nèi)酰胺環(huán)中，隨著張力增強(qiáng)，吸收峰向高頻方向移動(dòng)。張力增強(qiáng)，吸收峰向高頻方向移動(dòng)。NOHNONOHHc=o(cm-1) 166010 1700 1745例：下列兩組化合物在例：下列兩組化合物在4000400016501650cmcm-1-1的的IR區(qū)域區(qū)域有何吸收？有何吸收？CH3CH2COOHCH3CH2COHCOCH3CH3OCNH2COOHNHABCABC第一組第二組n羧酸及其鹽羧酸及其鹽：羧酸以二聚體的形式存在，：羧酸以二聚體的形式存在， C=O 約約1720 cm-1。游離態(tài)。游離態(tài) C=O (約約

44、1760 cm-1) 。若在第一峰區(qū)約若在第一峰區(qū)約3000 cm-12500cm-1出現(xiàn)強(qiáng)、出現(xiàn)強(qiáng)、寬吸收，可確認(rèn)羧基存在。寬吸收，可確認(rèn)羧基存在。2-2-氯苯甲酸氯苯甲酸 C=OC=O鄰二取代苯鄰二取代苯-COOH-COOH苯骨架苯骨架C=OC=O-COOH-COOHCHCH3 3n1.醛醛：羰基在：羰基在1725 cm-1附近。附近。 2-甲基丁醛甲基丁醛n丙烯醛丙烯醛C=OC=OCHCH3 3CHOCHOCHCH3 3,CH,CH2 2C=OC=OCHCH2 2CHOCHOC=OC=OCHCH3 3,CH,CH2 2CHOCHOCHCH3 3C=OC=OCHOCHO苯骨架苯骨架單取代苯

45、單取代苯=CH=CHn酮酮：酮類(lèi)化合物酮類(lèi)化合物 C=O 吸收是其唯一特征吸吸收是其唯一特征吸收帶。在收帶。在1715 cm-1附近。附近。如：2-己酮C=OC=OCHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3n酰胺酰胺： C=O 吸收在吸收在1690-1630 cm-1范范圍，締合態(tài)及叔酰胺圍，締合態(tài)及叔酰胺 C=O 約約1650 cm-1。 如如丙酰胺丙酰胺C=OC=ONHNH2 2CHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C-NC-Nn酰鹵酰鹵：酰鹵中：酰鹵中 C=O 吸收位于高波數(shù)端，吸收位于高波數(shù)端，特征，無(wú)干擾，特征，無(wú)干擾，(乙乙酰氯酰氯1805)。n C=OC=OCHCH3

46、 3n酸酐：酸酐：酸酐中兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合產(chǎn)生雙酸酐中兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合產(chǎn)生雙峰，峰，約約60-80 cm-1，開(kāi)鏈酸酐，開(kāi)鏈酸酐(約約1830，1760 cm-1)高波數(shù)譜帶強(qiáng)度較高波數(shù)譜帶強(qiáng)度較大。大。 ， -不飽和酸酯或苯甲酸酯，低波不飽和酸酯或苯甲酸酯，低波數(shù)位移數(shù)位移(約約20 cm-1)。 丙酸酐丙酸酐 C=OC=OCHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C-OC-O 6 雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)（雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)（16801500）n雙鍵：碳碳雙鍵, 碳氮雙鍵, 氮氮雙鍵;n分子對(duì)稱(chēng)時(shí),峰比較弱;n芳香化合物的苯環(huán)骨架振動(dòng)在16001500 cm-1處有13個(gè)強(qiáng)峰;n羰基與碳碳雙鍵吸收

47、峰;雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)雙鍵類(lèi)型波數(shù)峰強(qiáng)C=C16801620不定苯環(huán)骨架16201450C=N-16901640不定-N=N-16301575不定16161510強(qiáng)13901320強(qiáng)NOOn芳環(huán)骨架振動(dòng)芳環(huán)骨架振動(dòng)n苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它雜芳環(huán)的骨架伸縮苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它雜芳環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)位于振動(dòng)位于1620-1450 cm-1范圍。于范圍。于1600, 1580，1500，1450 cm-1出現(xiàn)出現(xiàn)3-4條譜帶。條譜帶。n苯胺苯胺：16001600，15001500 cm-1=CH=CHNHNH2 2單取代苯單取代苯苯環(huán)苯環(huán)n順式異構(gòu)體都有較強(qiáng)的順式異構(gòu)體都有較強(qiáng)的C=C峰，而反峰，而反式異構(gòu)體

48、的式異構(gòu)體的C=C峰較弱或無(wú)吸收。峰較弱或無(wú)吸收。nC=C吸收的高頻區(qū)段雖與吸收的高頻區(qū)段雖與C=O吸收重吸收重疊，但因疊，但因C=O偶極矩大，故吸收峰特強(qiáng)，偶極矩大，故吸收峰特強(qiáng)，可以與之區(qū)別。當(dāng)可以與之區(qū)別。當(dāng)C=C-OR、烯醇、烯醇C=C-OH或酯或酯C=C-OCOR等結(jié)構(gòu)，則等結(jié)構(gòu)，則C=C的的吸收強(qiáng)度大大加強(qiáng)。吸收強(qiáng)度大大加強(qiáng)。n共軛多烯可以發(fā)生共軛多烯可以發(fā)生C=C鍵的振動(dòng)耦合。鍵的振動(dòng)耦合。例：試分析下列兩個(gè)化合物在例：試分析下列兩個(gè)化合物在IR光譜上有光譜上有何區(qū)別？何區(qū)別？CH3CH=CHCH2COHC=CClClClClAB 7 C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)區(qū)(1475 1300 c

49、m-1)及X-Y伸縮振動(dòng)區(qū)(1475 1300 cm-1)n在在C-H彎曲振動(dòng)區(qū)（面內(nèi)）內(nèi)最有鑒別意義彎曲振動(dòng)區(qū)（面內(nèi)）內(nèi)最有鑒別意義的是的是-CH3及及-CH2-。n 羧酸鹽：14501300cm-1強(qiáng)峰(C-O鍵伸縮振鍵伸縮振動(dòng)在此范圍內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)而寬動(dòng)在此范圍內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)而寬)n硝基對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)：13851290cm-1強(qiáng)峰n砜類(lèi)不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)：14401290cm-1強(qiáng)峰n異丙基：1380裂分,裂距1530cm-1 ,強(qiáng)度相等n叔丁基：1380裂分,裂距30cm-1以上,強(qiáng)度不等 CH的彎曲振動(dòng)區(qū)官能團(tuán)類(lèi)型 波數(shù)峰強(qiáng)度as (CH3)14701430 中s (CH3)13961365 中

50、強(qiáng)中心位于1380as (-CH2-) 14701430 中癸烷癸烷C CH H3, 3, C CH H2 2C CH H3 3C=OC=OC-OC-OCHCH3 3,CH,CH2 2,CH,CHCHCH3 3n2-氯苯甲醚氯苯甲醚芳香芳香C-OC-O苯骨架苯骨架n2-丁醇的紅外光譜圖丁醇的紅外光譜圖-OH-OHCHCH3 3,CH,CH2 2仲醇C-OC-OCHCH3 3伯醇C-OC-O-OH-OH CHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3 8 C-H 8 C-H彎曲振動(dòng)區(qū)（面外）（彎曲振動(dòng)區(qū)（面外）（10001000650650cmcm-1-1）說(shuō)明：說(shuō)明：苷鍵為苷鍵為-構(gòu)型時(shí)在構(gòu)型

51、時(shí)在890890cmcm-1-1處，而處，而-構(gòu)型有構(gòu)型有CH 840840cmcm-1-1的吸收。的吸收。亞甲基二氧基與苯環(huán)相連（亞甲基二氧基與苯環(huán)相連（ ）時(shí)，則有）時(shí)，則有925925935935cmcm-1-1很強(qiáng)的很強(qiáng)的CH（-O-CH2-O-）特征吸收峰。特征吸收峰。(3) -(CH2)n-,n或=4時(shí)，有CH峰，720725cmcm-1-1OOCH2(E)-2-(E)-2-己烯己烯反式烯氫反式烯氫970 cm-1970 cm-1(Z)-3-(Z)-3-己烯己烯 順式烯氫順式烯氫700 cm-1700 cm-12-2-甲基甲基-1-1-丙烯丙烯同碳烯氫同碳烯氫885 cm-1885

52、 cm-1例：下列化合物在例：下列化合物在10001000665665cmcm-1-1區(qū)域吸收區(qū)域吸收特征有何不同？特征有何不同？OOOMeMeOOOOMeMeOAB A例：用其他光譜確定某一苷類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)不是例：用其他光譜確定某一苷類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)不是A就是就是B，在，在IR光譜出現(xiàn)光譜出現(xiàn)890890cmcm-1-1弱至中強(qiáng)吸收，弱至中強(qiáng)吸收，試確定其可能結(jié)構(gòu)是哪一個(gè)，為什么？試確定其可能結(jié)構(gòu)是哪一個(gè)，為什么？OOHOHOHOHHOMeOOHOHOHOHHOMeAB三三. 主要化合物的特征吸收主要化合物的特征吸收n說(shuō)明：說(shuō)明：n以上五個(gè)相關(guān)峰最有特征的是以上五個(gè)相關(guān)峰最有特征的是1，3，5

53、號(hào)峰。號(hào)峰。1.1.通常對(duì)芳香化合物的識(shí)別，主要依通常對(duì)芳香化合物的識(shí)別，主要依據(jù)據(jù)30303030cmcm-1-1的的CH(Ar-H)CH(Ar-H)峰及峰及1600160014301430cmcm-1-1區(qū)域的區(qū)域的C=CC=C（芳核骨架（芳核骨架振動(dòng)）峰。后者對(duì)鑒別芳環(huán)，更具振動(dòng)）峰。后者對(duì)鑒別芳環(huán)，更具決定性意義。決定性意義。n2. 在在1600160014301430cmcm-1-1區(qū)間，以區(qū)間，以160016002020cmcm-1-1及及150015002525cmcm-1-1兩個(gè)峰比較兩個(gè)峰比較穩(wěn)定，但有時(shí)也可因取代情況不同而發(fā)穩(wěn)定，但有時(shí)也可因取代情況不同而發(fā)生位移。生位移。

54、n3. 位于位于910910690690cmcm-1-1區(qū)域因區(qū)域因CH面外彎曲面外彎曲振動(dòng)引起的強(qiáng)吸收峰及振動(dòng)引起的強(qiáng)吸收峰及2000200016001600cmcm-1-1處處的泛頻峰，對(duì)識(shí)別芳環(huán)也有重要的輔助的泛頻峰，對(duì)識(shí)別芳環(huán)也有重要的輔助意義。意義。例：有一含例：有一含C、H、O的有機(jī)化合物，其紅外的有機(jī)化合物，其紅外光譜如圖所示光譜如圖所示:n試鑒別：試鑒別：n該化合物是脂肪族還是芳香族？該化合物是脂肪族還是芳香族？n是否是醇類(lèi)？是否是醇類(lèi)？n是否是醛、酮、酸類(lèi)？是否是醛、酮、酸類(lèi)？n是否有雙鍵或三鍵？是否有雙鍵或三鍵？例：某化合物的例：某化合物的IR光譜如圖所示光譜如圖所示n試鑒

55、別：試鑒別：n該化合物是芳香族還是脂肪族？該化合物是芳香族還是脂肪族？n在在4000400010001000cmcm-1-1區(qū)域中，可能有哪些區(qū)域中，可能有哪些基團(tuán)，沒(méi)有哪些基團(tuán)？基團(tuán)，沒(méi)有哪些基團(tuán)？例：如圖是分子式為例：如圖是分子式為C8H8O的一個(gè)化合物的的一個(gè)化合物的IR 光譜，光譜，b.p.=202，試由光譜解析判斷，試由光譜解析判斷其結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)。例：例：2-甲基蒽醌的紅外光譜（甲基蒽醌的紅外光譜（KBr壓片法），壓片法），如圖。試對(duì)該化合物進(jìn)行光譜解析如圖。試對(duì)該化合物進(jìn)行光譜解析。n芳烴：芳烴：芳環(huán)芳環(huán)C-H面外彎曲振動(dòng)位于面外彎曲振動(dòng)位于900650 cm-1范圍。譜帶位置及數(shù)

56、目范圍。譜帶位置及數(shù)目與苯環(huán)的取代情況有關(guān)，利用此范圍的與苯環(huán)的取代情況有關(guān)，利用此范圍的吸收帶可判斷苯環(huán)上取代基的相對(duì)位置。吸收帶可判斷苯環(huán)上取代基的相對(duì)位置。 n單取代：?jiǎn)稳〈?50 cm-1，690 cm-1兩強(qiáng)峰兩強(qiáng)峰n乙苯乙苯單取代苯單取代苯苯環(huán)苯環(huán)=CH=CHCHCH2 2CHCH3 3n鄰二取代：鄰二取代：770-735 cm-1強(qiáng)峰強(qiáng)峰:n2-氯苯甲酸氯苯甲酸鄰二取代苯鄰二取代苯C=OC=O苯環(huán)苯環(huán)-OH-OHn間二取代：間二取代：780 cm-1 ,690 cm-1兩強(qiáng)兩強(qiáng)峰峰,880 cm-1中強(qiáng)峰中強(qiáng)峰n2-溴苯甲酮溴苯甲酮間二取代苯間二取代苯苯環(huán)苯環(huán)C=OC=O間二取

57、代苯間二取代苯n對(duì)二取代：對(duì)二取代：860 - 800cm-1 強(qiáng)峰強(qiáng)峰n4-氯苯甲酮氯苯甲酮對(duì)二取代苯對(duì)二取代苯苯環(huán)苯環(huán)C=OC=O四.各類(lèi)化合物的紅外光譜特征n1 烷烴類(lèi)化合物烷烴類(lèi)化合物 n（1） C-H 2975 - 2845 nCCH3： as 296015 (s)， s 287015 (s)nCCH2C： as 292615 (s)， s 28505 (s)n（2）C-H 1460，1380 nCH3：as 1450 (m)，s 1380 (w)。n異丙基異丙基CH(CH3)2 ；叔丁基；叔丁基C(CH3)32 烯烴類(lèi)化合物烯烴類(lèi)化合物n C-H發(fā)生在大于發(fā)生在大于3000 ，一般

58、出現(xiàn)在，一般出現(xiàn)在30803030 。n C=C：n沒(méi)有共軛的沒(méi)有共軛的 C=C發(fā)生在發(fā)生在16801620 n共軛共軛 C=C 在在1600 cm-1附近附近 3 炔烴類(lèi)化合物炔烴類(lèi)化合物 n CH： CH CH，發(fā)生在，發(fā)生在33603300 ，吸收峰強(qiáng)且尖銳，易于辨，吸收峰強(qiáng)且尖銳，易于辨認(rèn)。認(rèn)。n CC：發(fā)生在：發(fā)生在21002260 n CN也發(fā)生在這一區(qū)域附近，但也發(fā)生在這一區(qū)域附近，但 CN峰很強(qiáng)，可以加以區(qū)分。峰很強(qiáng)，可以加以區(qū)分。4 芳香族化合物芳香族化合物n CH：3030，中等強(qiáng)度。，中等強(qiáng)度。n C=C（苯環(huán)的骨架振動(dòng)）：（苯環(huán)的骨架振動(dòng)）：n在在16501450 范圍

59、內(nèi)常常出現(xiàn)四重峰，范圍內(nèi)常常出現(xiàn)四重峰，n其中其中1600 cm-1和和1500 的兩譜帶最重要。的兩譜帶最重要。n其他兩個(gè)譜峰為其他兩個(gè)譜峰為1580 和和1450 n泛頻峰：在泛頻峰：在20001666 范圍內(nèi)的吸收峰屬于泛頻范圍內(nèi)的吸收峰屬于泛頻峰，其強(qiáng)度很弱。峰，其強(qiáng)度很弱。nCH：出現(xiàn)在：出現(xiàn)在1225955 范圍內(nèi)，特征性較差，范圍內(nèi)，特征性較差，結(jié)構(gòu)解析意義不大。結(jié)構(gòu)解析意義不大。no.o.p.=CH：在：在900690 范圍內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)的吸收范圍內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)的吸收峰，利用此范圍的吸收帶可判斷苯環(huán)上取代基的相峰，利用此范圍的吸收帶可判斷苯環(huán)上取代基的相對(duì)位置。對(duì)位置。5 醇類(lèi)和酚類(lèi)化合物

60、醇類(lèi)和酚類(lèi)化合物 n游離的醇或酚游離的醇或酚 OH位于位于36003650 ，峰形，峰形尖銳。形成氫鍵后，尖銳。形成氫鍵后， OH向低頻區(qū)移動(dòng)，在向低頻區(qū)移動(dòng)，在35003200 cm-1范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的寬峰。范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的寬峰。n C-O：位于：位于12501000 ，可用于區(qū)別醇類(lèi)，可用于區(qū)別醇類(lèi)的伯、仲、叔的結(jié)構(gòu)。的伯、仲、叔的結(jié)構(gòu)。n由于氫鍵常在溶質(zhì)與溶劑分子之間產(chǎn)生，故由于氫鍵常在溶質(zhì)與溶劑分子之間產(chǎn)生，故樣品濃度變化對(duì)分子間氫鍵形成有影響。樣品濃度變化對(duì)分子間氫鍵形成有影響。6 醚類(lèi)化合物醚類(lèi)化合物 n C-O在在13001000 7 羰基化合物羰基化合物 n羰基化合物主要包