原理及譜圖解析

1、會計學(xué)1原理及譜圖解析原理及譜圖解析不同波段的光連接起來構(gòu)成成了整個光譜范圍。不同波段的光連接起來構(gòu)成成了整個光譜范圍。當(dāng)一束紅外光射到物質(zhì)上，可能發(fā)生：吸收、透過、反射、散射或者當(dāng)一束紅外光射到物質(zhì)上，可能發(fā)生：吸收、透過、反射、散射或者激發(fā)熒光激發(fā)熒光 光束光束反射反射物質(zhì)物質(zhì)光致發(fā)光光致發(fā)光散射散射透射透射吸收吸收每一臺傅立葉變換紅外光譜儀，由以下幾部分構(gòu)成：一個光源、一個干每一臺傅立葉變換紅外光譜儀，由以下幾部分構(gòu)成：一個光源、一個干涉儀（分束器是它的一部分）以及一個檢測器。涉儀（分束器是它的一部分）以及一個檢測器。HTTP:/WWW.ITBOKE.NETHTTP:/WWW.ITBOK

2、E.NET這頁無用這頁無用這頁無用透射光譜為了計算得到一張透射光譜圖，必須進行以下步驟：光路中沒有樣品的干涉圖經(jīng)過傅立葉變換，結(jié)果為單通道背景光譜R().在光路中放置樣品時測量并經(jīng)過傅立葉變換獲得，結(jié)果為單通道樣品光譜S()。S()與背景光譜形狀相似，只是在樣品有吸收的波數(shù)下強度降低。最后的透射光譜圖T()通過樣品圖除以背景圖獲得。T( ) = S( )/R( )5001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000波數(shù), cm-00.40單通道信號強度5001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000Wavenumber

3、, cm-1406080100Transmittance %20 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumber (cm-1)%TAbsorbance紅外光譜的數(shù)據(jù)不僅可以進行定性的分析還能進行定量的分析。光譜的定性分析：1.鑒別未知物質(zhì)2.已知物質(zhì)的鑒定光譜的定量分析。1)Connes優(yōu)點優(yōu)點：也就是波數(shù)精度高優(yōu)點。干涉圖的取樣間隔，dx， 由HeNe激光單色光所決定，是激光干涉圖相鄰兩個零點位置之間距離決定。所得譜圖點之間的間隔與dx成反比，因此FT-IR光譜儀具有波數(shù)精度高的優(yōu)點，一般為百分之幾個波數(shù)。2) JAQUINOT優(yōu)點：優(yōu)點：

4、FTIR光譜儀 使用的圓形孔徑比光柵型光譜儀用的夾縫面積大的多，因此可以使更多光通量通過。3)FELLGETT優(yōu)點優(yōu)點：在光柵型光譜儀中，光譜S()直接被測量，直接記錄連續(xù)的、狹窄的波長范圍內(nèi)的強度得到紅外光譜圖。而在FT-IR光譜儀中，所有從IR光源發(fā)出的波長同時被檢測器檢測。Jaquinot 和Fellgett 優(yōu)點的聯(lián)合意味著FT光譜儀比色散型光譜儀的信噪比高了10倍多。FTIR光譜儀的優(yōu)點色散型紅外光譜儀傅立葉變換紅外光譜儀正己烷正己烷最常見的有機化合最常見的有機化合物。物。這個樣品是液體樣品，夾在兩個KBr窗片之間得到的譜圖。從譜圖上來看，這個化合物的紅外吸收峰比較寬，表明該化合物是

5、一個飽和化合物。由于飽和化合物有很多低能量的構(gòu)象，每一種構(gòu)象吸收峰的位置有一定的差異，譜峰的加寬是由于不同構(gòu)象的峰疊加而成的。譜圖的解析一般從高波數(shù)開始，因為高波數(shù)譜峰頻率與基團一一對應(yīng)，而且最容易解釋。在3000cm-1以上沒有吸收峰，表明沒有不飽和的CH伸縮振動。在3000cm-1以下的四個峰是飽和C-H伸縮振動峰。在2962cm-1處的峰是CH3基團的反對稱伸縮振動。這種反對稱伸縮振動范圍296210cm-1，事實上，存在兩個簡并的反對稱伸縮振動（顯示其中一個）。在2926cm-1處，是CH2的不對稱伸縮振動峰，一般在292610cm-1范圍內(nèi)。2872cm-1處是CH3的對稱伸縮振動峰

6、，一般波數(shù)范圍為：287210cm-1。在2853cm-1處的吸收峰，是CH2的對稱伸縮振動峰，一般這種振動峰的吸收位置在：285310cm-1。這是C-H彎曲振動區(qū)域，把該區(qū)域放大CH2和CH3的彎曲振動峰疊加在一起，關(guān)于這一點，我們可以比較環(huán)己烷和2,3-二甲基丁烷在該區(qū)間的吸收峰。在1460cm-1出現(xiàn)的寬峰實際上是兩個峰疊加而成的。一般地，CH3基團的反對稱彎曲振動峰的位置在146010cm-1,這是一個簡并彎曲振動（僅顯示一種）。在145510cm-1處，是CH2的彎曲振動峰吸收值（也叫剪刀振動）。在137510cm-1，是CH3對稱彎曲振動（也叫“傘”彎曲振動）吸收峰位置，這個峰通

7、常時很有用的，因為這個峰比較孤立，比較環(huán)己烷的譜圖，最大的差異就是在環(huán)己烷譜圖中沒有CH3基團的對稱彎曲振動峰。這是指紋區(qū)，這一段區(qū)間的吸收有很多的因素，很難解釋。不管多么復(fù)雜，利用參考譜圖進行比對，即可對樣品進行定性判斷。當(dāng)四個或更多的當(dāng)四個或更多的CH2基基團 在 一 根 鏈 上 ，團 在 一 根 鏈 上 ，72010 cm-1是是CH2基基團的搖擺振動。團的搖擺振動。2,3-二甲基丁烷二甲基丁烷與正己烷相比，這兩個化合與正己烷相比，這兩個化合物均有物均有CH3和和CH2基團；而環(huán)基團；而環(huán)己烷卻僅有己烷卻僅有CH2基團?；鶊F。2962cm-1,CH3反對稱伸縮振動（僅顯示兩個簡并反對稱伸

8、縮振動模式之一）。2880cm-1,CH3基團的伸縮振動。注意：這里沒有CH2基團的吸收峰，因為該分子中沒有CH2基團。1460cm-1，是CH3的反對稱彎曲振動峰（僅顯示兩個簡并模式中的一個）。1380和1365cm-1，是CH3”傘“形彎曲振動峰，在正己烷中，這是一個單峰；在2,3-二甲基丁烷中，兩個CH3基團聯(lián)在同一個季碳上，這個峰就裂分成雙峰，表明有叔丁基基團存在。指紋區(qū)指紋區(qū)：在這個區(qū)域與標(biāo)準(zhǔn)譜比較即可對該樣品定性，注意這個樣品沒有720cm-1的CH2的搖擺振動峰。1-己烯你能分辨出哪一個峰是雙鍵峰？（提示：與己烷峰比較即可得出結(jié)論）。3080cm-1, 是CH2反對稱伸縮振動峰。

9、在3000cm-1以上有吸收峰，表面有不飽和基團存在（雙鍵或炔烴或芳烴）。2997cm-1, =CH2的對稱伸縮振動。一般來說，反對稱伸縮振動吸收峰的頻率要高于對稱伸縮振動的頻率。2960cm-1，是CH3的反對稱伸縮振動峰。2924cm-1, CH2的反對稱伸縮振動峰。2870cm-1, 是CH3的對稱伸縮振動。2861cm-1，是CH2對稱伸縮振動峰。1821cm-1（紅色），是=CH2面彎曲振動，這是909cm-1處的基頻峰的倍頻峰（灰色），倍頻峰的吸收強度要比基頻峰弱得多。1642cm-1是C=C伸縮振動，一般來說，164020cm-1是順式和乙烯基的伸縮振動峰的位置;167010cm

10、-1是反式、叔碳、季碳取代的雙鍵伸縮振動峰的位置。反式-2-己烯只有一個很弱的吸收峰，這是因為內(nèi)雙鍵伸縮僅會導(dǎo)致偶極矩的微小變化（近似于對稱的情況）。1466cm-1,CH3的反對稱彎曲振動。1455cm-1,CH2剪刀彎曲振動。1379cm-1，CH3的傘形彎曲振動峰。指紋區(qū)：與參考譜圖對比，即可以定性歸屬樣品。注意：該譜圖中沒有720cm-1的CH2的搖擺振動吸收峰（一般只有4個或4個以上的CH2存在時才出現(xiàn)720cm-1的峰）。993cm-1,是=CH2的面扭曲振動，只有單取代或反式雙鍵有此振動，該振動峰必須有兩個反式的H存在；順式雙鍵有一個不同的面彎曲振動峰。909cm-1，是CH2面

11、彎曲振動峰，只有端基帶兩個氫的雙鍵才有這個吸收峰。指紋區(qū)：與參考譜圖對比即可對該化合物進行定性。注意：沒有720cm-1的搖擺峰，因為該峰的出現(xiàn)必須4個和4個以上的CH2連在一起。1-庚炔庚炔你能判斷出哪些峰來自三鍵？（提示：與己烷譜圖比對）3312cm-1， 是CH伸縮振動峰，一般來說，范圍在330020 cm-1，而且非常尖銳。2960cm-1，是CH3反對稱伸縮振動峰。2935cm-1，是CH2的反對稱伸縮振動峰。2870cm-1，是CH3對稱伸縮振動峰。2861cm-1，是CH2對稱伸縮振動峰。2119cm-1，-CC伸縮振動峰，一般范圍：端炔基，222010cm-1；分子鏈內(nèi)炔基，2

12、22510cm-1。如果是對稱取代，則該峰不出現(xiàn)（比較4-辛炔）。比較庚腈的CN伸縮振動（2247cm-1)。1467cm-1，-CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1,-CH2剪刀彎曲振動。1426cm-1,是-CH2基團的剪刀彎曲振動，由于炔烴的共扼效應(yīng)，該峰有點漂移了。在庚腈中，也會發(fā)生相同的情況。1379cm-1,是-CH3的傘形彎曲振動。指紋區(qū)：與參考譜作比對即能給出結(jié)論。1238cm-1,是-CH彎曲振動的倍頻峰，基頻（灰色）振動峰的位置在630cm-1。729cm-1,是(CH2)4搖擺振動，只有在分子鏈上連續(xù)4個或4個以上CH2，才出現(xiàn)該峰。630cm-1, -CH彎曲振動。

13、注意：在4-辛炔中沒有該峰。庚腈你能從譜圖中識別氰基峰嗎?(提示:與己烷譜圖比較)2960cm-1, -CH3的反對稱伸縮振動峰。2931cm-1, -CH2的反對稱伸縮振動峰。2870cm-1, -CH3對稱伸縮振動峰。2861cm-1, -CH2對稱伸縮振動峰。2247cm-1,-CN伸縮振動峰，一般范圍：225010cm-1，當(dāng)有共扼鍵時，一般要低10-20cm-1?？梢员容^1-庚炔的炔基振動位置在2119cm-1。1467cm-1,-CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1,-CH2剪刀彎曲振動。1426cm-1,-CH2剪刀彎曲振動峰，由于氰基的共扼作用，發(fā)生位移，位移數(shù)與庚炔相似。

14、1379cm-1, -CH3傘形振動峰。指紋區(qū)：與參考譜的比較可以得到明確的定性結(jié)論。729cm-1, -(CH2)4搖擺振動峰，只有連續(xù)4個或4個以上CH2基團才能出現(xiàn)該峰。甲苯仔細(xì)看一下譜圖，然后我們逐個解析每一個峰。這個樣品是液體樣品，夾在兩個KBr窗片之間，得到紅外譜圖。特別注意：甲苯的峰都相當(dāng)尖銳，表明分子是不飽和分子。不飽和分子的低能級的構(gòu)象數(shù)少，測試時只是較少的構(gòu)象能測試得到，因此譜峰較窄。這是C-H伸縮振動峰區(qū)域，顯示苯環(huán)伸縮振動以及CH3的伸縮振動峰。我們可以與鄰、間、對二甲苯進行譜圖的比較，找出它們的相似性以及不同點。305050cm-1，對應(yīng)于芳環(huán)或不飽和C(sp2)-H

15、伸縮 振 動 ， 一 般 總 是 在3000cm-1，這些峰并不明確歸屬哪些振動模式。2962cm-1, -CH3反對稱伸縮振動峰。2872cm-1, -CH3對稱伸縮振動峰。這些是在更低頻率的峰這些是在更低頻率的峰的合頻峰或倍頻峰，這的合頻峰或倍頻峰，這個形式的峰是單取代芳個形式的峰是單取代芳環(huán)峰的特征。對這些峰環(huán)峰的特征。對這些峰進行歸屬是沒有意義的進行歸屬是沒有意義的。我們可以比較二取代芳我們可以比較二取代芳環(huán)在這個波段峰的形式環(huán)在這個波段峰的形式。這個區(qū)域是倍頻峰的區(qū)域，放大的區(qū)域，是典型的單取代芳環(huán)的形式，我們不對這些峰作明確的歸屬，因為他們是真正的合頻峰或倍頻峰，比較鄰、間、對二甲

16、苯的紅外譜圖，它們的譜峰的形式是不一樣的。這是環(huán)伸縮振動區(qū)域，比較鄰、間、對二甲苯的譜圖，尤其在1600cm-1的峰，在對二甲苯中不出現(xiàn)該峰，因為環(huán)伸縮振動是不會引起對二甲苯偶極矩的變化。1601cm-1，是苯環(huán)的對稱伸縮振動峰，苯環(huán)對稱伸縮振動峰的波數(shù)范圍在159010 cm-1，這個振動有偶極矩的變化，因此在紅外上有吸收，但是這種情況只有發(fā)生在苯環(huán)不是對稱取代的情況。這個吸收峰的強度與取代基有關(guān)，與對二甲苯的譜圖比較。1500cm-1，不同形式的環(huán)伸縮振動，該振動峰的范圍：150010cm-1，吸收峰強度變化。1455cm-1，CH3的反對稱彎曲振動峰。145010cm-1，側(cè)面環(huán)伸縮振動

17、峰。這個峰不是芳環(huán)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，因為CH3的彎曲振動峰也是在這里。137510cm-1, CH3對稱彎曲振動峰。指紋區(qū)，芳環(huán)C-H彎曲振動吸收峰，指紋區(qū)的峰變化復(fù)雜，很難解釋。無論如何，與參考譜的比較可以得出可靠的結(jié)論。73020cm-1，對應(yīng)于芳環(huán)C-H對稱面彎曲振動；鄰位被取代的話，C-H彎曲振動峰向更高頻率處位移。69020cm-1,對應(yīng)于環(huán)扭曲振動峰。這個峰只有單取代、間取代或1,3,5-三取代情況下出現(xiàn)。與鄰、間、對二甲苯譜圖作一比較。1-己醇己醇你能分辨哪些峰是OH峰？（提示：與己烷譜圖比較）3334cm-1, -OH的伸縮振動峰，一般波數(shù)范圍：335010 cm-1。這是一個很特征

18、的OH峰，由于氫鍵的存在，所有OH峰均比較寬。2960cm-1, -CH3反 對 稱 伸 縮 振動峰。2931cm-1,-CH2反 對 稱 伸 縮 振動峰。2870cm-1, -CH3對 稱 伸 縮 振 動峰。2861cm-1, -CH2對 稱 伸 縮 振 動峰。1468cm-1, -CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1,-CH2剪 刀 彎 曲 振 動峰。1430cm-1,-OH彎曲振動峰，一般波數(shù)范圍：1400 100cm-1，這個寬峰被CH彎曲模式峰掩蓋。1379cm-1,-CH3傘 形 彎 曲 振 動峰。指紋區(qū)：與參考譜圖比對，即能給出定性結(jié)論。1058cm-1,-C-O伸縮振動峰，

19、與C-C伸縮振動是反對稱的，一般波數(shù)范圍：伯醇：105025cm-1仲醇：112525cm-1叔醇：115050cm-1725cm-1, -(CH2)4搖擺振動峰，只有在4個和4個CH2存在時才有這個搖擺振動峰。660cm-1,-OH搖擺振動峰，這是由于OH基團的存在的另外一個寬峰。1-己胺你能分辨哪些峰是來自NH2基團？這是C-H和N-H伸縮振動區(qū)域。3390cm-1, -NH2反對稱申說振動峰，一般NH2的反對稱伸縮振動峰的位置：3300100cm-1。比OH的伸縮振動峰的強度要弱很多。3290cm-1,-NH2對稱伸縮振動峰。仲胺只有一個伸縮振動峰，叔胺沒有N-H伸縮振動峰。2960cm

20、-1, -CH3反對稱伸縮振動峰。2931cm-1,-CH2反對稱伸縮振動峰。2870cm-1, -CH3對稱伸縮振動。2861cm-1,-CH2對稱伸縮振動峰。1613cm-1, -NH2剪刀彎曲振動峰。一般來說，NH2的剪刀彎曲振動峰的位置在161515 cm-1。對于仲胺和叔胺來說，不出現(xiàn)這個峰。1468cm-1,-CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1, -CH2剪刀彎曲振動峰。1379cm-1,-CH3傘形振動峰。指紋區(qū)：與參考譜的比較，可以得出定性結(jié)論。797cm-1,-NH2搖擺振動峰。仲胺出現(xiàn)一個相似的搖擺振動峰，但是叔胺不存在搖擺振動峰。725cm-1,-(CH2)4搖擺振

21、動峰，只有在4個或4個以上的CH2基團連在一起時才出現(xiàn)該峰。己醛你能將醛基的紅外吸收峰分辨開來嗎？3420cm-1, 是C=O在1727cm-1處的倍頻峰。這是這是C-H伸縮振動伸縮振動區(qū)。區(qū)。2955cm-1,-CH3反對稱伸縮振動峰。2931cm-1,-CH2反對稱伸縮振動峰。2865cm-1,-CH3對稱伸縮振動峰。2861cm-1,-CH2對稱伸縮振動峰。2820cm-1, -CHO伸縮/彎曲（二者之一），由于費米共振，1390cm-1的倍頻峰裂分成兩個峰，但是高頻處的一個峰往往會被C-H伸縮峰掩蓋。2717cm-1, -CHO伸縮/彎曲（第二個 ） 。 一 般 波 段 范 圍 ：27

22、3515cm-1。這個峰不會被C-H伸縮振動峰覆蓋，這個峰與C=O伸縮振動峰（1727cm-1)同時出現(xiàn)是醛的一個很好的證據(jù)。1727cm-1, C=O伸縮振動峰。這個峰的位置是醛的特征峰。共扼會使伸縮振動峰向低頻方向移動。1467cm-1,-CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1,-CH2剪 刀 彎 曲 振 動峰。1407cm-1,-CH2剪刀彎曲振動峰，由于羰基的共扼作用，這個彎曲振動峰在低頻位置出現(xiàn)。1390cm-1,-CHO彎曲振動峰，一般范圍：139510cm-1。這個峰的倍頻峰是醛基C-H伸縮振動峰的費米共振。1379cm-1,-CH3傘形振動峰。指紋區(qū)：與標(biāo)準(zhǔn)譜進行比較，能得出

23、明確的答案。727cm-1,-(CH2)4搖擺振動峰，必須4個或4個以上CH2連在一起。3-庚酮你知道哪些峰是酮基峰？3400cm- 1, C=O在1715cm-1處伸縮振動峰的倍頻峰。這是C-H伸縮振動峰區(qū)域。2960cm-1, -CH3反對稱伸縮振動峰。2926cm-1, CH2反對稱伸縮振動峰。2865cm-1,-CH3對稱伸縮振動峰。2861cm-1, CH2對稱伸縮振動峰。1715cm-1, C=O伸縮振動峰。在小環(huán)狀化合物中，這個振動峰由于鄰位C-C鍵振動峰的耦合作用位移到更高頻率。位移值依賴于C-C(O)-C角度。與其他羰基基團一樣，共扼使得這個伸縮振動峰向低頻方向移動。1460

24、cm-1, -CH3反對稱彎曲振動峰。1455cm-1, -CH2剪刀彎曲振動峰。1408cm-1, CH2剪刀振動峰，位移至低頻峰。由于與羰基的共扼作用，降低了鄰近羰基的CH2基團彎曲力常數(shù)。1378cm-1,-CH3傘形彎曲振動峰。指紋區(qū)：與標(biāo)準(zhǔn)譜圖的比較能得到比較可靠的結(jié)論。注意在該化合 物 的 紅 外 譜 圖 中 ， 在72510cm-1處沒有(CH2)4搖擺振動峰。庚酸你知道紅外譜圖中的哪些峰是羧酸基團的峰?3 1 6 6 c m- 1, - O H 與 -COOH二聚體OH的伸縮振動峰,一般3000 500cm-1。氫鍵導(dǎo)致很寬的吸收峰。注意：只有反對稱OH伸縮振動才有紅外吸收。2

25、960cm-1,-CH3反對稱伸縮振動峰。2932cm-1,-CH2反對稱伸縮振動峰。2865cm-1,-CH3對稱伸縮振動峰。2861cm-1,-CH2對稱伸縮振動峰。倍頻峰區(qū)域：這是COOH基團的特征區(qū)域，一般來說它的 范 圍 ： 2 5 0 0 300cm-1。1711cm-1，C=O伸縮振動峰，相對于酮和酯來說，波數(shù)相對較低。這是因為二聚體COOH有氫鍵的作用以及共扼作用，圖示只是氫鍵的一半。1468cm-1,-CH3反對稱彎曲振動峰。1460cm-1,-CH2剪刀振動峰。1420cm-1,-COOH彎曲/伸縮振動峰，一般來說這個范圍在：142525cm-1。這個振動峰是OH的彎曲振動

26、和O-C-C的對稱伸縮 振 動 的 合 頻 。 與1285cm-1處的峰比較即可。1413cm-1，CH2剪刀彎曲振動。由于羰基的遠(yuǎn)程共扼作用減小了彎曲力常數(shù)，因此峰位置向低頻方向移動。1379cm-1,-CH3傘形振動峰。1285cm-1,-COOH伸縮振動/彎曲振動峰。一般波數(shù)范圍：125050cm-1。這個峰包含：O-C-C反對稱伸縮振動以及OH的彎曲振動。正己醇的O-C-C的反對稱伸縮振動在1420cm-1處。指紋區(qū)：與參考譜圖進行比較，即可得出比較明確的結(jié)論。938cm-1,二聚體氫鍵-OH的搖擺振動峰。一般范圍在93515cm-1。在稀溶液中，這個峰消失。725cm-1,-(CH2

27、)4搖擺振動峰。只有在一個分子鏈上4個或4個以上的CH2才出現(xiàn)這個峰。醋酸乙烯酯你能否判斷哪些峰是酯基的峰？3484cm-1,-C=O伸縮振動峰的倍頻峰。2985-2950cm-1,-CH3和CH2伸縮振動峰區(qū)域。在這樣的小分子中，要區(qū)分不同的振動模式是比較困難的。1742cm-1,-C=O伸縮振動峰。在小環(huán)酯化合物中，這個振動峰由于鄰位的C-O以及C-C鍵影響會向高波數(shù)方向移動，移動的波數(shù)決定于O-C(O)-C角度。與其他羰基化合物一樣，共扼會降低這個伸縮振動峰的波數(shù)。1460-1425cm- 1, CH3和CH2的彎曲振動峰區(qū)域。1374cm-1,-CH3傘形振動峰。這個峰的強度被鄰位的羰基增強了。這個強峰是酯化合物的特征。1241cm-1,-O-C(O)-C伸縮振動峰。一般來說：乙酸酯范圍：1245 15cm-1,其他酯化合物的范圍：1190 30cm-1。1048cm-1,-C-O伸縮振動峰，與鄰位的C-C伸縮振動峰耦合在一起。一般的范圍：乙酸酯：104515cm-1;其他酯：1040 60cm-1（經(jīng)常與其他C-O伸縮重疊在一起。與己醇比較。指紋區(qū)：與參考譜圖進行比較，即可得出比較明確的結(jié)論。