紅外光譜解析課件

1、紅外光譜紅外光譜的基本概念紅外光譜的基本概念 紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 紅外圖譜解析紅外圖譜解析 紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜的基本概念紅外光譜的基本概念1 紅外光譜的基本概念紅外光譜的基本概念2 紅外光區(qū)分三個(gè)區(qū)段：紅外光區(qū)分三個(gè)區(qū)段： 近紅外區(qū)：0.752.5 m，133334000/cm, 泛音區(qū)（用于研究 單鍵的倍頻、組頻吸收） 中紅外區(qū)：2.525 m，4000400/cm, 基頻振動(dòng)區(qū)（各種基團(tuán)基頻振動(dòng)吸收） 遠(yuǎn)紅外區(qū)：25 m以上， 轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)（價(jià)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)、晶格轉(zhuǎn)動(dòng)）紅外光譜的產(chǎn)生紅外光譜的產(chǎn)生： 用波長

2、2.525m,頻率4000400/cm的光波照射樣品，引起分子內(nèi)振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的吸收光譜。 分子振動(dòng)的類型雙原子分子振動(dòng)雙原子分子振動(dòng)多原子分子振動(dòng)多原子分子振動(dòng) 分子振動(dòng)的類型 雙原子分子振動(dòng)雙原子分子振動(dòng) 多原子分子振動(dòng)多原子分子振動(dòng)中紅外區(qū)的頻率常用波數(shù)表示，波數(shù)的單位是cm-1，標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖標(biāo)有頻率和波長兩種刻度。波長和波數(shù)的關(guān)系是：）（）（mcm4110各種振動(dòng)方式及能量分子振動(dòng)方式分為： 伸縮振動(dòng) -對(duì)稱伸縮振動(dòng) s -反對(duì)稱伸縮振動(dòng) as 彎曲振動(dòng) -面內(nèi)彎曲振動(dòng) -剪式振動(dòng) s -平面搖擺 -面外彎曲振動(dòng)- -非平面搖擺 -扭曲振動(dòng) 按能量高低為： as s s 高頻

3、區(qū) 低頻區(qū) 紅外光譜的選律:使分子偶極矩發(fā)生改變的振動(dòng)是紅外活性的. 振動(dòng)自由度和峰數(shù)振動(dòng)自由度和峰數(shù)含n個(gè)原子的分子，自由度為： 線性分子有 3n-5 個(gè) 非線性分子有 3n-6 個(gè) 理論上每個(gè)自由度在IR中可產(chǎn)生1個(gè)吸收峰，實(shí)際上IR光譜中的峰數(shù)少于基本振動(dòng)自由度，原因是： 1 振動(dòng)過程中，伴隨有偶極矩的振動(dòng)才能產(chǎn)生吸收峰 2 頻率完全相同的吸收峰，彼此發(fā)生簡并（峰重疊） 3 強(qiáng)、寬峰覆蓋相近的弱、窄峰 4 有些峰落在中紅外區(qū)之外 5 吸收峰太弱，檢測不出來二氧化碳的IR光譜 O=C=O O=C=O O=C=O O=C=O 對(duì)稱伸縮振動(dòng) 反對(duì)稱伸縮振動(dòng) 面內(nèi)彎曲振動(dòng) 面外彎曲振動(dòng) 不產(chǎn)生吸

4、收峰 2349 667 667 因此O=C=O的 IR光譜只有2349 和 667/cm 二個(gè)吸收峰IR光譜得到的結(jié)構(gòu)信息光譜得到的結(jié)構(gòu)信息IR光譜表示法：光譜表示法： 橫坐標(biāo)為吸收波長（m），或吸收頻率（波數(shù)/cm） 縱坐標(biāo)常用百分透過率T%表示從譜圖可得信息：從譜圖可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收頻率） 2 吸收峰的強(qiáng)度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形狀 (尖峰、寬峰、肩峰)）波長（）波

5、數(shù)（4110cm2121)(22mmmmkhkhE振2121)(2121mmmmkkckhhcE22121質(zhì)量效應(yīng)常見術(shù)語基頻峰、倍頻峰、合頻峰、熱峰基頻峰是分子吸收光子后從一個(gè)能級(jí)躍遷到相鄰的高一能級(jí)產(chǎn)生的吸收。V =0 V=1 倍頻峰(2)是分子吸收比原有能量大一倍的光子之后，躍遷兩個(gè)以上能基產(chǎn)生的吸收峰，出現(xiàn)在基頻峰波數(shù)n倍處。2 為弱吸收。合頻峰是在兩個(gè)以上基頻峰波數(shù)之和(組頻 1+ 2)或差(1 - 2處出現(xiàn)的吸收峰。合頻峰均為弱峰。熱峰來源于躍遷時(shí)低能級(jí)不是基態(tài)的一些吸收峰。返回紅外光譜的吸收強(qiáng)度紅外光譜的吸收強(qiáng)度 紅外吸收強(qiáng)度及其表示符號(hào)紅外吸收強(qiáng)度及其表示符號(hào) 摩爾消光系數(shù)（摩

6、爾消光系數(shù)（）強(qiáng)度強(qiáng)度符號(hào)符號(hào)200很強(qiáng)很強(qiáng)VS75200強(qiáng)強(qiáng)S2575中等中等M525弱弱W05很弱很弱VW影響紅外光譜吸收頻率的因素影響紅外光譜吸收頻率的因素 外在因素外在因素 內(nèi)部因素內(nèi)部因素 質(zhì)量效應(yīng)質(zhì)量效應(yīng) 電子效應(yīng)電子效應(yīng) 空間效應(yīng)空間效應(yīng) 氫鍵效應(yīng)氫鍵效應(yīng) 偶極場效應(yīng)偶極場效應(yīng) 振動(dòng)的偶合振動(dòng)的偶合 返回各種化學(xué)鍵的紅外吸收位置外在因素（測定條件）外在因素（測定條件）正己酸在液態(tài)和氣態(tài)的紅外光譜正己酸在液態(tài)和氣態(tài)的紅外光譜a 蒸氣（蒸氣（134）b 液體（室溫）液體（室溫） 樣品所處物態(tài)、制備樣品的方法、溶劑的性質(zhì)、氫鍵、樣品所處物態(tài)、制備樣品的方法、溶劑的性質(zhì)、氫鍵、結(jié)晶條件、

7、吸收池厚度、色散系統(tǒng)以及測試溫度等結(jié)晶條件、吸收池厚度、色散系統(tǒng)以及測試溫度等 質(zhì)量效應(yīng)質(zhì)量效應(yīng) X-H X-H 鍵的伸縮振動(dòng)波數(shù)（鍵的伸縮振動(dòng)波數(shù)（cmcm-1-1） 化學(xué)鍵化學(xué)鍵波數(shù)（波數(shù)（cmcm-1-1）化學(xué)鍵化學(xué)鍵波數(shù)（波數(shù)（cmcm-1-1）C-HC-H30003000F-H F-H Cl-HCl-H4000400028902890C=C-HC-H3100-30003100-3000Br-H Br-H I-HI-H2650 2650 23102310Ar-HAr-H3100-30003100-3000Si-HSi-HGe-HGe-H2150215020702070C C-H C-H

8、33003300Sn-H Sn-H 18501850 2) 1(2XXHDDXHXHXHXDXDXHXDXDXHXmmmmmmmmmmmmmmmm將（將（mX+1）/（mX+2）近似為）近似為1，則上式可簡化為：，則上式可簡化為： 2DXHX電子效應(yīng)電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)、中介效應(yīng)、和共軛效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)、中介效應(yīng)、和共軛效應(yīng) 誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)：RCOR中極性基團(tuán)的取代使C=O 移向高波數(shù) 化合物 RCHO RCOR RCOCl RCOF ClCOCl FCOF C=O 1713 1715 1800 1920 1828 1928共軛效應(yīng)：共軛效應(yīng)：使C=O 移向低波數(shù) R-CH=

9、CH2 C=C 1650 CH3CN C=N 2255 RCOOR C=O 1735 (C2H5)2C=C(CN)COOC2H5 C=C 1629 , C=N 2224, C=O 1727中介效應(yīng)中介效應(yīng) CN+HRRO-CNHRRO在許多情況下，誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)會(huì)同時(shí)存在: RCOOR R1CO-NR2 RCOS-Ar ArCO-SR R1COR2 C=O 1735 1690 1710 1665 1715 (-I +C) (+C -I) (-I +C) (+C -I) 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng): :共軛效應(yīng)使不飽和鍵的波數(shù)顯著降低共軛效應(yīng)使不飽和鍵的波數(shù)顯著降低 空間效應(yīng)：環(huán)張力，HHHC=C=C

10、H1645cm-11610cm-11565cm-13017cm-13040cm-13060cm-1環(huán)張力對(duì)紅外吸收波數(shù)的影響環(huán)張力對(duì)紅外吸收波數(shù)的影響: :環(huán)數(shù)減小，環(huán)的張力增大，環(huán)外雙鍵加強(qiáng)，吸收頻率增大，環(huán)數(shù)減小，環(huán)的張力增大，環(huán)外雙鍵加強(qiáng)，吸收頻率增大，環(huán)內(nèi)雙鍵減弱，吸收頻率減小環(huán)內(nèi)雙鍵減弱，吸收頻率減小空間位阻空間位阻跨環(huán)共軛效應(yīng)返回偶極場效應(yīng)偶極場效應(yīng)偶極場效應(yīng)（Field effect)是通過分子內(nèi)空間相對(duì)位置起作用的，只有在立體結(jié)構(gòu)上互相靠近的基團(tuán)之間才能產(chǎn)生F效應(yīng)，例如： 環(huán)己酮 4，4-二甲基環(huán)己酮 2-溴-環(huán)己酮 4，4-二甲基-2-溴-環(huán)己酮 C=O 1712 1712

11、1716 1728 -氯代丙酮的三個(gè)異構(gòu)體的C=O 吸收頻率不同氫鍵效應(yīng)氫鍵效應(yīng)氫鍵使吸收峰向低波數(shù)位移，并使吸收強(qiáng)度加強(qiáng)，例如：- 和-羥基蒽醌-二酮 -酮酯振動(dòng)耦合效應(yīng)振動(dòng)耦合效應(yīng)當(dāng)一個(gè)化學(xué)鍵的伸縮振動(dòng)與另一個(gè)化學(xué)鍵的振動(dòng)吸收頻率很接近時(shí)，就會(huì)發(fā)生振動(dòng)偶合。振動(dòng)偶合的結(jié)果是吸收峰發(fā)生分裂，強(qiáng)度加強(qiáng)。費(fèi)米共振：一個(gè)化學(xué)鍵的某一種振動(dòng)的基頻和他自己或另一個(gè)連在一起的化學(xué)鍵的某一種振動(dòng)的倍頻或組頻很接近時(shí)，可以發(fā)生偶合，這種偶合成為費(fèi)米共振。如：-CHO的C-H伸縮振動(dòng)28302695與C-H彎曲振動(dòng)1390的倍頻2780 發(fā)生費(fèi)米共振， 結(jié)果產(chǎn)生2820和2720二個(gè)吸收峰。返回影響紅外光譜吸

12、收強(qiáng)度的因素影響紅外光譜吸收強(qiáng)度的因素振動(dòng)中偶極矩的變化幅度越大，吸收強(qiáng)度越大振動(dòng)中偶極矩的變化幅度越大，吸收強(qiáng)度越大極性大的基團(tuán)，吸收強(qiáng)度大，C=O 比 C=C 強(qiáng)， CN 比 C C 強(qiáng) 使基團(tuán)極性降低的誘導(dǎo)效應(yīng)使吸收強(qiáng)度減小，使基團(tuán)極性增大的誘導(dǎo)效應(yīng)使吸收強(qiáng)度增加。共軛效應(yīng)使電子離域程度增大，極化程度增大，吸收強(qiáng)度增加。振動(dòng)耦合使吸收增大，費(fèi)米振動(dòng)使倍頻或組頻的吸收強(qiáng)度顯著增加。形成氫鍵使振動(dòng)吸收峰變強(qiáng)變寬。能級(jí)躍遷的幾率，v=0 v=2 比 v=0 v=1 能階大，但幾率小，吸收峰弱返回紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)色散型紅外光譜儀 傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）

13、紅外樣品的制備 色散型紅外光譜儀傅立葉變換紅外光譜儀邁克遜干涉儀 干涉圖 FTIR光譜儀的優(yōu)點(diǎn) 掃描速度快（幾十次/秒），信號(hào)累加，信噪比提高（可達(dá)60：1）。光通量大，所有頻率同時(shí)測量，檢測靈敏度高，樣品量減少。掃描速度快，可跟蹤反應(yīng)歷程，作反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，并可與GC、LC聯(lián)用。測量頻率范圍寬，可達(dá)到45006cm-1雜散光少，波數(shù)精度高，分辨率可達(dá)0.05/cm對(duì)溫度、濕度要求不高。光學(xué)部件簡單，只有一個(gè)動(dòng)鏡在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)，不易磨損。紅外光譜的測定方法樣品要求：干燥無水、濃度適當(dāng)、多組分樣要先分離固體樣品：溴化鉀壓片法 糊狀法（加石蠟油 Nujol調(diào)成糊狀) 溶液法（溶劑CS2, CCl4

14、,CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物） 液體樣品：液膜法 溶液法（水熔液樣品可用AgCl池子）氣體樣品：氣體樣品槽返回紅外光譜的分區(qū)紅外光譜的分區(qū)400-2500cm-1:這是X-H單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)。2500-2000cm-1:此處為叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)2000-1500cm-1:此處為雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)1500-600cm-1:此區(qū)域主要提供C-H彎曲振動(dòng)的信息 各種有機(jī)化合物的紅外光譜飽和烴 不飽和烴 醇、酚和醚 含羰基化合物 含氮化合物 其他含雜原子有機(jī)化合物 金屬有機(jī)化合物 高分子化合物 無機(jī)化合物 When you analyze the spectra, it is easier

15、 if you follow a series of steps in examining each spectrum. 1. Look first for the carbonyl C:O band. Look for a strong band at 1820-1660 cm-1. This band is usually the most intense absorption band in a spectrum. It will have a medium width. If you see the carbonyl band, look for other bands associa

16、ted with functional groups that contain the carbonyl by going to step 2. If no C:O band is present, check for alcohols and go to step 3. 2. If a C:O is present you want to determine if it is part of an acid, an ester, or an aldehyde or ketone. At this time you may not be able to distinguish aldehyde

17、 from ketone and you will not be asked to do so. ACID Look for indications that an O-H is also present. It has a broad absorption near 3300-2500 cm-1. This actually will overlap the C-H stretch. There will also be a C-O single bond band near 1100-1300 cm-1. Look for the carbonyl band near 1725-1700

18、cm-1.ESTER Look for C-O absorption of medium intensity near 1300-1000 cm-1. There will be no O-H band. ALDEHYDE Look for aldehyde type C-H absorption bands. These are two weak absorptions to the right of the C-H stretch near 2850 cm-1 and 2750 cm-1 and are caused by the C-H bond that is part of the

19、CHO aldehyde functional group. Look for the carbonyl band around 1740-1720 cm-1.KETONE The weak aldehyde CH absorption bands will be absent. Look for the carbonyl CO band around 1725-1705 cm-1. 3. If no carbonyl band appears in the spectrum, look for an alcohol O-H band.ALCOHOL Look for the broad OH

20、 band near 3600-3300 cm-1 and a C-O absorption band near 1300-1000 cm-1. 4. If no carbonyl bands and no O-H bands are in the spectrum, check for double bonds, C:C, from an aromatic or an alkene. ALKENE Look for weak absorption near 1650 cm-1 for a double bond. There will be a CH stretch band near 30

21、00 cm-1. AROMATIC Look for the benzene, C:C, double bonds which appear as medium to strong absorptions in the region 1650-1450 cm-1. The CH stretch band is much weaker than in alkenes.5. If none of the previous groups can be identified, you may have an alkane.ALKANE The main absorption will be the C

22、-H stretch near 3000 cm-1. The spectrum will be simple with another band near 1450 cm-1.6. If the spectrum still cannot be assigned you may have an alkyl bromide.ALKYL BROMIDE Look for the C-H stretch and a relatively simple spectrum with an absorption to the right of 667 cm-1.飽和烴C-HC-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)：對(duì)稱伸縮

23、振動(dòng)（s）和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)（as） ，在3000-2800cm-1之間，as較s在較高頻率。 C-HC-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) ：1475-1300 cm-1 ，甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)出現(xiàn)在1375 cm-1處 ，對(duì)于異丙基和叔丁基，吸收峰發(fā)生分裂。C-CC-C平面搖擺平面搖擺：800-720cm-1對(duì)判斷-(CH2)n-的碳鏈長度有用， n4 725, n=3 729-726, n=2 743-734, n=1 785-770C-CC-C伸縮振動(dòng)：伸縮振動(dòng)：1253-800cm-1， 對(duì)結(jié)構(gòu)分析作用不大。烷烴吸收峰正己烷的紅外光譜圖 2，2，4-三甲基戊烷的紅外光譜圖 環(huán)己烷不飽和烴烯烴炔烴芳香烴烯

24、烴雙鍵的特征吸收影響雙鍵碳碳伸縮振動(dòng)吸收的因素影響雙鍵碳碳伸縮振動(dòng)吸收的因素對(duì)稱性對(duì)稱性：對(duì)稱性越高，吸收強(qiáng)度越低。取代基取代基：與吸電子基團(tuán)相連，振動(dòng)波數(shù)下降。取代基的質(zhì)量效應(yīng)：雙鍵上的氫被氘取代后，波數(shù)下降10-20厘米-1。共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)：使波數(shù)下降約30厘米-1 。圖圖2-9 1-己烯的紅外光譜圖己烯的紅外光譜圖 3060cm-1: 烯烴烯烴CH伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1820:910cm-1倍頻；倍頻；1650cm-1: C=C伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；995，905cm-1: C=CH2 非平面搖擺振動(dòng)非平面搖擺振動(dòng)圖圖 2-10 順式和反式順式和反式2，2，5，5四甲基己烯紅外光譜四甲基

25、己烯紅外光譜a 順式順式 b 反式反式 烯烴類型烯烴類型CH面外彎曲振動(dòng)吸收位置面外彎曲振動(dòng)吸收位置（cm-1）R1CH=CH2995-985，910-905R1R2C=CH2895-885R1CH=CHR2(順順)730-650R1CH=CHR2(反）反）980-965R1R2C=CHR3840-790=C-H的面外彎曲振動(dòng)的面外彎曲振動(dòng)對(duì)判斷雙鍵的取代類型有用炔烴化合物炔鍵C-H伸縮振動(dòng)：3340-3300厘米-1，波數(shù)高于烯烴和芳香烴，峰形尖銳。C-C叁鍵伸縮振動(dòng)：2100厘米-1 ，峰形尖銳，強(qiáng)度中到弱。干擾少，位置特征。末端炔基該吸收強(qiáng)。分子對(duì)稱性強(qiáng)時(shí)，該吸收較弱。腈類化合物，C-N

26、叁鍵伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在2300-2220厘米-1，波數(shù)比炔烴略高，吸收強(qiáng)度大。3340cm-1 ：叁鍵：叁鍵CH伸縮振動(dòng)，伸縮振動(dòng)，3020cm-1: 苯環(huán)苯環(huán)=CH伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)2115cm-1: C=C三鍵三鍵伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 苯基乙炔苯基乙炔1-己炔正丁腈丙二烯類兩個(gè)雙鍵共用中間碳原子，耦合強(qiáng)烈，1600厘米-1無吸收，在2000-1915厘米-1和1100-1000厘米-1附近有不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)，兩峰相距900厘米-1，前者為中強(qiáng)峰，后者為弱峰。芳香烴芳香烴 振動(dòng)類型振動(dòng)類型波數(shù)（波數(shù)（cm-1）說明說明芳環(huán)芳環(huán)C-H伸縮振伸縮振動(dòng)動(dòng)305050強(qiáng)度不定強(qiáng)度不定骨架振動(dòng)骨架振動(dòng)160

27、0，1500，1580（共軛）（共軛）峰形尖銳，通常為峰形尖銳，通常為4個(gè)峰，但不一定同時(shí)個(gè)峰，但不一定同時(shí)出現(xiàn)出現(xiàn)C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng)（面外）（面外）910650隨取代情況改變隨取代情況改變?nèi)〈降娜〈降腃-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置對(duì)判斷苯環(huán)取代類型有用取代類型取代類型C-HC-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（cmcm-1-1）苯苯670670單取代單取代770-730770-730，710-690710-690二取代二取代1 1，2-2-770-735770-7351 1，3-3-810-750810-750，710-690710-6901 1，

28、4-4-833-810833-810三取代三取代1 1，2 2，3-3-780-760780-760，745-705745-7051 1，2 2，4-4-885-870885-870，825-805825-8051 1，3 3，5-5-865-810865-810，730-675730-675四取代四取代1 1，2 2，3 3，4-4-810-800810-8001 1，2 2，3 3，5-5-850-840850-8401 1，2 2，4 4，5-5-870-855870-855五取代五取代870870 各類取代苯的倍頻吸收和面外彎曲振動(dòng)吸收（判斷取代類型）甲苯的紅外光譜圖甲苯的紅外光譜圖

29、苯乙烯的紅外光譜圖苯乙烯的紅外光譜圖 1630cm-1:C=C伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1600，1580，1450cm-1:苯環(huán)骨架振動(dòng)苯環(huán)骨架振動(dòng) -甲基萘的紅外光譜圖甲基萘的紅外光譜圖 苯環(huán)二取代的紅外光譜（a. 鄰位 b. 間位 c. 對(duì)位）醇、酚和醚醇、酚和醚醇和酚存在三個(gè)特征吸收：羥基醇和酚存在三個(gè)特征吸收：羥基OH 伸縮振動(dòng)和彎曲伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，振動(dòng)，C-O伸縮振動(dòng)。伸縮振動(dòng)。 基團(tuán)基團(tuán)吸收位置（吸收位置（cm-1）說明說明OH36503580（游離）（游離）35503450（二聚體）（二聚體）34003200（多聚體）（多聚體）3600-2500（分子內(nèi)締合）（分子內(nèi)締合）尖尖中

30、強(qiáng)，較尖中強(qiáng)，較尖強(qiáng)，寬強(qiáng)，寬寬，散寬，散CO1050（伯）（伯）1100（仲）（仲）1150（叔）（叔）1200（酚）（酚）強(qiáng)，酚的吸收峰發(fā)強(qiáng)，酚的吸收峰發(fā)生裂分，峰形特別生裂分，峰形特別H內(nèi)彎曲，強(qiáng)，寬面內(nèi)彎曲，強(qiáng)，寬面外彎曲，寬面外彎曲，寬正丁醇的紅外光譜正丁醇的紅外光譜 3450cm-1：締合：締合OH伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1350cm-1：OH面內(nèi)彎曲振動(dòng)面內(nèi)彎曲振動(dòng) 苯酚的紅外光譜圖苯酚的紅外光譜圖 乙醇在乙醇在CCl4中濃度變化對(duì)紅外吸收的影響中濃度變化對(duì)紅外吸收的影響 濃度對(duì)羥基吸收峰的影響羰基化合物醛酮羧酸、羧酸鹽酸酐酯酰鹵酰胺羰基化合物的羰基化合物的

31、C=O伸縮振動(dòng)吸收伸縮振動(dòng)吸收峰位置峰位置 化合物類型化合物類型吸收峰位置（吸收峰位置（cm-1）醛醛1735-1715酮酮1720-1710酸酸1770-1750酯酯1745-1720酰胺酰胺1700-1680（酰胺（酰胺“I”峰）峰）酸酐酸酐1820和和1760醛酮醛氫伸縮振動(dòng)：2900-2700厘米-1有尖銳的小吸收峰出現(xiàn)，該峰往往分叉為雙峰。正丁醛正丁醛 2720cm-1: 醛基CH伸縮振動(dòng)，特征；1730cm-1：C=O 伸縮振動(dòng) 苯甲醛苯甲醛 苯異丙基酮苯異丙基酮 1694cm-1：C=O伸縮振動(dòng)，羰基與苯環(huán)共軛，吸收移向低波數(shù)；1580cm-1：苯環(huán)骨架振動(dòng)，與羰基共軛，移向低波

32、數(shù) 三氯乙酸由于氯原子吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)的影響，羰基伸縮振動(dòng)位移到1754厘米-1 羧酸和羧酸鹽羧酸和羧酸鹽CO2-的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，1650-1540，最強(qiáng)峰，對(duì)稱伸縮振動(dòng)，1420-1300，強(qiáng)峰2-甲基丙酸甲基丙酸 33002500 cm-1：羧酸二聚體的OH伸縮振動(dòng)，峰形寬，散；1710 cm-1：C=O伸縮振動(dòng)苯甲酸苯甲酸 33002500 cm-1：羧酸二聚體的OH伸縮振動(dòng)，峰形寬，散；1695 cm-1：C=O伸縮振動(dòng)，因與苯環(huán)共軛移向低波數(shù)；920cm-1：OH非平面搖擺振動(dòng)，特征乙酸鉛乙酸鉛 1550cm-1：COO反對(duì)稱伸縮振動(dòng)；1405cm-1：COO對(duì)稱伸縮振動(dòng) 酯酯 乙酸

33、甲酯乙酸甲酯 1740cm-1：C=O伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1190cm-1：C-O-C非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，第一吸收非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，第一吸收 苯甲酸甲酯酸酐有兩個(gè)羰基伸縮振動(dòng)，相差60厘米-1，反對(duì)稱伸縮位于高頻區(qū)，對(duì)稱伸縮振動(dòng)位于低頻區(qū)。開鏈酸酐的高波數(shù)峰比低波數(shù)峰強(qiáng)，有張力的環(huán)狀酸酐兩峰的相對(duì)強(qiáng)度正好相反，強(qiáng)度差別比開鏈酸酐懸殊。三甲基乙酸酐鄰苯二甲酸酐酰鹵鹵素原子直接與羰基相連，強(qiáng)誘導(dǎo)效應(yīng)使羰基伸縮振動(dòng)大大升高。 脂肪族位于1800厘米-1附近。 芳香酰鹵此區(qū)雙峰：1773，1736，由C=O鍵的伸縮振動(dòng)和C-X的彎曲振動(dòng)產(chǎn)生feimi共振引起C-X伸縮振動(dòng)：脂肪族1000-910厘米-1，峰

34、形寬大，芳香族1250-1110厘米-1，通常分裂為數(shù)個(gè)峰。C-X彎曲振動(dòng)：1310-1040厘米-1金剛烷酰氯酰胺N-H伸縮振動(dòng)：3540-3125厘米-1，伯酰胺為強(qiáng)度相近的雙峰，相距120厘米-1，仲酰胺為單峰，叔酰胺無此峰。羰基伸縮振動(dòng)：1690-1620厘米-1（酰胺I峰）N-H彎曲振動(dòng)+C-N伸縮振動(dòng)：1650-1580厘米-1（酰胺II峰）C-N伸縮振動(dòng)：1430-1050 （酰胺III峰）吡嗪酰胺（抗結(jié)核病藥）胺、亞胺和胺鹽胺、亞胺和胺鹽特征吸收特征吸收化合物化合物吸收峰位置吸收峰位置(cm-1)吸收峰特征吸收峰特征NH伸縮振伸縮振動(dòng)動(dòng)伯胺類伯胺類3500-3300兩個(gè)峰，強(qiáng)度

35、中兩個(gè)峰，強(qiáng)度中 仲胺類仲胺類3500-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中一個(gè)峰，強(qiáng)度中 亞胺類亞胺類3400-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中一個(gè)峰，強(qiáng)度中NH彎曲振彎曲振動(dòng)動(dòng)伯胺類伯胺類1650-1590強(qiáng)度強(qiáng)，中強(qiáng)度強(qiáng)，中 仲胺類仲胺類1650-1550強(qiáng)度極弱強(qiáng)度極弱C-N振動(dòng)振動(dòng)芳香芳香胺胺伯伯1340-1250強(qiáng)度強(qiáng)強(qiáng)度強(qiáng) 仲仲1350-1280強(qiáng)度強(qiáng)強(qiáng)度強(qiáng) 叔叔1360-1310強(qiáng)度強(qiáng)強(qiáng)度強(qiáng) 脂肪脂肪胺胺 1220-1020強(qiáng)度中，弱強(qiáng)度中，弱 1410強(qiáng)度弱強(qiáng)度弱 2-戊胺戊胺 1590cm-1NH2剪式振動(dòng)；剪式振動(dòng)；1185cm-1：CN伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 二己胺二己胺 3310cm-1：弱峰，：

36、弱峰，NH伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1460cm-1：CH2剪式振動(dòng)剪式振動(dòng)+CH3反對(duì)稱變形反對(duì)稱變形振動(dòng)；振動(dòng)；1110Cm-1：CN伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；715cm-1：NH非平面搖擺振動(dòng)非平面搖擺振動(dòng) 三乙胺三乙胺 硝基化合物硝基化合物 NOONOO對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng) 反對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)(13901320cm-1) （16151540cm-1） 金屬有機(jī)化合物金屬有機(jī)化合物三苯基砷的紅外光譜圖三苯基砷的紅外光譜圖3078cm-1：苯基：苯基C-H伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1607cm-1: 苯基苯基C=C伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1488，1432 cm-1苯苯環(huán)骨架振動(dòng)；環(huán)骨架振動(dòng)；73

37、4，694 cm-1：單取代苯的：單取代苯的C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) 高分子化合物高分子化合物 聚異戊二烯的紅外光譜圖聚異戊二烯的紅外光譜圖1652 cm-1: C=C伸縮振動(dòng)；伸縮振動(dòng)；1438 cm-1：甲基反對(duì)稱變形振動(dòng)和亞甲基剪式振動(dòng)重：甲基反對(duì)稱變形振動(dòng)和亞甲基剪式振動(dòng)重疊；疊；1369 cm-1：甲基對(duì)稱變形振動(dòng)：甲基對(duì)稱變形振動(dòng) 紅外圖譜解析紅外圖譜解析紅外光譜的分區(qū) 紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖及檢索薩特勒紅外譜圖集是較常用的譜圖集，數(shù)據(jù)庫，網(wǎng)上資源 紅外圖譜的解析步驟紅外圖譜的解析實(shí)例紅外光譜的分區(qū)紅外光譜的分區(qū)400-2500cm-1:這是X-H單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)。2500-2000cm-1:

38、此處為叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)2000-1500cm-1:此處為雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)1500-600cm-1:此區(qū)域主要提供C-H彎曲振動(dòng)的信息 紅外圖譜的解析步驟紅外圖譜的解析步驟 化合物類型的判斷化合物類型的判斷 有機(jī)物和無機(jī)物有機(jī)物和無機(jī)物 飽和化合物與不飽和化合物飽和化合物與不飽和化合物 烯烴或芳烴烯烴或芳烴推斷可能含有的功能團(tuán)推斷可能含有的功能團(tuán) 先看特征頻率區(qū)（3600-1350），再看指紋區(qū)（1350-400）。 先看強(qiáng)峰，再看弱峰 先找特征吸收峰，再找相關(guān)峰佐證 計(jì)算分子的計(jì)算分子的不飽和度不飽和度，根據(jù)不飽和度的結(jié)果推斷分子中可能存在的官能，根據(jù)不飽和度的結(jié)果推斷分子中可能存在的官

39、能團(tuán)。團(tuán)。根據(jù)吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀分析各根據(jù)吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀分析各種官能團(tuán)及其相對(duì)關(guān)系，推出化種官能團(tuán)及其相對(duì)關(guān)系，推出化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)合物的化學(xué)結(jié)構(gòu) 222banU其中n為分子中4價(jià)原子的數(shù)目，如C，Si；a為 分子中3價(jià)原子的數(shù)目，如P，N；b為分子中1價(jià)原子的數(shù)目，如H，F(xiàn)，Cl，Br，I。氧和硫的存在對(duì)不飽和度沒有影響。不飽和度不飽和度某化合物的分子式某化合物的分子式C6H14，紅外譜圖如下，試推測該化合，紅外譜圖如下，試推測該化合物的結(jié)構(gòu)。物的結(jié)構(gòu)。從譜圖看，譜峰少，峰形尖銳，譜圖相對(duì)簡單，可從譜圖看，譜峰少，峰形尖銳，譜圖相對(duì)簡單，可能化合物為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。能化合物為對(duì)稱結(jié)

40、構(gòu)。 從分子式可看出該化合物為烴類，不飽和度的計(jì)從分子式可看出該化合物為烴類，不飽和度的計(jì)算：算：U=（62+2-14）/2=0表明該化合物為飽和烴類。由于表明該化合物為飽和烴類。由于1380cm-1的吸收峰的吸收峰為一單峰，表明無偕二甲基存在。為一單峰，表明無偕二甲基存在。775cm-1的峰表明的峰表明亞甲基基團(tuán)是獨(dú)立存在的。因此結(jié)構(gòu)式應(yīng)為：亞甲基基團(tuán)是獨(dú)立存在的。因此結(jié)構(gòu)式應(yīng)為：由于化合物分子量較小，精細(xì)結(jié)構(gòu)較為明顯，當(dāng)化由于化合物分子量較小，精細(xì)結(jié)構(gòu)較為明顯，當(dāng)化合物的分子量較高時(shí)，由于吸收帶的相互重疊，其紅合物的分子量較高時(shí)，由于吸收帶的相互重疊，其紅外吸收帶較寬。外吸收帶較寬。CH3

41、CH2CHCH3CH2CH3解答解答譜峰歸屬譜峰歸屬 3000-2800cm-1：飽和：飽和CH的反對(duì)稱和對(duì)稱伸的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)（甲基：縮振動(dòng)（甲基：2960和和2872cm-1，亞甲基：，亞甲基：2926和和2853cm-1）。）。1461cm-1：亞甲基和甲基彎曲振動(dòng)（分別為：亞甲基和甲基彎曲振動(dòng)（分別為1470和和1460cm-1）。）。1380cm-1：甲基彎曲振動(dòng)：甲基彎曲振動(dòng)(1380cm-1)。775cm-1：乙基：乙基CH2的平面搖擺振動(dòng)（的平面搖擺振動(dòng)（780cm-1）。）。試推斷化合物試推斷化合物C4H5N的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)解答解答 不飽和度計(jì)算：不飽和度計(jì)算：U=（42+

42、2-5+1）/2=3由不飽和度分析，分子中可能存在一個(gè)雙鍵和一個(gè)叁鍵。由由不飽和度分析，分子中可能存在一個(gè)雙鍵和一個(gè)叁鍵。由于分子中含于分子中含N，可能分子中存在，可能分子中存在CN基團(tuán)?；鶊F(tuán)。由紅外譜圖看：從譜圖的高頻區(qū)可看到由紅外譜圖看：從譜圖的高頻區(qū)可看到:2260cm-1，氰基的伸，氰基的伸縮振動(dòng)吸收；縮振動(dòng)吸收；1647cm-1 ，乙烯基的，乙烯基的C=C伸縮振動(dòng)吸收。伸縮振動(dòng)吸收?？赏茰y分子結(jié)構(gòu)為：可推測分子結(jié)構(gòu)為：由由1865，990，935cm-1：表明為末端乙烯基。：表明為末端乙烯基。1418cm-1：亞甲：亞甲基的彎曲振動(dòng)（基的彎曲振動(dòng)（1470cm-1，受到兩側(cè)不飽和基團(tuán)

43、的影響，向，受到兩側(cè)不飽和基團(tuán)的影響，向低波數(shù)位移）和末端乙烯基彎曲振動(dòng)（低波數(shù)位移）和末端乙烯基彎曲振動(dòng)（1400cm-1）。驗(yàn)證推）。驗(yàn)證推測正確。測正確。CH2CHCH2CN試推斷化合物試推斷化合物C7H9N的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)譜圖見波譜分析教程75頁。解答解答 不飽和度的計(jì)算：不飽和度的計(jì)算：U=（72+2-9+1）/2=4不飽和度為不飽和度為4，可能分子中有多個(gè)雙鍵，或者含有一個(gè)，可能分子中有多個(gè)雙鍵，或者含有一個(gè)苯環(huán)。苯環(huán)。3520和和3430cm-1：兩個(gè)中等強(qiáng)度的吸收峰表明為：兩個(gè)中等強(qiáng)度的吸收峰表明為-NH2的的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收（反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收（3500和和3400

44、cm-1）。）。1622，1588，1494，1471cm-1：苯環(huán)的骨架振動(dòng)（：苯環(huán)的骨架振動(dòng)（1600、1585、1500及及1450cm-1）。證明苯環(huán)的存在。）。證明苯環(huán)的存在。748cm-1：苯環(huán)取代為鄰位（：苯環(huán)取代為鄰位（770-735cm-1）。）。 1442和和1380cm-1：甲基的彎曲振動(dòng)（：甲基的彎曲振動(dòng)（1460和和1380cm-1）。1268cm-1：伯芳胺的：伯芳胺的CN伸縮振動(dòng)（伸縮振動(dòng)（1340-1250cm-1）。由以上信息可知該化合物為鄰由以上信息可知該化合物為鄰-甲苯胺。甲苯胺。 試推測化合物試推測化合物C8H8O的分子結(jié)構(gòu)。的分子結(jié)構(gòu)。解答解答 不飽和度的計(jì)算不飽和度的計(jì)算U=（82+2-8）/2=5不飽和度大于不飽和度大于4，分子中可能由苯環(huán)存在，由于僅含，分子中可能由苯環(huán)存在，由于僅含8個(gè)碳，因此分子個(gè)碳，因此分子應(yīng)為含一個(gè)苯環(huán)一個(gè)雙鍵。應(yīng)為含一個(gè)苯環(huán)一個(gè)雙鍵。1610，1580，1520，1430cm-1：苯環(huán)的骨架振動(dòng)（：苯環(huán)的骨架振動(dòng)（1600、1585、1500及及1450cm-1）。證明苯環(huán)的存在。）。證明苯環(huán)的存在。825