第四章 紅外光譜(IR)和拉曼光譜

1、第四章第四章 紅外光譜紅外光譜(IR)(IR)和拉曼光譜（和拉曼光譜（RamanRaman）4.1引言引言任何物質(zhì)的原子、分子總是處于不停的運動狀態(tài)，物質(zhì)內(nèi)部的運任何物質(zhì)的原子、分子總是處于不停的運動狀態(tài)，物質(zhì)內(nèi)部的運動（包括電子躍遷、分子振動和轉(zhuǎn)動、電子的自旋和核的自旋等）動（包括電子躍遷、分子振動和轉(zhuǎn)動、電子的自旋和核的自旋等）在外部以輻射或吸收能量的形式表現(xiàn)出來，這種形式就是電磁輻在外部以輻射或吸收能量的形式表現(xiàn)出來，這種形式就是電磁輻射。電磁波覆蓋了很大的頻率或波長范圍，從而出現(xiàn)了不同的波射。電磁波覆蓋了很大的頻率或波長范圍，從而出現(xiàn)了不同的波譜技術(shù)。譜技術(shù)。波譜法的基本原理波譜法的基

2、本原理 能量遞降能量遞降 波長遞增波長遞增 射線射線X X射線射線紫外紫外可見可見紅外紅外遠紅外遠紅外 微波微波無線電波無線電波射線射線X X射線射線價電子躍遷價電子躍遷分子振動和轉(zhuǎn)動分子振動和轉(zhuǎn)動電子自旋電子自旋核的核的自旋自旋中子活中子活化分析化分析X X射線射線吸收吸收紫外紫外- -可見光譜可見光譜紅外吸紅外吸收光譜收光譜電子順電子順磁共振磁共振核磁共振核磁共振圖圖4.1 4.1 電磁波譜主要區(qū)域及相應的波譜技術(shù)電磁波譜主要區(qū)域及相應的波譜技術(shù)4.1.14.1.1紅外光譜的發(fā)展紅外光譜的發(fā)展紅外光譜（紅外光譜（Infrared Spectroscopy) Infrared Spectro

3、scopy) 簡稱簡稱IRIR與拉曼光譜（與拉曼光譜（Raman)Raman)同屬于分子光譜，兩者得同屬于分子光譜，兩者得到的信息可以互補。到的信息可以互補。 在十九世紀初就發(fā)現(xiàn)了紅外線在十九世紀初就發(fā)現(xiàn)了紅外線,到到1892年有人利用巖鹽棱年有人利用巖鹽棱鏡和測熱幅射計鏡和測熱幅射計(電阻溫度計電阻溫度計)測定了測定了20多種有機化合物的多種有機化合物的紅外光譜。紅外光譜。 1905年科伯倫茨發(fā)表了年科伯倫茨發(fā)表了128種有機和無機化合物的紅外種有機和無機化合物的紅外光譜，紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的特定聯(lián)系才被確認。光譜，紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的特定聯(lián)系才被確認。 到到1930年前后，隨著量子理論

4、的提出和發(fā)展，紅外光年前后，隨著量子理論的提出和發(fā)展，紅外光譜的研究得到了全面深入的開展，并且依據(jù)測得的大量物譜的研究得到了全面深入的開展，并且依據(jù)測得的大量物質(zhì)的紅外光譜。質(zhì)的紅外光譜。 1947年第一臺實用的雙光束自動記錄的紅外分光光度計年第一臺實用的雙光束自動記錄的紅外分光光度計問世。這是一臺以棱鏡作為色散元件的第一代紅外分光光問世。這是一臺以棱鏡作為色散元件的第一代紅外分光光度計。度計。 到了六十年代，用光柵代替棱鏡作分光器的第二代紅到了六十年代，用光柵代替棱鏡作分光器的第二代紅外光譜儀投入了使用。這種計算機化的光柵為分光部件的外光譜儀投入了使用。這種計算機化的光柵為分光部件的第二代紅

5、外分光光度計仍在應用。第二代紅外分光光度計仍在應用。 七十年代后期，干涉型傅里葉變換紅外光譜儀七十年代后期，干涉型傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)投入了使用，這就是第三代紅外分光光度計。投入了使用，這就是第三代紅外分光光度計。 近來，已采用可調(diào)激光器作為光源來代替單色器，研制近來，已采用可調(diào)激光器作為光源來代替單色器，研制成功了激光紅外分光光度計，即第四代紅外分光光度計，成功了激光紅外分光光度計，即第四代紅外分光光度計，它具有更高的分辨率和更廣的應用范圍，但目前還未普及。它具有更高的分辨率和更廣的應用范圍，但目前還未普及。4.1.2紅外光譜法的特點紅外光譜法的特點（1）紅外光譜是依據(jù)樣品）紅

6、外光譜是依據(jù)樣品 吸收譜帶的吸收譜帶的位置、強度、形狀、位置、強度、形狀、個數(shù)個數(shù)，推測分子中某種官能團的存在與否，推測官能團的，推測分子中某種官能團的存在與否，推測官能團的鄰近基團，確定化合物結(jié)構(gòu)。鄰近基團，確定化合物結(jié)構(gòu)。 （2） 紅外光譜紅外光譜不破壞不破壞樣品，并且對任何樣品的存在狀態(tài)樣品，并且對任何樣品的存在狀態(tài)都適用，如氣體、液體、可研細的固體或薄膜似的固體都都適用，如氣體、液體、可研細的固體或薄膜似的固體都可以分析。測定方便，制樣簡單?？梢苑治?。測定方便，制樣簡單。 （3）紅外光譜）紅外光譜特征性高特征性高。由于紅外光譜信息多，可以對。由于紅外光譜信息多，可以對不同結(jié)構(gòu)的化合物給

7、出特征性的譜圖，從不同結(jié)構(gòu)的化合物給出特征性的譜圖，從“指紋區(qū)指紋區(qū)”就可就可以確定化合物的異同。所以人們也常把紅外光譜叫以確定化合物的異同。所以人們也常把紅外光譜叫“分子分子指紋指紋光譜光譜”。（5）所需樣品用量少，且可以回收。紅外光譜分析一次）所需樣品用量少，且可以回收。紅外光譜分析一次用樣量約用樣量約15mg，有時甚至可以只用幾十微克。，有時甚至可以只用幾十微克。(4）分析時間短。一般紅外光譜做一個樣可在）分析時間短。一般紅外光譜做一個樣可在1030分鐘分鐘內(nèi)完成。如果采用傅里葉變換紅外光譜儀在一秒鐘以內(nèi)就內(nèi)完成。如果采用傅里葉變換紅外光譜儀在一秒鐘以內(nèi)就可完成掃描。為快速分析的動力學研

8、究提供了十分有用的可完成掃描。為快速分析的動力學研究提供了十分有用的工具。工具。4.1.3紅外光譜譜圖紅外光譜譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖 縱坐標縱坐標是是百分透過率百分透過率T%。百分透過率的定義是幅射光透過樣品物質(zhì)的百分率，即百分透過率的定義是幅射光透過樣品物質(zhì)的百分率，即 T%= I/I0100%， I是透過強度，是透過強度，Io為入射強度。為入射強度。 橫坐標橫坐標：上方的橫坐標是波長：上方的橫坐標是波長，單位，單位m;下方的橫坐下方的橫坐標是標是波數(shù)波數(shù)（用（用 表示，波數(shù)大，頻率也大），表示，波數(shù)大，頻率也大），單位是單位是cm-1。_在在2.5m處，對應的波數(shù)值為

9、：處，對應的波數(shù)值為： = 104/2.5 (cm-1)=4000cm-1 ( cm-1)=1/(cm)=104/(m) 波數(shù)即波長的倒數(shù)，表示單位波數(shù)即波長的倒數(shù)，表示單位(cm)長度光中所含光波的長度光中所含光波的數(shù)目。數(shù)目。 波長或波數(shù)可以按下式互換：波長或波數(shù)可以按下式互換：_一般掃描范圍在一般掃描范圍在4000400cm-1。 波長在波長在2.525m，叫中紅外區(qū)。，叫中紅外區(qū)。 波長波長07525m叫近紅外區(qū)。叫近紅外區(qū)。 波長在波長在25100m叫遠紅外區(qū)。叫遠紅外區(qū)。4.2 紅外光譜基本原理紅外光譜基本原理4.2.1 化學鍵的振動與頻率化學鍵的振動與頻率 雙原子分子雙原子分子中

10、化學鍵的振動可按中化學鍵的振動可按諧振子諧振子處理。處理。 = 12 若用波數(shù)取代振動頻率若用波數(shù)取代振動頻率,則有下式則有下式:m1m2 用虎克定律來表示振動頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間用虎克定律來表示振動頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間的關(guān)系：的關(guān)系： 12c= K為為鍵力常數(shù)鍵力常數(shù)，其含義是兩個原子由平衡位置伸長，其含義是兩個原子由平衡位置伸長0.1nm(lA0)后的回復力，單位是后的回復力，單位是 dyn/cm。 為為折合質(zhì)量折合質(zhì)量。 =m1m2/（m1+m2） (m為原子質(zhì)量為原子質(zhì)量) 原子質(zhì)量用相對原子量代替原子質(zhì)量用相對原子量代替: m1=M1/N, m2=M2/N 。 M1、

11、M2為原子量，為原子量，N為阿佛加德羅常數(shù)。為阿佛加德羅常數(shù)。 將將、c和和N的數(shù)值代入的數(shù)值代入(2)式，并指定將鍵力常數(shù)式，并指定將鍵力常數(shù)(見見p 61 表表3-1)中中的的105代入。代入。cN21051307 1307 (cm-1)=cN2105Cm-1 (2) 為折合原子量為折合原子量M MMM1212= 表表4-1 化學鍵的力常數(shù)化學鍵的力常數(shù)鍵鍵分子分子K K（10105 5dyn/cmdyn/cm）鍵鍵分子分子K K（10105 5dyn/cmdyn/cm）H-FH-FHFHF9.79.7H-CH-CCHCH2 2=CH=CH2 25.15.1H-H-ClCl HClHCl4

12、.84.8H-CH-CCHCHCHCH5.95.9H-BrH-Br HBrHBr4.14.1C-CC-C4.5-5.64.5-5.6H-IH-IHIHI3.23.2C=CC=C9.5-9.99.5-9.9H-OH-OH H2 2O O7.87.8CCCC15-1715-17H-OH-O游離游離7.127.12C-OC-O5.0-5.85.0-5.8H-SH-SH H2 2S S4.34.3C=OC=O12-1312-13H-NH-NNHNH3 36.56.5C-C-ClClCHCH3 3ClCl3.43.4H-CH-CCHCH3 3X X4.7-5.04.7-5.0CNCN16-1816-18

13、例例:已知羰基已知羰基C=O的鍵力常數(shù)的鍵力常數(shù)K=l2l05dyn/cm，求，求 C=O解解: =1307 =1725 (cm-1) 1212161216 當分子吸收紅外光發(fā)生躍遷時要滿足一定的當分子吸收紅外光發(fā)生躍遷時要滿足一定的選律選律，即振，即振動能級是量子化的，可能存在的能級要滿足下式：動能級是量子化的，可能存在的能級要滿足下式： E=(V+1/2)h 式中式中h為普朗克常數(shù)，為普朗克常數(shù)， 為振動頻率，為振動頻率，V為振動量子數(shù)為振動量子數(shù)(0、1、2),振動能級不止一種激發(fā)態(tài)。振動能級不止一種激發(fā)態(tài)。勢 能r/A0V=0V=1V=2雙 原 子 分 子 勢 能 曲 線 常溫下分子處

14、于最低振動能級，此時叫基態(tài)，常溫下分子處于最低振動能級，此時叫基態(tài)，V=O。 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)V=1，V0V1產(chǎn)生的吸收帶產(chǎn)生的吸收帶較強，叫較強，叫基頻或基峰基頻或基峰。 也有從基態(tài)躍遷到第二激發(fā)態(tài)甚至第三激發(fā)態(tài)，也有從基態(tài)躍遷到第二激發(fā)態(tài)甚至第三激發(fā)態(tài)，V0V2或或V0V3的躍遷產(chǎn)生的吸收帶依次減弱，叫的躍遷產(chǎn)生的吸收帶依次減弱，叫倍頻倍頻吸收，用吸收，用2 1等表示。等表示。4.2.2 分子振動與紅外光譜分子振動與紅外光譜 N個原子組成的分子，每個原子在空間的位置要有個原子組成的分子，每個原子在空間的位置要有三個坐標，由三個坐標，由N個原子組成的分子就需要

15、個原子組成的分子就需要3N個坐標，個坐標，也就是有也就是有3N個運動自由度。個運動自由度。 分子振動自由度的數(shù)目等于分子振動自由度的數(shù)目等于3N-6個個, 線性分子線性分子的振動自由度為的振動自由度為3N-5個。個。 每一個振動都對應著一個能級的變化，每一個振動都對應著一個能級的變化， 但只有那些但只有那些可以產(chǎn)生瞬間偶極矩變化的振動可以產(chǎn)生瞬間偶極矩變化的振動才能產(chǎn)才能產(chǎn)生生紅外吸收紅外吸收，沒有偶極矩變化而有，沒有偶極矩變化而有分子極化率變化分子極化率變化的振的振動可以產(chǎn)生動可以產(chǎn)生拉曼光譜拉曼光譜。 有紅外吸收的稱為紅外活性。有紅外吸收的稱為紅外活性。 在光譜圖上能量相同的峰因發(fā)生簡并，

16、使譜帶重合。在光譜圖上能量相同的峰因發(fā)生簡并，使譜帶重合。 振動是否有紅外活性與分子的振動是否有紅外活性與分子的對稱類型對稱類型有關(guān)。有關(guān)。 因為偶極矩是一個矢量，中心對稱的振動偶極矩變化因為偶極矩是一個矢量，中心對稱的振動偶極矩變化為零。以為零。以中心對稱的振動在紅外光譜中不產(chǎn)生吸收中心對稱的振動在紅外光譜中不產(chǎn)生吸收,但在但在拉曼光譜中是有活性的。拉曼光譜中是有活性的。 由于儀器分辨率的限制，使能量接近的振動峰區(qū)分不開。由于儀器分辨率的限制，使能量接近的振動峰區(qū)分不開。能量太小的振動可能儀器檢測不出來能量太小的振動可能儀器檢測不出來. 有些吸收非紅外活性。有些吸收非紅外活性。 這些原因都可

17、能使紅外的基峰少于振動自由度。這些原因都可能使紅外的基峰少于振動自由度。 例如例如CO2分子是分子是N=3的直線型分子，有的直線型分子，有3N-5個基本振個基本振動，即動，即3 3-5=4個振動。個振動。OOOOOOCCCCOOO不 對 稱 伸 縮 振 動 2349cm -1對 稱 伸 縮 振 動 無 紅 外 吸 收 ， 有 拉 曼 吸 收彎 曲 振 動另 一 個 平 面 上 的 彎 曲 振 動能 量 相 同 ， 兼 并667cm-1 分子的振動分為分子的振動分為伸縮振動伸縮振動和和變形振動變形振動兩類。兩類。 伸縮振動是沿原子核之間的軸線作振動，伸縮振動是沿原子核之間的軸線作振動，鍵長有變化

18、鍵長有變化而鍵角不變而鍵角不變，用字母，用字母來表示。來表示。 變形振動是變形振動是鍵長不變而鍵角改變鍵長不變而鍵角改變的振動方式，用字母的振動方式，用字母表示。表示。 伸縮振動分為不對稱伸縮振動伸縮振動分為不對稱伸縮振動as和對稱伸縮振動和對稱伸縮振動s。 亞甲基的振動伸縮振動對稱伸縮振動不對稱伸縮振動變形振動面內(nèi)變形振動面外變形振動面內(nèi)搖擺剪式振動面外搖擺扭曲振動Sass面內(nèi)面外 躍遷時能級變化的大小為：躍遷時能級變化的大小為： 。 能級變化大的出峰在高頻區(qū)，即波數(shù)值大；能級變化小能級變化大的出峰在高頻區(qū)，即波數(shù)值大；能級變化小的出峰在低頻區(qū)，即波數(shù)值小。的出峰在低頻區(qū)，即波數(shù)值小。ass

19、 譜帶的譜帶的位置位置(波數(shù)波數(shù))由由能級變化能級變化的大小確定。的大小確定。 譜帶的譜帶的位置位置(波數(shù)波數(shù))也就是振動時吸收紅外線的波數(shù)。也就是振動時吸收紅外線的波數(shù)。譜帶的譜帶的強度強度主要由兩個因素決定：主要由兩個因素決定： 一是一是躍遷的幾率躍遷的幾率，躍遷的幾率大，吸收峰也就強。，躍遷的幾率大，吸收峰也就強。 二是振動中二是振動中偶極矩變化的程度偶極矩變化的程度。瞬間偶極矩變化越大，。瞬間偶極矩變化越大，吸收峰越強。吸收峰越強。 躍遷的幾率與振動方式有關(guān)躍遷的幾率與振動方式有關(guān): 基頻基頻(V0V1)躍遷幾率大，所以吸收較強；躍遷幾率大，所以吸收較強； 倍頻倍頻(V0V2)雖然偶極

20、矩變化大，但躍率幾率很低，使雖然偶極矩變化大，但躍率幾率很低，使峰強反而很弱。峰強反而很弱。偶極矩變化的大小與以下四個因素有關(guān)：偶極矩變化的大小與以下四個因素有關(guān)： （1）化學鍵兩端化學鍵兩端原子的原子的電負性差電負性差越大，引起的紅外吸收越大，引起的紅外吸收 越強。越強。 故吸收峰強度為故吸收峰強度為OHC-HC-C。 (2）振動方式振動方式。相同基團的振動方式不同，分子的電。相同基團的振動方式不同，分子的電 荷分布也不同，偶極矩變化也不同。荷分布也不同，偶極矩變化也不同。 反對稱伸縮振動比對稱伸縮振動的吸收強度大；反對稱伸縮振動比對稱伸縮振動的吸收強度大； 伸縮振動的吸收強度比變形振動的吸

21、收強度大。伸縮振動的吸收強度比變形振動的吸收強度大。（4）其他因素）其他因素: (a)氫鍵氫鍵的形成使有關(guān)的吸收峰變寬變強。的形成使有關(guān)的吸收峰變寬變強。 （3）分子的）分子的對稱性對稱性。 結(jié)構(gòu)為中心對稱的分子，若其振動也中心對稱，則此振結(jié)構(gòu)為中心對稱的分子，若其振動也中心對稱，則此振動的偶極矩變化為零。如動的偶極矩變化為零。如CO2的對稱伸縮振動沒有紅外活的對稱伸縮振動沒有紅外活性。性。 對稱性差的振動偶極矩變化大，吸收峰強。對稱性差的振動偶極矩變化大，吸收峰強。 (b)與極性基團與極性基團共軛共軛使吸收峰增強。如使吸收峰增強。如C=C、CC等基團等基團的伸縮振動吸收很弱。但是，如果它們與

22、的伸縮振動吸收很弱。但是，如果它們與C=O或或CN共軛，共軛，吸收強度會大大增強。吸收強度會大大增強。 (c)費米共振費米共振: 紅外吸收有基頻和倍頻，還有組合頻。紅外吸收有基頻和倍頻，還有組合頻。 組合頻為基頻及倍頻的和或差。組合頻為基頻及倍頻的和或差。 即即1+2、21+2、1-2等。等。 費米共振：當一個振動的倍頻或組合頻與某一個強的費米共振：當一個振動的倍頻或組合頻與某一個強的基頻基頻有接近的頻率時，這兩個振動相互作用發(fā)生偶合，弱有接近的頻率時，這兩個振動相互作用發(fā)生偶合，弱的倍頻或組合頻被強化，振動偶合后出現(xiàn)兩個譜帶。的倍頻或組合頻被強化，振動偶合后出現(xiàn)兩個譜帶。 兩譜帶中均含有基頻

23、和倍頻的成份，倍頻和組合頻明顯兩譜帶中均含有基頻和倍頻的成份，倍頻和組合頻明顯被加強，這種現(xiàn)象叫費米共振。被加強，這種現(xiàn)象叫費米共振。紅外光譜的峰強可以用摩爾吸收系數(shù)紅外光譜的峰強可以用摩爾吸收系數(shù) 表示表示: = Lg （4） 式中：式中： 為摩爾吸收系數(shù)；為摩爾吸收系數(shù)； C為樣品濃度，為樣品濃度，mol/L； L為吸收池厚度，為吸收池厚度，cm； T0為入射光強度；為入射光強度；T為出射光強度。為出射光強度。1CLTT0 當當l00時，峰很強，用時，峰很強，用Vs表示。表示。 在在20100，為強峰，用，為強峰，用S表示。表示。 在在l020，為中強峰，用，為中強峰，用m表示。表示。 在

24、在ll0，為弱峰，用，為弱峰，用w表示。表示。 另外，用另外，用b表示寬峰，用表示寬峰，用Sh表示大峰邊的小肩峰。表示大峰邊的小肩峰。4.3紅外分光光度計紅外分光光度計 按分光器將紅外分光光度計分為四代：按分光器將紅外分光光度計分為四代： 以人工以人工晶體棱鏡晶體棱鏡作為色散元件的第一代作為色散元件的第一代; 以以光柵光柵作為分光元件的第二代作為分光元件的第二代; 以以干涉儀干涉儀為分光器的傅里葉變換紅外光度計是第為分光器的傅里葉變換紅外光度計是第3代代; 用用可調(diào)激光光源可調(diào)激光光源的第的第4代儀器。代儀器。 4.3.1雙光束紅外分光光度計的工作原理雙光束紅外分光光度計的工作原理:(1）光源

25、：）光源： 光源的作用是產(chǎn)生高強度、連續(xù)的紅外光。光源的作用是產(chǎn)生高強度、連續(xù)的紅外光。 （a）硅碳棒。由硅碳砂加壓成型并經(jīng)鍛燒做成。工作溫）硅碳棒。由硅碳砂加壓成型并經(jīng)鍛燒做成。工作溫度度13001500，工作壽命，工作壽命1000小時。硅碳棒不需要預熱，小時。硅碳棒不需要預熱，壽命也較長。價格便宜。壽命也較長。價格便宜。 4.3.2 紅外分光光度計的主要部件紅外分光光度計的主要部件:（b）能斯特燈。由稀土金屬氧化物加壓成型后在高溫下）能斯特燈。由稀土金屬氧化物加壓成型后在高溫下燒結(jié)而成。要點亮這種燈要預熱到燒結(jié)而成。要點亮這種燈要預熱到700以上。能斯特燈以上。能斯特燈壽命長、穩(wěn)定性好，但

26、價格較貴，操作不如硅碳棒方便。壽命長、穩(wěn)定性好，但價格較貴，操作不如硅碳棒方便。（c）色散元件。色散元件是變復式光為單色光的部件。）色散元件。色散元件是變復式光為單色光的部件。 第一代紅外分光光度計的色散元件是棱鏡，棱鏡是用透第一代紅外分光光度計的色散元件是棱鏡，棱鏡是用透紅外光的紅外光的 KBr、NaF、CaF2，和，和LiF等鹽的單晶制成。等鹽的單晶制成。 第二代紅外光譜儀的色散元件是衍射光柵。第二代紅外光譜儀的色散元件是衍射光柵。 第三代紅外分光光度計的色散元件是邁克遜干涉儀，不第三代紅外分光光度計的色散元件是邁克遜干涉儀，不用狹縫。用狹縫。（2）分光系統(tǒng)）分光系統(tǒng) 分光系統(tǒng)包括入射狹縫

27、到出射狹縫這一部分。主要由分光系統(tǒng)包括入射狹縫到出射狹縫這一部分。主要由反射鏡、狹縫和分光器組成。作用是將復式光分解成單反射鏡、狹縫和分光器組成。作用是將復式光分解成單色光。分光系統(tǒng)也叫色光。分光系統(tǒng)也叫單色器單色器。 (a)狹縫。狹縫。 （b）反射鏡。）反射鏡。(3）檢測器）檢測器 檢測器是測量紅外光強度的大小并將其變?yōu)殡娪嵦柕臋z測器是測量紅外光強度的大小并將其變?yōu)殡娪嵦柕难b置。主要有真空熱電偶、高萊池和熱電量熱計三種。裝置。主要有真空熱電偶、高萊池和熱電量熱計三種。4.3.3 傅里葉變換紅外分光光度計傅里葉變換紅外分光光度計光源分束器樣品檢測器M1M2M3M4邁克遜干涉儀邁克遜干涉儀 FT

28、IR不用狹縫，消除了狹縫對光譜能量的限制，使光不用狹縫，消除了狹縫對光譜能量的限制，使光能的利用率大大提高。能的利用率大大提高。傅里葉變換紅外分光光度計還具有以下特點傅里葉變換紅外分光光度計還具有以下特點: (1）分辨率高，可達）分辨率高，可達0.lcm-1，波數(shù)準確度高達，波數(shù)準確度高達0.0lcm-1。 (3)極高的靈敏度。可在短時間內(nèi)進行多次掃描，使樣品極高的靈敏度?？稍诙虝r間內(nèi)進行多次掃描，使樣品信號累加、貯存。噪音可以平滑掉，提高了靈敏度?？梢孕盘柪奂印①A存。噪音可以平滑掉，提高了靈敏度?？梢杂糜诤哿糠治?。樣品量可以少到用于痕量分析。樣品量可以少到10-910-11g?？梢耘c?？梢耘c

29、GC連連用，用，GC-FTIR。(2）掃描時間短，在幾十分之一秒內(nèi)可掃描一次?？捎糜冢呙钑r間短，在幾十分之一秒內(nèi)可掃描一次?？捎糜诳焖倩瘜W反應的追蹤、研究瞬間的變化、解決氣相色譜和快速化學反應的追蹤、研究瞬間的變化、解決氣相色譜和紅外的聯(lián)用問題。紅外的聯(lián)用問題。4.3.4 氣相色譜氣相色譜- 傅里葉變換紅外分光光度計（傅里葉變換紅外分光光度計（GC-FTIR）聯(lián)用聯(lián)用 可用于混合物的定性和結(jié)構(gòu)分析可用于混合物的定性和結(jié)構(gòu)分析。（4）測量范圍寬?？梢匝芯浚y量范圍寬?？梢匝芯?0000l0cm-1范圍的紅外光范圍的紅外光譜。譜。（5）價格貴，操作較復雜，環(huán)境要求高。）價格貴，操作較復雜，環(huán)境要

30、求高。4.3.5 紅外顯微鏡紅外顯微鏡使用紅外顯微鏡作分析有不少優(yōu)點：使用紅外顯微鏡作分析有不少優(yōu)點： （1）測量靈敏度高。一般檢測限量為）測量靈敏度高。一般檢測限量為10-9g(ng)有時能達有時能達到到pg級，級， 測試的微小區(qū)域面積為測試的微小區(qū)域面積為10m10m。 （2）可用于樣品的微區(qū)分析。）可用于樣品的微區(qū)分析。 （3）多數(shù)情況下不需要制樣。）多數(shù)情況下不需要制樣。 （4）使用紅外顯微鏡作分析是無損檢測。）使用紅外顯微鏡作分析是無損檢測。4.4 試樣的調(diào)制試樣的調(diào)制4.4.1 制樣時要注意的問題制樣時要注意的問題 （1）首先要了解樣品純度。一般要求樣品純。對含水份）首先要了解樣品

31、純度。一般要求樣品純。對含水份和溶劑的樣品要作干燥處理。和溶劑的樣品要作干燥處理。 （2）根據(jù)樣品的物態(tài)和理化性質(zhì)選擇制樣方法。如果樣）根據(jù)樣品的物態(tài)和理化性質(zhì)選擇制樣方法。如果樣品不穩(wěn)定，則應避免使用壓片法。品不穩(wěn)定，則應避免使用壓片法。（3）制樣過程要注意避免空氣中水份、）制樣過程要注意避免空氣中水份、CO2等污染物混等污染物混入樣品。入樣品。 適用于可以研細的固體樣品。適用于可以研細的固體樣品。 但對不穩(wěn)定的化合物，如發(fā)生分解、異構(gòu)化、升華等變但對不穩(wěn)定的化合物，如發(fā)生分解、異構(gòu)化、升華等變化的化合物則不宜使用壓片法。化的化合物則不宜使用壓片法。 壓片法測試后的樣品可以壓片法測試后的樣品

32、可以回收回收。 由于由于KBr易吸收水份，所以制樣過程要盡量避免水份的易吸收水份，所以制樣過程要盡量避免水份的影響。影響。 （2）糊狀法糊狀法：選用出峰少且不干擾樣品吸收譜帶的液體：選用出峰少且不干擾樣品吸收譜帶的液體混合研磨成糊狀，通常選用的有石蠟油、六氯丁二烯及氟混合研磨成糊狀，通常選用的有石蠟油、六氯丁二烯及氟化煤油。研磨后的糊狀物夾在兩個窗片之作測試?；河汀Ｑ心ズ蟮暮隣钗飱A在兩個窗片之作測試。4.4.2 固體樣品的制樣方法固體樣品的制樣方法:（1）壓片法壓片法：?。喝?3mg試樣，加試樣，加100300mg處理過的處理過的KBr研細，使粒度小于研細，使粒度小于25 m，形成一個薄片，

33、外觀上透明。，形成一個薄片，外觀上透明。 （3）溶液法溶液法：將固體樣品溶解在溶劑中，注入液體池測：將固體樣品溶解在溶劑中，注入液體池測定。定。 在溶劑吸收特別強的區(qū)域光能幾乎被溶劑全部吸收，形在溶劑吸收特別強的區(qū)域光能幾乎被溶劑全部吸收，形成了所謂的成了所謂的“死區(qū)死區(qū)”，譜線在此區(qū)域為平坦的曲線。，譜線在此區(qū)域為平坦的曲線。 幾種常用溶劑的強吸收峰位置如下：幾種常用溶劑的強吸收峰位置如下： 氯仿：氯仿：30102990,12401200,815650cm-1 二硫化碳：二硫化碳：22202120,16301420cm-1 四氯化碳：四氯化碳：820725cm-1（4）薄膜法薄膜法： 一些高

34、分子膜常?？梢灾苯佑脕頊y試，而更多的情況一些高分子膜常?？梢灾苯佑脕頊y試，而更多的情況是要將樣品制成膜是要將樣品制成膜 。（6）漫反射法漫反射法：固體樣品表面分析用：固體樣品表面分析用,可做粉末狀樣品?？勺龇勰顦悠?。（5）全反射光譜測定法全反射光譜測定法(A、T、R) 一些不溶、不熔且難粉碎的片狀試樣及不透明表面的涂一些不溶、不熔且難粉碎的片狀試樣及不透明表面的涂層可以采用此法測定。層可以采用此法測定。全 反 射 晶 體樣 品樣 品入 射 光出 射 光4.4.3 液體樣品的制樣法液體樣品的制樣法（1）溶液法：）溶液法： （2）液膜法：在兩個窗片之間，滴上）液膜法：在兩個窗片之間，滴上12滴液

35、體試樣，形滴液體試樣，形成一層薄的液膜用于測定。此方法只適用于高沸點液體化成一層薄的液膜用于測定。此方法只適用于高沸點液體化合物。合物。4.4.4氣體樣品：氣體樣品： 氣體樣品一般使用氣體池進行測定。氣體樣品一般使用氣體池進行測定。4.5 有機化合物基團的特征吸收有機化合物基團的特征吸收 化合物紅外光譜是化合物紅外光譜是各種基團各種基團紅外吸收的紅外吸收的疊加疊加 。 各種基團在紅外光譜的各種基團在紅外光譜的特定區(qū)域特定區(qū)域會出現(xiàn)對應的吸收帶，會出現(xiàn)對應的吸收帶，其位置其位置大致固定大致固定。 受化學結(jié)構(gòu)和外部條件的影響，吸收帶會發(fā)生受化學結(jié)構(gòu)和外部條件的影響，吸收帶會發(fā)生位移位移，但，但綜合

36、吸收綜合吸收峰位置峰位置、譜帶強度、譜帶形狀及相關(guān)峰的譜帶強度、譜帶形狀及相關(guān)峰的存在，存在，可以從譜帶信息中反映出各種基團的存在與否。可以從譜帶信息中反映出各種基團的存在與否。 中紅外區(qū)中紅外區(qū)(4000400cm-1)分成兩部分分成兩部分: 官能團區(qū)官能團區(qū)(37001333cm-1); 指紋區(qū)指紋區(qū)(1333650cm-1)。 官能團的特征吸收大多出現(xiàn)在官能團區(qū)。官能團的特征吸收大多出現(xiàn)在官能團區(qū)。 而有關(guān)的分子精細結(jié)構(gòu)特征，如取代類型、幾何異而有關(guān)的分子精細結(jié)構(gòu)特征，如取代類型、幾何異構(gòu)、同分異構(gòu)在指紋區(qū)可以觀察到。構(gòu)、同分異構(gòu)在指紋區(qū)可以觀察到。4.5.1 烷烴烷烴 (a)CH的伸縮

37、振動：基本在的伸縮振動：基本在29752845cm-1之間，包括甲之間，包括甲基、亞甲基和次甲基的對稱及不對稱伸縮振動?；?、亞甲基和次甲基的對稱及不對稱伸縮振動。 (b)CH的變形振動：在的變形振動：在1460附近、附近、1380附近及附近及 720810cm-1會出現(xiàn)有關(guān)吸收。會出現(xiàn)有關(guān)吸收。 (c)C-C環(huán)的骨架振動環(huán)的骨架振動,在在7201250cm-1。(1)甲基甲基(CH3): (a)甲基主要具有下列吸收甲基主要具有下列吸收 2960士士15cm-1 (s), 2870士士l0cm-1 (sm) 1465士士l0cm-1 (m), 1380cm-1左右左右 CHasCHsCHasCH

38、s(b)當當CH3連接于不同基團上后，其吸收帶發(fā)生位移，強度連接于不同基團上后，其吸收帶發(fā)生位移，強度也會有變化。也會有變化。（c）CH3的的 隨著結(jié)構(gòu)變化也有變化。隨著結(jié)構(gòu)變化也有變化。 (d)當甲基與雜原子相連時，當甲基與雜原子相連時， 的吸收位置為：的吸收位置為：P-CH3 1300cm-1，Si-CH3 1255cm-1， S-CH3 1312cm-1。 C(CH3)3 ： 1380cm-1左右分裂成強度不等的兩個峰左右分裂成強度不等的兩個峰: 1395cm-1(m),1365cm-1(S)。 CHsCHs CH(CH3)2 (即偕二甲基即偕二甲基) ： 1380cm-1左右左右 分裂

39、成二分裂成二個強度大體相等的吸收，一個在個強度大體相等的吸收，一個在1385cm-1附近，一個在附近，一個在1375cm-1附近。附近。CHs(2)亞甲基亞甲基(CH2)(a)亞甲基主要有如下吸收亞甲基主要有如下吸收 2925士士10cm-1 (s), 2850士士10cm-1 (s), CH 1465士士20cm-1 (b) -(CH2)n-結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)中，CH2的面內(nèi)搖擺在的面內(nèi)搖擺在720810 cm-1之間之間變化，其數(shù)值與變化，其數(shù)值與n的數(shù)值有關(guān)。的數(shù)值有關(guān)。CHasCHs（c）無）無1380的峰。的峰。(3)次甲基次甲基(CH) 次甲基在兩處有弱的吸收，并常被其他吸收所掩蓋。次甲

40、基在兩處有弱的吸收，并常被其他吸收所掩蓋。 2890士士l0 cm-1 (w), 1340cm-1 CH (w)CHs 表表4-4 （CH2）n 結(jié)構(gòu)中亞甲基面內(nèi)搖擺振動結(jié)構(gòu)中亞甲基面內(nèi)搖擺振動 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 譜帶譜帶 (cm-1) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 譜帶譜帶 (cm-1)C- CH2-CH3 770 C- CH2-C 810C-( CH2)2-CH3 750-740 C-( CH2)2-C 754C-( CH2)3-CH3 740-730 C-( CH2)3-C 740C-( CH2)4-CH3 730-725 C-( CH2)4-C 725C-(CH2)n-CH3(n 4) 722 C-(CH2)n-

41、C(n 4) 722 庚烷庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖的紅外光譜圖CH3CHCH2CHCH3CH3CH3的紅外光譜的紅外光譜4.5.2 烯烴烯烴（1）烯烴有三個特征吸）烯烴有三個特征吸 區(qū)區(qū) (a)31003000cm-1 ， =CH (b)16801620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判斷烯鍵的存在用于判斷烯鍵的存在與否。與否。 (c)l000650cm-1，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動 =CH，用于判斷烯碳上取代類型及順反異構(gòu)。用于判斷烯碳上取代類型及順反異構(gòu)。 =CH 3000cm-1，這是不飽和碳上質(zhì)子與飽和碳上質(zhì)子，這是不飽和碳上質(zhì)子與飽

42、和碳上質(zhì)子的的重要區(qū)別重要區(qū)別，飽和碳上質(zhì)子，飽和碳上質(zhì)子 CH 3000cm-1。 在在6501000cm-1區(qū)域，根據(jù)烯氫被取代的個數(shù)、取代位區(qū)域，根據(jù)烯氫被取代的個數(shù)、取代位置及順反異構(gòu)的不同，出峰個數(shù)、吸收峰波數(shù)及強度有區(qū)置及順反異構(gòu)的不同，出峰個數(shù)、吸收峰波數(shù)及強度有區(qū)別，可用于判別烯碳上的取代情況及順反異構(gòu)。別，可用于判別烯碳上的取代情況及順反異構(gòu)。（2）不同類型烯烴的特征頻率見下表）不同類型烯烴的特征頻率見下表3-5。 表表4-5 不同類型烯烴特征頻率表不同類型烯烴特征頻率表(cm-1)取代烯烴取代烯烴RCH=CH2 3095 2975 3040 1645 915 995 184

43、0 3075 3010 1640 905(s) 985 1805(w)R1R2C=CH2 3095 2975 / 1660 895 / 1800 3050 1640 885(s) 1780(w)R1R2C=CR3H 3040 1690 830 3020 1670 810(s)R1HC=CR2H 3040 1665 730（順式）（順式） 3010 1635 665(s)R1HC=CR2H（反式）（反式） 3040 1675 980 3010 1665 960(s)R1R2C=CR3R4 w或無或無asCH 2sCH 2CHC C2CHCH2=CH2(3) C=C的位置及的位置及強度強度與烯碳的

44、取代情況及分子與烯碳的取代情況及分子對稱性對稱性密切密切相關(guān)。相關(guān)。 乙烯基型的乙烯基型的 C=C出現(xiàn)在出現(xiàn)在1640cm-1附近。附近。 有對稱中心時，有對稱中心時， C=C看不到?？床坏?。 烯鍵與烯鍵與C=C、C=O、C N及芳環(huán)等共軛時，強度大大及芳環(huán)等共軛時，強度大大加強。加強。(4)環(huán)狀烯烴中，環(huán)變小時，環(huán)狀烯烴中，環(huán)變小時， C=C向低頻移動，而烯碳上向低頻移動，而烯碳上質(zhì)子的質(zhì)子的 =CH則向高頻移動。則向高頻移動。 C=C(cm-1) 1646 1611 1566 1641 =CH(cm-1) 3017 3045 3060 3076(5)環(huán)外雙鍵，環(huán)變小，張力增大，烯烴的雙鍵特

45、性增強，環(huán)外雙鍵，環(huán)變小，張力增大，烯烴的雙鍵特性增強， C=C移向高頻。移向高頻。 C=C(cm-1) 1651 1657 1678 17301-己烯的紅外光譜圖己烯的紅外光譜圖 1642 cm-1是是 C=C ，910cm-1 =CH2，993cm-1是是 =CH，1821cm-1的小峰為的小峰為910cm-1的倍頻。的倍頻。 =CH在在3080cm-1。 C=CC=C在在1666 1666 cmcm-1-1。808cmcm-1-1 = =CHCH，30333033cmcm-1-1為為 = =CHCH，小于小于30003000cmcm-1-1那一組峰為那一組峰為 CHCH。13841384

46、和和13731373cmcm-1-1是偕二甲基是偕二甲基 。14601460cmcm-1-1吸收為甲基和亞甲基的吸收為甲基和亞甲基的 。CHasCHs4.5.3 炔烴炔烴（1）炔烴有三個特征吸收帶：）炔烴有三個特征吸收帶： CH 33403260cm-1(S，尖，尖) C C 22602100cm-1(mW) 700610cm-1(S、寬、寬)面外三CH(2) CH與與 OH及及 NH有重疊，有重疊， CH 比后兩者尖。比后兩者尖。 (3) C C與與 C=C類似，類似，強度隨分子對稱性及共軛情況強度隨分子對稱性及共軛情況的不的不同而變化。分子有中心對稱時，同而變化。分子有中心對稱時， C C

47、看不到。分子與其他看不到。分子與其他基團共軛時，基團共軛時， C C 強度大大增強強度大大增強 。（4）X Y,X=Y=Z類化合物與類化合物與 C C有重疊的吸收。如：有重疊的吸收。如： C N 22602210cm-1 (s), C=C=C 19501930cm-1(s)， N=C=O 22802260cm-1(s), C=C=O 2150cm-1(s)，4.5.4 芳香烴芳香烴(1)苯環(huán)在四個區(qū)有其特征吸收：苯環(huán)在四個區(qū)有其特征吸收：31003000、20001650、16251450及及900650cm-1.(2） =CH出現(xiàn)在出現(xiàn)在31003000cm-1，常常在，常常在3030cm-

48、1附近。附近。 (3)苯環(huán)的骨架振動：在苯環(huán)的骨架振動：在16251450cm-1之間，可能有幾個之間，可能有幾個吸收，強弱及個數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸收，強弱及個數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。 其中以其中以1600cm-1和和1500cm-1兩個吸收為主。兩個吸收為主。 苯環(huán)與其他基團苯環(huán)與其他基團共軛共軛時，時，1600cm-1峰分裂為二，在峰分裂為二，在1580cm-1處又出現(xiàn)一個吸收。處又出現(xiàn)一個吸收。 1450cm-1也會有一吸收。也會有一吸收。（4）面外變形振動）面外變形振動 =CH在在900650cm-1，按其位置、吸收，按其位置、吸收峰個數(shù)及強度可以用來判斷苯環(huán)上峰個數(shù)及強度可以用來判斷苯環(huán)上取代

49、基個數(shù)及取代模式。取代基個數(shù)及取代模式。 苯環(huán)的鄰接氫有下列五種情況，一般情況是鄰接氫的苯環(huán)的鄰接氫有下列五種情況，一般情況是鄰接氫的數(shù)目越少，芳環(huán)質(zhì)子頻率越高。數(shù)目越少，芳環(huán)質(zhì)子頻率越高。 苯環(huán)上有五個鄰接氫：苯環(huán)上有五個鄰接氫：770730cm-1(VS),710690cm-1(S) 苯環(huán)上有四個鄰接氫：苯環(huán)上有四個鄰接氫：770735cm-1(VS) 苯環(huán)上有三個鄰接氫：苯環(huán)上有三個鄰接氫：810750cm-1(VS)， 苯環(huán)上有二個鄰接氫：苯環(huán)上有二個鄰接氫：860800cm-1(VS) 苯環(huán)上有孤立的氫：苯環(huán)上有孤立的氫：900860cm-1(S) （5）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動的倍頻

50、及組合頻在）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動的倍頻及組合頻在20001650cm-1。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。也可以用于確定苯環(huán)取代類型。 （6）其他）其他 除了上述按鄰接氫判斷在除了上述按鄰接氫判斷在900650cm-1的譜帶外，在這區(qū)的譜帶外，在這區(qū)域可能還會有另外的吸收出現(xiàn)。域可能還會有另外的吸收出現(xiàn)。 （a）間位二取代在）間位二取代在725680cm-1有強吸收。有強吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在三取代化合物另外在745705cm-1有強吸收。有強吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在三取代化合物另外在755675cm-1有強吸收。有強吸收。 =CH在在3018cm-

51、1，骨架振動在，骨架振動在1606、1495及及1466cm-1，四，四個鄰接氫的吸收在個鄰接氫的吸收在742cm-1。4.5.5 醇和酚醇和酚（1）醇和酚都含有羥基，有三個特征吸收帶：）醇和酚都含有羥基，有三個特征吸收帶： OH, OH和和 C-O。 （2）羥基的伸縮振動）羥基的伸縮振動 OH在在36703230cm-1(S)。 游離的羥基游離的羥基 OH尖尖,且大于且大于3600cm-1； 締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬，小于締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬，小于3600cm-1。 締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。 水和水和NH在此有吸收。在此有吸收。 （

52、3） 在在14201260cm-1。 C-O在在12501000cm-1。 吸收位置與伯、仲、叔醇和酚的類別有關(guān)。吸收位置與伯、仲、叔醇和酚的類別有關(guān)。 OH面內(nèi) 表表3-6 醇酚的醇酚的 OH和和 C-O吸收帶吸收帶 化合物化合物 C-O 伯醇伯醇 13501260 10701000 仲醇仲醇 13501260 11201030 叔醇叔醇 14101310 11701100 酚酚 14101310 12301140OH面內(nèi) 1-辛醇的紅外光譜圖 OH在在3338cm-1 , C-O在在1059cm-1, 苯酚的紅外光譜圖苯酚的紅外光譜圖 OH在在3229cm-1，是一寬峰；，是一寬峰； OH

53、在在1372cm-1， C-O在在1234cm-1 4.5.6 醚醚（1）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動 和和 。 C O CasC O Cs (a)脂肪族醚脂肪族醚(R-O-R)： 脂肪族醚中脂肪族醚中 弱。弱。 在在 11501050cm-1(S)C O CasC O Cs (b)芳香族醚和乙烯基醚：芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和和R-C=C-O-R 13101020cm-1為為 的強吸收，的強吸收，10751020cm-1處為處為 強度較弱。強度較弱。 C O CasC O Cs（2）一般情況下，只用）一般情況下，只用IR來判別醚

54、是困難的。因其他一來判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會在些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會在11001250cm-1范圍有強的范圍有強的 C-O吸收。吸收。(c) 環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物 環(huán)氧化合物有三個特征吸收帶，即所謂的環(huán)氧化合物有三個特征吸收帶，即所謂的8 峰、峰、11 峰、峰、12 峰。峰。 8 峰峰 12801240cm-1(Sm) 11 峰峰 950810cm-1(Sm) 12 峰峰 840750cm-1（Sm)4.5.7 酮酮 基本上在基本上在19001650cm-1范圍內(nèi)，常常是第一強峰。范圍內(nèi)，常常是第一強峰。 C=O對化學環(huán)境比較敏感。對化學環(huán)境比較敏

55、感。（1）酮的特征吸收為）酮的特征吸收為 C=O，常是第一強峰。飽和脂肪酮，常是第一強峰。飽和脂肪酮的的 C=O在在17251705cm-1。 （2） -C上有吸電子基團將使上有吸電子基團將使 C=O升高。升高。 R-CO-R， (R,R，為烷基為烷基) C=O 17251705cm-1 R-CHCl-CO-R， C=O 17451725cm-1 R-CHCl-CO-CHCl-R， C=O 17651745cm-1(3)羰基與苯環(huán)、烯鍵或炔鍵共軛后，使羰基的雙鍵性減羰基與苯環(huán)、烯鍵或炔鍵共軛后，使羰基的雙鍵性減小小,力常數(shù)減小，使力常數(shù)減小，使 C=O移向低波數(shù)移向低波數(shù) 。R-CO-CH=C

56、H-R， C=O16951665cm-1 Ph-CO-R， C=O 16801665cm-1(4)環(huán)酮中環(huán)酮中 C=O隨張力的增大波數(shù)增大。隨張力的增大波數(shù)增大。 環(huán)己酮中環(huán)己酮中 C=O1718cm-1； 環(huán)戊酮中環(huán)戊酮中 C=O1751cm-1； 環(huán)丁酮中環(huán)丁酮中 C=O1775cm-1。（5)二酮的二酮的 C=O吸收吸收 -二酮二酮R-CO-CO-R，在，在17301710cm-1有一強吸收。有一強吸收。 -二酮二酮R-CO-CH2CO-R，有酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。，有酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。RCOOOHCH2CRRCCHCRO 酮式酮式 稀醇式稀醇式在在17301690cm-1有兩個

57、強有兩個強 C=O吸收吸收烯醇式在烯醇式在16401540cm-1有一有一個寬而很強的個寬而很強的 C=O吸收。吸收。 3-戊酮的紅外光譜圖戊酮的紅外光譜圖 苯乙酮的紅外光譜圖苯乙酮的紅外光譜圖在苯乙酮中羰基因為與苯環(huán)共軛，所以在苯乙酮中羰基因為與苯環(huán)共軛，所以 C=O在在1680cm-1。 4.5.8 醛醛(R-CHO)（1）醛有）醛有 C=O和醛基質(zhì)子的和醛基質(zhì)子的 CH兩個特征吸收帶。兩個特征吸收帶。 (2)醛的醛的 C=O高于酮。高于酮。 飽和脂肪醛飽和脂肪醛(R-CHO) C=O ： 17401715cm-1 -不飽和脂肪醛不飽和脂肪醛 C=O ： l7051685cm-1 芳香醛芳

58、香醛 C=O ： 17101695cm-1（3）醛基質(zhì)子的伸縮振動）醛基質(zhì)子的伸縮振動 醛基的醛基的 CH在在28802650cm-1出現(xiàn)兩個強度相近的中強吸出現(xiàn)兩個強度相近的中強吸收峰收峰，一般這兩個峰在，一般這兩個峰在2820cm-1和和27402720cm-1出現(xiàn)，出現(xiàn)，后者較尖。后者較尖。 這兩個吸收是由于醛基質(zhì)子的這兩個吸收是由于醛基質(zhì)子的 CH與與 CH的倍頻的費米的倍頻的費米共振產(chǎn)生。共振產(chǎn)生。 苯甲醛的紅外光譜圖苯甲醛的紅外光譜圖2820、2738cm-1為醛基的為醛基的C-H伸縮振動，伸縮振動，1703cm-1是是 C=O4.5.9 羧酸羧酸(RCOOH) 羧酸在液體和固體狀

59、態(tài)，一般以羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以二聚二聚體形式存在：體形式存在： 羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。 R-COHOOHOC-R（1）羧酸）羧酸 C=O高于酮的高于酮的 C=O。 這是這是OH的作用結(jié)果。的作用結(jié)果。 單體脂肪酸單體脂肪酸 C=O 1760cm-1； 單體芳香酸單體芳香酸 C=O 1745cm-1 二聚脂肪酸二聚脂肪酸 C=O 17251700cm-1； 二聚芳香酸二聚芳香酸 C=O 17051685cm-1(2) OH 二聚體二聚體 OH在在32002500cm-1一個較大的范圍內(nèi)，以一個較大的范圍內(nèi)，以 3000cm

60、-1為中心有一個寬而散的峰。為中心有一個寬而散的峰。 此吸收在此吸收在27002500cm-1常有幾個小峰。常有幾個小峰。（3）CH2的面外搖擺吸收：的面外搖擺吸收： 晶態(tài)的長鏈羧酸及其鹽在晶態(tài)的長鏈羧酸及其鹽在13501180cm-1出現(xiàn)峰間距相出現(xiàn)峰間距相等的特征吸收峰組，峰的個數(shù)與亞甲基個數(shù)有關(guān)。等的特征吸收峰組，峰的個數(shù)與亞甲基個數(shù)有關(guān)。 當鏈中不含不飽和鍵時，若含有當鏈中不含不飽和鍵時，若含有n個亞甲基，個亞甲基， n l0時時,n若為偶數(shù)，譜帶數(shù)為若為偶數(shù)，譜帶數(shù)為n/2個；若個；若n為奇數(shù)，譜帶數(shù)為（為奇數(shù)，譜帶數(shù)為（n+1）/2個。個。（4）在）在955915cm-1有一特征性