儀器分析：紅外吸收光譜分析課件

紅外吸收光譜分析法InfraredAbsorptionSpectroscopy，IR

紅外吸收光譜分析法InfraredAbsorption*紅外吸收光譜，分子振動能級躍遷產(chǎn)生（同時伴隨轉動能級躍遷）又稱為分子振動轉動光譜。

§10-1紅外吸收光譜概述

*紅外吸收光譜，分子振動能級躍遷產(chǎn)生（同時伴隨轉動能*習慣上將紅外吸收光譜按波長分為遠、中、近紅外三個區(qū)紅外光譜一般用的是中紅外區(qū)

中紅外區(qū)：波長

λ（m）

2.5~25m

波數(shù)

σ(cm-1)

4000~400cm-1σ（cm-1）＝1/λ（cm）=104/λ（

m）*習慣上將紅外吸收光譜按波長分為遠、中、近紅外三*紅外光譜的表示方法：紅外光譜以T~或T~σ來表示，下圖為苯酚的紅外光譜。T(%)σ/cm-1λ/m*紅外光譜的表示方法：T(%)σ/cm-1λ/m*紫外可見吸收光譜Aλ*紫外可見吸收光譜Aλ*紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜起源電子能級躍遷振動能級躍遷，伴隨轉動能級躍遷又稱為電子光譜分子振動轉動光譜研究范圍不飽和有機化合物共軛雙鍵、芳香族幾乎所有有機化合物（除He、Ne、O2、H2等）譜圖表示方法A-T~或T~

σ*紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜起源電子能級躍遷振動能級躍*§10-2紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件

物質(zhì)分子吸收輻射滿足兩個條件：

(1)輻射具有的能量與產(chǎn)生振動躍遷所需的能量相等——輻射頻率和振動頻率相等(2)輻射與物質(zhì)間有偶合作用（相互作用）——偶極矩的變化）。*§10-2紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件

物質(zhì)分子吸收輻*紅外活性振動有偶極矩變化，有紅外活性。如：H2O，HCl,CO2非紅外活性振動沒有偶極矩變化，無紅外活性。如：N2、O2、Cl2

等。偶極矩*紅外活性振動有偶極矩變化，有紅外活性。如：H*§10-3雙原子分子的振動類似于彈簧連接的兩個小球的簡諧振動將兩原子看成是質(zhì)量為m1與m2的兩個小球，把連接它們的化學鍵質(zhì)量忽略，看作為彈簧，原子在平衡位置作伸縮振動，近似看成簡諧振動。伸伸縮m1m2

分子中的原子以平衡點為中心，以非常小的振幅作周期性振動*§10-3雙原子分子的振動類似于彈簧連接的*

C光速

k化學鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關，為雙原子的折合質(zhì)量

=m1m2/（m1+m2），單位：g

分子振動的頻率根據(jù)虎克定律計算分子振動方程*分子振動的頻率根據(jù)虎克定律計算分子振動方程*根據(jù)小球質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的關系分子振動方程例：計算C=O鍵伸縮振動產(chǎn)生的基頻吸收峰的波數(shù)，已知k=12.1Ncm-1解：*根據(jù)小球質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的關系分子振動方程例：計算C=O*鍵類型—CC——C=C——C

－

H—力常數(shù)(Ncm-1)12188125波數(shù)（cm-1）206216832920

化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數(shù)K越大），折合相對原子質(zhì)量越小，化學鍵的振動頻率越大。

利用實驗得到的鍵力常數(shù)，可以估算各種類型的基頻峰的波數(shù)*鍵類型—CC——*§10-4多原子分子的振動

1、分子振動的基本形式P295伸縮振動：σ表示原子沿著化學鍵的方向來回振動，化學鍵鍵長改變，鍵角不變。彎曲振動（變形振動）涉及鍵角改變，鍵長不變。每種振動形式有特定的振動頻率，即有相應的紅外吸收峰*§10-4多原子分子的振動

1、分子振動的基本形式*2、基本振動的理論數(shù)（P294）線性分子：3n-5

例CO24個非線性分子：3n-6

例H2O3個理論振動個數(shù)（振動自由度）——反應出峰的可能個數(shù)*2、基本振動的理論數(shù)（P294）線性分子：3n-5*例1

CO2分子（有一種振動無紅外活性）例2水分子（非對稱分子）*例1CO2分子例2水分子*§10-5紅外光譜吸收強度

問題：C=O強；C=C弱；為什么？偶極矩變化——結構對稱性；對稱性差偶極矩變化大吸收峰強度大紅外吸收光譜用符號表示：s(強)；m(中)；w(弱)*§10-5紅外光譜吸收強度

問題：C=O強；C=C*§10-6紅外吸收光譜的特征性

一定官能團對應一定的特征吸收頻率，不同的分子中同一類型基團的振動頻率非常接近，把這種振動頻率稱為基團頻率例：—CH3

吸收峰30002800

cm-1；

—C=O吸收峰18501600cm-1；

*§10-6紅外吸收光譜的特征性

一定官能團*基團所處化學環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：

—CH2—CO—CH2—1715cm-1

酮

—CH2—CO—O—1735cm-1

酯

—CH2—CO—NH—1680cm-1

酰胺根據(jù)各種基團的基團頻率來鑒定化合物中存在的基團以及分子中的相對位置*基團所處化學環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化*紅外吸收光譜為了便于解析劃分為兩個區(qū)域4000~1350cm-1

：是由伸縮振動產(chǎn)生，吸收峰較稀疏，鑒定官能團存在的主要區(qū)域——基團頻率區(qū)、官能團區(qū)1350~400cm-1

：吸收光譜較復雜，除單鍵的伸縮振動外，還有變形振動。能反映分子結構的細微變化——指紋區(qū)*紅外吸收光譜為了便于解析劃分為兩個區(qū)域*一、基團頻率區(qū)1．40002500cm-1X—H伸縮振動區(qū)（X=O、N、C、S）2．25002000cm-1叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)3．20001500

cm-1

雙鍵伸縮振動區(qū)基團頻率區(qū)又分為三個區(qū)：*一、基團頻率區(qū)1．40002500cm-1*1．X—H伸縮振動區(qū)（40002500cm-1）（1）—O—H36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r，峰形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。注意區(qū)分—NH伸縮振動：35003100cm-1

*1．X—H伸縮振動區(qū)（40002500cm-*（3）不飽和碳原子上的=C—H（C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H30403010

cm-1

C—H3300

cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH3

2960

cm-1反對稱伸縮振動2870

cm-1對稱伸縮振動—CH2—2930

cm-1反對稱伸縮振動2850

cm-1對稱伸縮振動—C—H2890cm-1弱吸收3000cm-1以下*（3）不飽和碳原子上的=C—H（C—H）（2）飽和碳*2.叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)（25002000cm-1

）在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少；（1）RCCH（21402100cm-1）

RCCR’（22602190cm-1）

R=R’時，無紅外活性（2）RCN非共軛22602240cm-1共軛22302220cm-1

僅含C、H、N時：峰較強、尖銳；*2.叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)（25002000cm-*3．雙鍵伸縮振動區(qū)（20001500

cm-1

）（1）C=O18501600cm-1碳氧雙鍵特征峰，強度大，峰尖銳。（2）RC=CR’16801620cm-1強度弱，

R=R’（對稱）時，無紅外活性。（3）單核芳烴的C=C鍵伸縮振動（16201450cm-1）（4）苯的衍生物20001600*3．雙鍵伸縮振動區(qū)（20001500cm-1*二、指紋區(qū)(1500～400cm-1

)

1460±10cm-1,—CH3,—CH2

的C-H彎曲振動

1375cm-1,—CH3的C-H彎曲振動1300~1000cm-1,C-O的伸縮振動；

720cm-1，鏈中至少5個連續(xù)亞甲基；

990，910cm-1

—CH

=CH2

990~970cm-1烯烴反式構型=C—H

690cm-1

烯烴順式構型=C—H*二、指紋區(qū)(1500～400cm-1)*****

1．內(nèi)部因素（1）電效應a．誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動（）§10-7影響基團頻率位移的因素

化學鍵的振動頻率不僅與其性質(zhì)有關，還受分子的內(nèi)部結構和外部因素影響。相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。R-CORC=O1715cm-1;R-COClC=O1800cm-1;F-COFC=O1928cm-1;*1．內(nèi)部因素§10-7影響基團頻率位移的因素化學鍵*ｂ．共軛效應

cm-1cm-1cm-1cm-1共軛效應使共軛體系中電子云密度平均化，使原來的雙鍵強度減弱，鍵力常數(shù)減小，雙鍵的基團頻率向低波數(shù)方向移動*ｂ．共軛效應

cm-1cm-1cm-1cm*2.氫鍵效應使電子云密度平均化，力常數(shù)降低，使伸縮振動頻率向低波數(shù)方向移動（選用非極性溶劑，防止氫鍵的形成）．

cm-1

cm-1

cm-1

cm-1*2.氫鍵效應使電子云密度平均化，力常數(shù)降低，使伸縮振*1、已知物的鑒定

試樣譜圖與標準譜圖對照，如果吸收峰的位置形狀相同，峰的相對強度一樣，樣品是該種標準物.§10-8紅外光譜定性分析最常見的標準圖譜有三種1.薩特勒（Sadtler）標準紅外光譜集美國薩特勒實驗室編輯出版的。收集的圖譜最多，13萬張。最常用。2.Aldrich紅外圖譜庫3.SigmaFourier紅外光譜圖庫*1、已知物的鑒定

試樣譜圖與標準譜圖對照，如果*2、未知物的結構鑒定（1）先元素分析及相對分子質(zhì)量的測定確定分子式（2）計算不飽和度，估計雙鍵、三鍵、環(huán)（3）由紅外譜圖確定官能團；（4）推測可能的結構，并用標準譜圖對照*2、未知物的結構鑒定*3、不飽和度

定義：不飽和度是指分子結構中達到飽和所缺一價元素的“對”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為1。

（1）C=C、C=O、:U=1；（2）CC、CN、兩個雙鍵、一個雙鍵一個環(huán)、兩個環(huán):U=2；（3）苯環(huán):U=4通常規(guī)定*3、不飽和度定義：不飽和度是指分子結構*由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，可驗證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2

U=1+9+1/2(-8)=6計算：若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則可按下式進行不飽和度的計算：

U=1+n4+1/2(n3–n1

）

n4，n3，n1

分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。*由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，*4、紅外譜圖解析P312原則：先特征后指紋

先強峰后弱峰先粗查后細找

*4、紅外譜圖解析P312原則：*（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型（2）分析3300~2800cm1區(qū)域C-H伸縮振動吸收(3)若在稍高于3000cm1有吸收,則應在2250~1450cm1頻區(qū)分析不飽和鍵的伸縮振動吸收特征峰以3000cm1為界:高于3000cm1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收可能為烯,炔,芳香化合物

低于3000cm1一般為飽和C-H伸縮振動吸收*（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型以3000cm1*炔2200~2100cm1烯1680~1640cm1芳環(huán)1600,1580,1500,1450cm1烯或芳香化合物則應解析指紋區(qū)烯烴：C-H面外彎曲振動在1000~650cm1頻區(qū)，可用于判斷雙鍵取代類型。一取代雙鍵（RCH=CH2）995-985cm-1915-905cm-1倍頻1860-1790cm-1*炔2200~2100cm1*二取代（RR/C=CH2）895-885cm-1

倍頻1860-1750cm-1反式二取代（-CH=CH-）980-960cm-1順式二取代（-CH=CH-）730-665cm-1三取代（RR/C=CHR//）850-790cm-1苯環(huán)上C-H的面外彎曲振動在900-650cm-1*二取代（RR/C=CH2）895-885cm-1***(4)碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團,

如C=O,O-H,C-N等特征吸收來判定化合物的官能團(5)解析時應注意把描述各官能團的相關峰聯(lián)系起來，以準確判定官能團的存在如2820，2720和1750~1700cm1的三個峰說明醛基的存在**注意：（1）在解析特征吸收峰時，要注意其它基團吸收峰的干擾（3350和1640cm-1處出現(xiàn)的吸收峰可能為樣品中水的吸收）（2）圖中的吸收峰往往不可能全部解析，特別是指紋區(qū)（3）掌握主要基團的特征吸收

3000cm-1是個界，不飽和CH﹥3000，飽和CH﹤3000

苯環(huán)C=C1620~14502~4個中強吸收峰。利用指紋區(qū)判斷單、雙、三取代*注意：*例1化合物C8H8O的紅外譜圖1）不飽和度：(8228)2=5

大于4，一般有苯環(huán)，C6H52）3000cm1以上，不飽和C-H伸縮可能為烯，炔，芳香化合物

1600，1580cm1，含有苯環(huán)指紋區(qū)780，690cm1，間位取代苯3）1710cm1，C=O，

2820，2720cm1，醛基4）結合化合物的分子式此化合物為間甲基苯甲醛*例1化合物C8H8O的紅外譜圖2）3000cm*例2C3H4O1）不飽和度：(3224)2=2可能為烯，炔及含有羰基的化合物2）3300cm1處寬帶，羥基結合1040cm1處的吸收，可推測含有O-H,

由此可排除含有羰基的可能性3）2110cm1處的吸收，可知此化合物有碳碳三鍵吸收結合化合物的分子式可知此化合物為2-丙炔醇*例2C3H4O*例3:1)不：12）3350，3180，-NH2

1680-羰基；1580-伯酰胺的N-H的彎曲振動，中等強度*例3:*例4

1)不：32）2240，3300(×),CN3)3100-末端烯烴的C-H伸縮振動；1620,C=C4)975,870單取代烯

*例4*例51）不：12）3008，1650烯3）990，910單取代烯烴*例5***例6:1）不：42）3050；1600，1500760，700單取代苯3）1380異丙基*例6:*§10-9紅外光譜定量分析通過對特征吸收譜帶強度的測量來求組分含量；理論依據(jù)是：朗伯-比爾定律紅外光譜的譜帶較多，選擇余地大，能方便地對單組分或多組分進行定量分析；能測定氣體、液體和固體樣品。通常應選擇被測物質(zhì)的特征吸收帶；吸收帶與被測物質(zhì)的濃度有線性關系；有較大的吸收系數(shù)紅外光譜定量分析靈敏度較低，不適于微量組分的組分可用標準曲線法、求解聯(lián)立方程、內(nèi)標法等方法進行定量分析*§10-9紅外光譜定量分析通過對特征吸收譜帶強度的測量來*§10-10紅外光譜儀

兩種類型（1）色散型紅外光譜儀（2）干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀）*§10-10紅外光譜儀

兩種類型（1）色散型紅外光*光源樣品池單色器檢測器參比池帶動筆和光楔的裝置放大器光譜記錄1.色散型紅外光譜儀*光源樣品池單色器檢測器參比池帶動筆和光楔的裝置放*(1)光源——能夠發(fā)射高強度連續(xù)紅外輻射的物質(zhì)，通常采用惰性固體作光源

能斯特燈：氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結成的中空或實心圓棒

硅碳棒：由碳化硅燒結而成

*(1)光源——能夠發(fā)射高強度連續(xù)紅外輻射的物質(zhì)，通常采*（2）吸收池玻璃、石英等對紅外光均有吸收紅外吸收池窗片，一般可透過紅外光的如KBr或NaCl等（它們極易吸濕，吸濕后會引起吸收池窗片模糊）要注意防潮*（2）吸收池*（3）單色器單色器的作用是把通過樣品池和參比池的復合光色散成單色光，再射到檢測器上加以檢測光柵——光柵單色器不僅對恒溫恒濕要求不高，而且具有線性色散，分辨率高和能量損失小等優(yōu)點棱鏡——早期的紅外光譜儀使用一些能透過紅外光的無機鹽如NaCl、KBr等晶體制作棱鏡；易吸濕，需恒溫、恒濕；近年來已被淘汰*（3）單色器*（4）檢測器檢測器的作用是將照射在它上面的紅外光變成電信號。紅外區(qū)光子能量低，不能使用紫外可見吸收光譜儀上的光電管或光電倍增管常用的紅外檢測器有三種：真空熱電偶、熱釋電檢測器、碲鎘汞檢測器*（4）檢測器*§10-11傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀是20世紀70年代問世的新一代紅外光譜儀主要區(qū)別：用干涉儀取代了單色器干涉計試樣檢測器計算機光源*§10-11傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀是2*傅立葉變換紅外光譜儀的特點掃描速度極快(1s)，適于對快速反應過程的追蹤，適合儀器聯(lián)用；(2)不需要分光，信號強，靈敏度很高；*傅立葉變換紅外光譜儀的特點掃描速度極快(1s)，適于對快速*一、對試樣的要求1）試樣應為“純物質(zhì)”（>98%），通常在分析前，樣品需要純化2）試樣不含有游離水（水可產(chǎn)生紅外吸收且可侵蝕吸收池的鹽窗）；3）試樣濃度或測試厚度應適當，以使T在合適范圍（15~70%）§10-12試樣的制備*一、對試樣的要求§10-12試樣的制備*1）氣體——氣體池2）液體：①液膜法——沸點高液體，滴在兩塊鹽片之間②液體池法——沸點低液體，直接注入封閉液體池溶劑：CCl4，CS2常用。3)固體:①KBR壓片法——

1~2mg固體樣品+100~200mgKBr研磨混勻后壓成1mm厚的薄片②研糊法（液體石臘法——試樣和石蠟混成糊狀，夾在鹽片中測定

③薄膜法——直接加熱熔融制成膜二、制樣方法*1）氣體——氣體池2）液體：①液膜法——沸點高液體，滴在兩

紅外吸收光譜分析法InfraredAbsorptionSpectroscopy，IR

紅外吸收光譜分析法InfraredAbsorption*紅外吸收光譜，分子振動能級躍遷產(chǎn)生（同時伴隨轉動能級躍遷）又稱為分子振動轉動光譜。

§10-1紅外吸收光譜概述

*紅外吸收光譜，分子振動能級躍遷產(chǎn)生（同時伴隨轉動能*習慣上將紅外吸收光譜按波長分為遠、中、近紅外三個區(qū)紅外光譜一般用的是中紅外區(qū)

中紅外區(qū)：波長

λ（m）

2.5~25m

波數(shù)

σ(cm-1)

4000~400cm-1σ（cm-1）＝1/λ（cm）=104/λ（

m）*習慣上將紅外吸收光譜按波長分為遠、中、近紅外三*紅外光譜的表示方法：紅外光譜以T~或T~σ來表示，下圖為苯酚的紅外光譜。T(%)σ/cm-1λ/m*紅外光譜的表示方法：T(%)σ/cm-1λ/m*紫外可見吸收光譜Aλ*紫外可見吸收光譜Aλ*紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜起源電子能級躍遷振動能級躍遷，伴隨轉動能級躍遷又稱為電子光譜分子振動轉動光譜研究范圍不飽和有機化合物共軛雙鍵、芳香族幾乎所有有機化合物（除He、Ne、O2、H2等）譜圖表示方法A-T~或T~

σ*紫外可見吸收光譜紅外吸收光譜起源電子能級躍遷振動能級躍*§10-2紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件

物質(zhì)分子吸收輻射滿足兩個條件：

(1)輻射具有的能量與產(chǎn)生振動躍遷所需的能量相等——輻射頻率和振動頻率相等(2)輻射與物質(zhì)間有偶合作用（相互作用）——偶極矩的變化）。*§10-2紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件

物質(zhì)分子吸收輻*紅外活性振動有偶極矩變化，有紅外活性。如：H2O，HCl,CO2非紅外活性振動沒有偶極矩變化，無紅外活性。如：N2、O2、Cl2

等。偶極矩*紅外活性振動有偶極矩變化，有紅外活性。如：H*§10-3雙原子分子的振動類似于彈簧連接的兩個小球的簡諧振動將兩原子看成是質(zhì)量為m1與m2的兩個小球，把連接它們的化學鍵質(zhì)量忽略，看作為彈簧，原子在平衡位置作伸縮振動，近似看成簡諧振動。伸伸縮m1m2

分子中的原子以平衡點為中心，以非常小的振幅作周期性振動*§10-3雙原子分子的振動類似于彈簧連接的*

C光速

k化學鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關，為雙原子的折合質(zhì)量

=m1m2/（m1+m2），單位：g

分子振動的頻率根據(jù)虎克定律計算分子振動方程*分子振動的頻率根據(jù)虎克定律計算分子振動方程*根據(jù)小球質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的關系分子振動方程例：計算C=O鍵伸縮振動產(chǎn)生的基頻吸收峰的波數(shù)，已知k=12.1Ncm-1解：*根據(jù)小球質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的關系分子振動方程例：計算C=O*鍵類型—CC——C=C——C

－

H—力常數(shù)(Ncm-1)12188125波數(shù)（cm-1）206216832920

化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數(shù)K越大），折合相對原子質(zhì)量越小，化學鍵的振動頻率越大。

利用實驗得到的鍵力常數(shù)，可以估算各種類型的基頻峰的波數(shù)*鍵類型—CC——*§10-4多原子分子的振動

1、分子振動的基本形式P295伸縮振動：σ表示原子沿著化學鍵的方向來回振動，化學鍵鍵長改變，鍵角不變。彎曲振動（變形振動）涉及鍵角改變，鍵長不變。每種振動形式有特定的振動頻率，即有相應的紅外吸收峰*§10-4多原子分子的振動

1、分子振動的基本形式*2、基本振動的理論數(shù)（P294）線性分子：3n-5

例CO24個非線性分子：3n-6

例H2O3個理論振動個數(shù)（振動自由度）——反應出峰的可能個數(shù)*2、基本振動的理論數(shù)（P294）線性分子：3n-5*例1

CO2分子（有一種振動無紅外活性）例2水分子（非對稱分子）*例1CO2分子例2水分子*§10-5紅外光譜吸收強度

問題：C=O強；C=C弱；為什么？偶極矩變化——結構對稱性；對稱性差偶極矩變化大吸收峰強度大紅外吸收光譜用符號表示：s(強)；m(中)；w(弱)*§10-5紅外光譜吸收強度

問題：C=O強；C=C*§10-6紅外吸收光譜的特征性

一定官能團對應一定的特征吸收頻率，不同的分子中同一類型基團的振動頻率非常接近，把這種振動頻率稱為基團頻率例：—CH3

吸收峰30002800

cm-1；

—C=O吸收峰18501600cm-1；

*§10-6紅外吸收光譜的特征性

一定官能團*基團所處化學環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：

—CH2—CO—CH2—1715cm-1

酮

—CH2—CO—O—1735cm-1

酯

—CH2—CO—NH—1680cm-1

酰胺根據(jù)各種基團的基團頻率來鑒定化合物中存在的基團以及分子中的相對位置*基團所處化學環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化*紅外吸收光譜為了便于解析劃分為兩個區(qū)域4000~1350cm-1

：是由伸縮振動產(chǎn)生，吸收峰較稀疏，鑒定官能團存在的主要區(qū)域——基團頻率區(qū)、官能團區(qū)1350~400cm-1

：吸收光譜較復雜，除單鍵的伸縮振動外，還有變形振動。能反映分子結構的細微變化——指紋區(qū)*紅外吸收光譜為了便于解析劃分為兩個區(qū)域*一、基團頻率區(qū)1．40002500cm-1X—H伸縮振動區(qū)（X=O、N、C、S）2．25002000cm-1叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)3．20001500

cm-1

雙鍵伸縮振動區(qū)基團頻率區(qū)又分為三個區(qū)：*一、基團頻率區(qū)1．40002500cm-1*1．X—H伸縮振動區(qū)（40002500cm-1）（1）—O—H36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r，峰形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。注意區(qū)分—NH伸縮振動：35003100cm-1

*1．X—H伸縮振動區(qū)（40002500cm-*（3）不飽和碳原子上的=C—H（C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H30403010

cm-1

C—H3300

cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH3

2960

cm-1反對稱伸縮振動2870

cm-1對稱伸縮振動—CH2—2930

cm-1反對稱伸縮振動2850

cm-1對稱伸縮振動—C—H2890cm-1弱吸收3000cm-1以下*（3）不飽和碳原子上的=C—H（C—H）（2）飽和碳*2.叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)（25002000cm-1

）在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少；（1）RCCH（21402100cm-1）

RCCR’（22602190cm-1）

R=R’時，無紅外活性（2）RCN非共軛22602240cm-1共軛22302220cm-1

僅含C、H、N時：峰較強、尖銳；*2.叁鍵、累積雙鍵伸縮振動區(qū)（25002000cm-*3．雙鍵伸縮振動區(qū)（20001500

cm-1

）（1）C=O18501600cm-1碳氧雙鍵特征峰，強度大，峰尖銳。（2）RC=CR’16801620cm-1強度弱，

R=R’（對稱）時，無紅外活性。（3）單核芳烴的C=C鍵伸縮振動（16201450cm-1）（4）苯的衍生物20001600*3．雙鍵伸縮振動區(qū)（20001500cm-1*二、指紋區(qū)(1500～400cm-1

)

1460±10cm-1,—CH3,—CH2

的C-H彎曲振動

1375cm-1,—CH3的C-H彎曲振動1300~1000cm-1,C-O的伸縮振動；

720cm-1，鏈中至少5個連續(xù)亞甲基；

990，910cm-1

—CH

=CH2

990~970cm-1烯烴反式構型=C—H

690cm-1

烯烴順式構型=C—H*二、指紋區(qū)(1500～400cm-1)*****

1．內(nèi)部因素（1）電效應a．誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動（）§10-7影響基團頻率位移的因素

化學鍵的振動頻率不僅與其性質(zhì)有關，還受分子的內(nèi)部結構和外部因素影響。相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。R-CORC=O1715cm-1;R-COClC=O1800cm-1;F-COFC=O1928cm-1;*1．內(nèi)部因素§10-7影響基團頻率位移的因素化學鍵*ｂ．共軛效應

cm-1cm-1cm-1cm-1共軛效應使共軛體系中電子云密度平均化，使原來的雙鍵強度減弱，鍵力常數(shù)減小，雙鍵的基團頻率向低波數(shù)方向移動*ｂ．共軛效應

cm-1cm-1cm-1cm*2.氫鍵效應使電子云密度平均化，力常數(shù)降低，使伸縮振動頻率向低波數(shù)方向移動（選用非極性溶劑，防止氫鍵的形成）．

cm-1

cm-1

cm-1

cm-1*2.氫鍵效應使電子云密度平均化，力常數(shù)降低，使伸縮振*1、已知物的鑒定

試樣譜圖與標準譜圖對照，如果吸收峰的位置形狀相同，峰的相對強度一樣，樣品是該種標準物.§10-8紅外光譜定性分析最常見的標準圖譜有三種1.薩特勒（Sadtler）標準紅外光譜集美國薩特勒實驗室編輯出版的。收集的圖譜最多，13萬張。最常用。2.Aldrich紅外圖譜庫3.SigmaFourier紅外光譜圖庫*1、已知物的鑒定

試樣譜圖與標準譜圖對照，如果*2、未知物的結構鑒定（1）先元素分析及相對分子質(zhì)量的測定確定分子式（2）計算不飽和度，估計雙鍵、三鍵、環(huán)（3）由紅外譜圖確定官能團；（4）推測可能的結構，并用標準譜圖對照*2、未知物的結構鑒定*3、不飽和度

定義：不飽和度是指分子結構中達到飽和所缺一價元素的“對”數(shù)。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個氫原子，不飽和度為1。

（1）C=C、C=O、:U=1；（2）CC、CN、兩個雙鍵、一個雙鍵一個環(huán)、兩個環(huán):U=2；（3）苯環(huán):U=4通常規(guī)定*3、不飽和度定義：不飽和度是指分子結構*由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，可驗證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2

U=1+9+1/2(-8)=6計算：若分子中僅含一，二，三，四價元素（H，O，N，C），則可按下式進行不飽和度的計算：

U=1+n4+1/2(n3–n1

）

n4，n3，n1

分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目。*由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，*4、紅外譜圖解析P312原則：先特征后指紋

先強峰后弱峰先粗查后細找

*4、紅外譜圖解析P312原則：*（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型（2）分析3300~2800cm1區(qū)域C-H伸縮振動吸收(3)若在稍高于3000cm1有吸收,則應在2250~1450cm1頻區(qū)分析不飽和鍵的伸縮振動吸收特征峰以3000cm1為界:高于3000cm1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收可能為烯,炔,芳香化合物

低于3000cm1一般為飽和C-H伸縮振動吸收*（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型以3000cm1*炔2200~2100cm1烯1680~1640cm1芳環(huán)1600,1580,1500,1450cm1烯或芳香化合物則應解析指紋區(qū)烯烴：C-H面外彎曲振動在1000~650cm1頻區(qū)，可用于判斷雙鍵取代類型。一取代雙鍵（RCH=CH2）995-985cm-1915-905cm-1倍頻1860-1790cm-1*炔2200~2100cm1*二取代（RR/C=CH2）895-885cm-1

倍頻1860-1750cm-1反式二取代（-CH=CH-）980-960cm-1順式二取代（-CH=CH-）730-665cm-1三取代（RR/C=CHR//）850-790cm-1苯環(huán)上C-H的面外彎曲振動在900-650cm-1*二取代（RR/C=CH2）895-885cm-1***(4)碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團,

如C=O,O-H,C-N等特征吸收來判定化合物的官能團(5)解析時應注意把描述各官能團的相關峰聯(lián)系起來，以準確判定官能團的存在如2820，2720和1750~1700cm1的三個峰說明醛基的存在**注意：（1）在解析特征吸收峰時，要注意其它基團吸收峰的干擾（3350和1640cm-1處出現(xiàn)的吸收峰可能為樣品中水的吸收）（2）圖中的吸收峰往往不可能全部解析，特別是指紋區(qū)（3）掌握主要基團的特征吸收

3000cm-1是個界，不飽和CH﹥3000，飽和CH﹤3000

苯環(huán)C=C1620~14502~4個中強吸收峰。利用指紋區(qū)判斷單、雙、三取代*注意：*例1化合物C8H8O的紅外譜圖1）不飽和度：(8228)2=5

大于4，一般有苯環(huán)，C6H52）3000cm1以上，不飽和C-H伸縮可能為烯，炔，芳香化合物

1600，1580cm1，含有苯環(huán)指紋區(qū)780，690cm1，間位取代苯3）1710cm1，C=O，

2820，2720cm1，醛基4）結合化合物的分子式此化合物為間甲基苯甲醛*例1化合物C8H8O的紅外譜圖2）3000cm*例2C3H4O1）不飽和度：(3224)2=2可能為烯，炔及含有羰基的化合物2）3300cm1處寬帶，羥基結合