紅外光譜檢測(cè)

紅外光譜檢測(cè)第1頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

紅外光波通常分為三個(gè)區(qū)域，即近紅外區(qū)、中紅外區(qū)和遠(yuǎn)紅外區(qū)。近紅外區(qū)主要用于研究O-H、N-H和C-H鍵的倍頻吸收或組頻吸收，此區(qū)域的吸收峰的強(qiáng)度一般比較弱；中紅外區(qū)主要研究分子的振動(dòng)能級(jí)的躍遷，絕大多數(shù)有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的基頻吸收都落在這一區(qū)域；遠(yuǎn)紅外區(qū)主要用于研究分子的純轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷及晶體的晶格振動(dòng)。紅外光譜所涉及的區(qū)域主要為中紅外區(qū)。這三個(gè)區(qū)域的波長(zhǎng)和波數(shù)范圍如表所示。

第2頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四紅外區(qū)的分類(lèi)第3頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)紅外光譜圖的表示方法

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(zhǎng)兩種刻度。波長(zhǎng)和波數(shù)的關(guān)系是：

紅外光譜圖用波長(zhǎng)（或波數(shù)）為橫坐標(biāo)，以表示吸收帶的位置，用透射百分率（T%）為縱坐標(biāo)表示吸收強(qiáng)度。如下圖所示

正己烷的紅外光譜圖第4頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四紅外光譜的三要素

第5頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.峰位

分子內(nèi)各種官能團(tuán)的特征吸收峰只出現(xiàn)在紅外光波譜的一定范圍，如：C=O的伸縮振動(dòng)一般在1700cm-1左右。

第6頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.峰強(qiáng)

紅外吸收峰的強(qiáng)度取決于分子振動(dòng)時(shí)偶極矩的變化，振動(dòng)時(shí)分子偶極矩的變化越小，譜帶強(qiáng)度也就越弱。

一般說(shuō)來(lái)，極性較強(qiáng)的基團(tuán)(如C=O,C-X)振動(dòng)，吸收強(qiáng)度較大；極性較弱的基團(tuán)(如C=C,N-C等)振動(dòng)，吸收強(qiáng)度較弱；分子越對(duì)稱(chēng),吸收越弱。

紅外吸收強(qiáng)度分別用很強(qiáng)（vs,ε>100）、強(qiáng)（s,ε=20~100）、中（m,ε=10~20）、弱（w,ε=1~10）、很弱(vw,ε<1)表示.

A=ε*L*C(L為厚度,C為濃度)3.峰形

不同基團(tuán)的某一種振動(dòng)形式可能會(huì)在同一頻率范圍內(nèi)都有紅外吸收，如-OH、-NH的伸縮振動(dòng)峰都在3400-3200cm-1但二者峰形狀有顯著不同。此時(shí)峰形的不同有助于官能團(tuán)的鑒別。

如：-NH2與-OH的差別：

-NH2一般峰尖銳，有時(shí)出現(xiàn)雙峰

-OH峰很寬第7頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.關(guān)聯(lián)峰出現(xiàn)(增加判斷可靠性)

如苯環(huán):3100-3000cm-1芳環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)

1600-1450cm-1C=C骨架振動(dòng)(常弱)

880-680cm-1C-H面外彎曲振動(dòng),定位!

1660-2000cm-1泛頻峰

第8頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)基頻峰、倍頻峰、合頻峰、熱峰(1)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=0V=1

(2)倍頻（泛頻）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。(3)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。(4)熱峰來(lái)源于躍遷時(shí)低能級(jí)不是基態(tài)的一些吸收峰。頻率比相應(yīng)的基頻低一些，一般使基頻峰變寬，很少能單獨(dú)觀(guān)察到。第9頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)紅外光譜的產(chǎn)生原理

紅外光使樣品產(chǎn)生的是振動(dòng)能級(jí)與轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。由于每個(gè)振動(dòng)能級(jí)的變化都伴隨許多轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化，因此紅外光譜也是帶狀光譜。分子在振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中只有伴隨凈的偶極矩變化的鍵才有紅外活性。因?yàn)榉肿诱駝?dòng)伴隨偶極矩改變時(shí)，分子內(nèi)電荷分布變化會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，當(dāng)其頻率與入射輻射電磁波頻率相等時(shí)才會(huì)產(chǎn)生紅外吸收。因此，除少數(shù)同核雙原子分子如O2，N2，Cl2等無(wú)紅外吸收外，大多數(shù)分子都有紅外活性。1．振動(dòng)頻率

從經(jīng)典力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)，采用諧振子模型來(lái)研究雙原子分子的振動(dòng)，即化學(xué)鍵相當(dāng)于無(wú)質(zhì)量的彈簧，它連接兩個(gè)剛性小球，它們的質(zhì)量分別等于兩個(gè)原子的質(zhì)量。雙原子分子振動(dòng)時(shí)，兩個(gè)原子各自的位移如圖所示

第10頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

對(duì)于雙原子分子有：

其中折合質(zhì)量

,單位為kg，K為化學(xué)鍵的力常數(shù)（相當(dāng)于彈簧的虎克常數(shù)），單位為N·m-1,

為頻率，

為波數(shù)。

力常數(shù)是衡量?jī)r(jià)鍵性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，力常數(shù)與化學(xué)鍵的鍵能是成正比的，質(zhì)量相近的基團(tuán)，力常數(shù)的有以下規(guī)律：

叁鍵＞雙鍵＞單鍵

復(fù)雜分子可以通過(guò)振動(dòng)光譜來(lái)計(jì)算價(jià)鍵的力常數(shù)，另外也可以通過(guò)力常數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單分子振動(dòng)基頻的吸收位置。從上述公式可以看出，吸收頻率隨鍵的強(qiáng)度的增加而增加，力常數(shù)越大即鍵越強(qiáng)，鍵振動(dòng)所需要的能量就越大，振動(dòng)頻率就越高，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)；相反，吸收峰則出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)。

第11頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一些鍵的伸縮振動(dòng)力常數(shù)的統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)下表鍵的類(lèi)型k鍵的類(lèi)型k鍵的類(lèi)型kH－F9.7H－S(H2S)4.3C－C4.5～5.6H－Cl4.8H－N(NH3)6.5C＝C9.5～9.9H－Br4.1H－C(CH3X)4.7～5C≡C15～17H－I3.2H－C(CH2＝CH2)5.1C－O5.0～5.8H－O（水）7.8H－C(CH≡CH)5.9C＝O12～13H－O（游離）7.12C－Cl(CH3Cl)3.4C≡N16～18第12頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四折合質(zhì)量μ越大，越小。例如k相近，μ不同C－C(1430cm-1)>C－N(1330cm-1)>C－O(1250cm-1)；C－H（～3000cm-1）>C－D(2600cm-1)，又如用同位素D取代H，這時(shí)的k大小改變不大，而D（氘）的質(zhì)量是H的2倍，所以μ的改變很大，比較C－H鍵的伸縮振動(dòng)頻率如下：C－D峰的吸收頻率的明顯改變，使它們的紅外分析比較容易進(jìn)行，可以應(yīng)用在有機(jī)合成化學(xué)上。第13頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．振動(dòng)類(lèi)型

1）伸縮振動(dòng)：又分為對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)用νs表示，在振動(dòng)中各鍵同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短；不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)用ν

as表示，在振動(dòng)中某些鍵伸長(zhǎng)的同時(shí)，另一些鍵在縮短。由于不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)對(duì)分子偶極的改變比對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)大，前者較后者吸收強(qiáng)度高，且吸收帶出現(xiàn)在高頻率范圍。伸縮振動(dòng)均不改變鍵角的大小。

圖1:亞甲基的伸縮振動(dòng)

第14頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2）彎曲振動(dòng)（或變形振動(dòng)）：以δ表示，可分為面內(nèi)和面外彎曲振動(dòng)（變形振動(dòng)）。面內(nèi)彎曲振動(dòng)又分為兩種，一種為剪式振動(dòng)，以σ或δ表示，在這種彎曲振動(dòng)中基團(tuán)的鍵角交替地發(fā)生變化；另一種是面內(nèi)搖擺振動(dòng)，以ρ表示，在這種彎曲振動(dòng)中，基團(tuán)的鍵角不發(fā)生變化，基團(tuán)只是作為一個(gè)整體在分子的對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)左右搖擺。

圖2:亞甲基的彎曲振動(dòng)

面外彎曲振動(dòng)也分為兩種，一種為面外搖擺振動(dòng)，以ω表示。另一種是面外扭曲振動(dòng)，以τ表示。此外還有骨架振動(dòng)，是由多原子分子的骨架振動(dòng)產(chǎn)生，如苯環(huán)的骨架振動(dòng)。

第15頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

紅外光譜中，在4000~1350cm-1范圍內(nèi)，每一紅外吸收峰都和一定的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)，這個(gè)區(qū)域稱(chēng)為官能團(tuán)區(qū)。1350~650cm-1區(qū)域中雖然一些吸收也對(duì)應(yīng)于一定的官能團(tuán)，但大量的吸收峰并不與特定官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)，僅顯示化合物的紅外特征，猶如人的指紋，稱(chēng)為指紋區(qū)。結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化都會(huì)引起指紋區(qū)吸收的變化，不同化合物的指紋吸收是不同的，因此指紋區(qū)吸收的峰形和峰強(qiáng)度對(duì)判斷化合物的結(jié)構(gòu)有重要作用。不過(guò)應(yīng)注意不同的制樣條件可導(dǎo)致指紋區(qū)吸收的變化，同系物的指紋吸收也可能相似。第16頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．紅外光譜的分區(qū)

各種官能團(tuán)具有一個(gè)或多個(gè)特征吸收，記憶各種官能團(tuán)的特征吸收往往過(guò)于凌亂，但通常按1958年島內(nèi)武彥提出的所謂“八區(qū)域法”進(jìn)行分組，如下表：－C－HO)區(qū)域波數(shù)（cm-1）鍵的振動(dòng)類(lèi)型Ⅰ3700～3200υO(shè)－HυN－HⅡ3300～2900υ≡C－Hυ＝C－HυAr－HⅢ3000～2400υC－H(CH3,CH2,CH,Ⅳ2400～2100υC≡CυC≡NυC≡C≡CⅤ1950～1650υC＝O（醛、酮、酸、酯、酰胺、酐）Ⅵ1675～1500υC＝C（脂族、芳族）υC＝NⅦ1475～1300δC－HⅧ1000～650δ＝C－HδAr－H第17頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四ONH2C有兩個(gè)峰ONHRRC只有一個(gè)峰ONRC無(wú)吸收峰（1）.區(qū)域Ⅰ為O－H，N－H伸縮振動(dòng)區(qū)（3700～3200cm-1）γasγs3600cm-13450～3200cm-1基團(tuán)類(lèi)型波數(shù)（cm-1）峰的強(qiáng)度υO(shè)－H(醇、酚)游離υO(shè)－H締合υO(shè)－H3700～32003700～35003450～3200s（特征）s（尖）s、br（特征）在3600-3200cm-1之間有二個(gè)吸收峰υO(shè)－H（酸）游離υO(shè)－H締合υO(shè)－H～35353000～2500S,br（很特征）在氣態(tài)下可看到游離是羥基峰，一般以二聚體存在(2600附近有幾個(gè)較弱的譜帶-Fermi共振)υN－H（胺）游離υO(shè)－H締合υO(shè)－H鹽3500～33003500～31003200-2200W,稍尖W,尖寬1°胺是雙峰2°胺是單峰3°胺無(wú)吸收峰（無(wú)H）υN－H（酰胺）3500～3300可變第18頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(2).區(qū)域Ⅱ和Ⅲ(3300～2400cm-1)為C－H伸縮振動(dòng)區(qū),主要用來(lái)作為測(cè)定炔烴、烴、與飽和C－H鍵的存在。－C≡C－HH鍵的類(lèi)型波數(shù)（cm-1）峰的強(qiáng)度＝C－H～33003100～3040～3030vs、尖m（雙峰）m可與υO(shè)－H、υN－H區(qū)分開(kāi)因?yàn)槎叩姆鍙?qiáng)度較低，－CH3－CH2－－CH2960,28702930,28502890vs(雙峰)vs(雙峰)m雙峰是因?yàn)橛笑詀s和υs因大部分有機(jī)物都有CH3，CH2所以這些峰的特征性不強(qiáng)－CHOυS－HυP－H2820，27202600～2550～2400m（雙峰）、尖w、尖w、尖雙峰是由于醛的υC－H和δC－H（1395cm-1）的倍頻之間發(fā)生費(fèi)米共振引起的第19頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3).區(qū)域Ⅳ（2400～2100cm-1）為υC≡CυC≡N和聚集雙鍵伸縮振動(dòng)頻率區(qū)。鍵的類(lèi)型波數(shù)（cm-1）強(qiáng)度H－C≡C－RR－C≡C-R′R－C≡C－RR－C≡NAr－C≡N2140～21002260～2190無(wú)吸收2260～22402240～2220sw、可變m、尖m、尖需看拉曼光譜－C≡N基用紅外很易判斷，而核磁共振氫譜則無(wú)法觀(guān)察到M－C≡O(shè)～2200～1700在金屬有機(jī)化合物中常見(jiàn)一般情況υ－C≡O(shè)在～2200R－N＝C＝OR－N＝C＝N－RC＝C＝OC＝C＝CO＝C＝O2280～22402160～21202275～22502155～213021501980～19502349ssvsssmm空氣中的CO2對(duì)譜圖也會(huì)有干擾,所以有時(shí)能看到2349cm-1第20頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(4).區(qū)域Ⅴ(1950～1650cm-1)為υC≡O(shè)羰基類(lèi)型波數(shù)（cm-1）峰強(qiáng)度酸酐1850～18001780～1740s二峰約相隔60cm-1酰鹵1815～1785s酯：五元內(nèi)酯六元內(nèi)酯RCOOR′1780～17601750～17301740～1710s醛1740～1720s酮1725～1705s酸1725～1700s二聚體（單體：1760cm-1）酰胺1660～1640s二聚體（單體：1700～1680cm-1）第21頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(5).區(qū)域Ⅵ（1680～1500cm-1）是雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)。雙鍵類(lèi)型波數(shù)峰強(qiáng)度C＝C1680～1620可變C＝N1690～1640可變N＝O1680～1610可變(6).區(qū)域Ⅶ（δC－H（面內(nèi)）1475～1300cm-1）與區(qū)域ⅧδC－H（面外))1000～650cm-1），該區(qū)域也稱(chēng)為指紋區(qū)。在指紋區(qū)有些峰可用來(lái)判別官能團(tuán)：CO(a)－CH3的δas（C－H）1460cm-1δs（C－H）1380cm-1，－CH2－δas（C－H）1465cm-1。苯環(huán)的骨架振動(dòng):1600,1580,1500,1450第22頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(b)C-0的判別，1350-1000cm-1?？梢杂脕?lái)分辨醇、酚、醚和酯類(lèi)化合物。一級(jí)醇υC－O

1050cm-1與1350～1260cm-1有峰二級(jí)醇υC－O

1100cm-1與1350～1260cm-1有峰三級(jí)醇υC－O

1150cm-1與1410～1310cm-1有峰酚：1200-1280cm-1醚的特征吸收峰位置：υas(C－O－C)1250～1060cm-1(s)υs(C－O－C)1075～1020cm-1(s)酯的特征吸收峰位置：υas(C－O－C)1280～1160cm-1(s)υs(C－O－C)1160～1050cm-1(s)酸酐：1050cm-1（s，寬）(c)含硝基官能團(tuán)的化合物～1350,～1560cm-1有兩個(gè)峰:對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在(1390~1320cm-1),反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)（1615~1540cm-1）.第23頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(d)雙鍵取代類(lèi)型的判別:RCH＝CH2δC－H（面外）有兩個(gè)峰:990,910cm-1(s)RCH＝CHR(順式)δC－H（面外有一個(gè)峰:690cm-1

(較w)(反式)δC－H（面外有一個(gè)峰:960cm-1(m)R2C＝CH2δC－H（面外）890cm-1(m→s)R2C＝CHRδC－H（面外）840～690cm-1(m→s)(e)判斷苯環(huán)的取代類(lèi)型單取代δC－H（面外）有兩個(gè)峰770～730,710～690cm-1二取代(鄰位)δC－H（面外）有單峰770～735cm-1二取代(間位)δC－H（面外）有三個(gè)峰725～680,810～750,900～860cm-1(孤立氫)二取代(對(duì)位)δC－H（面外）有單峰860～800cm-1第24頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

第25頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

各類(lèi)取代苯的倍頻吸收和面外彎曲振動(dòng)吸收（判斷取代類(lèi)型）第26頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四下列兩組化合物的紅外光譜主要有何區(qū)別?12A:830cm-1有單強(qiáng)峰B:在810-690cm-1有兩峰,在880cm-1處有中強(qiáng)峰ABABA:840-690cm-1有單峰B:在880cm-1處有單峰二者在1680-1620cm-1的峰,A強(qiáng)度大第27頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2影響特征吸收的因素1）誘導(dǎo)效應(yīng)

吸電子基使吸收峰向高頻區(qū)域移動(dòng)，供電子基使吸收峰向低頻區(qū)域移動(dòng)。當(dāng)不同電性的基團(tuán)連接到某個(gè)化學(xué)鍵上后，將使該鍵的極性改變，因此振動(dòng)波數(shù)也發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)。烷基為推電子基團(tuán)，鹵素為吸電子基團(tuán)，當(dāng)酮羰基的一側(cè)烷基被鹵素取代后，鹵素的吸電子作用使電荷從氧原子向雙鍵移動(dòng)，使羰基的雙鍵性增加，吸收頻率上升，鹵素的電負(fù)性越大，波數(shù)的移動(dòng)幅度越大。誘導(dǎo)效應(yīng)是沿化學(xué)鍵直接作用的，與分子的空間結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。

1715

1869

1800

1828

1942

第28頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2）共軛效應(yīng)

當(dāng)雙鍵之間以一個(gè)單鍵相連時(shí)，雙鍵π電子發(fā)生共軛而離域，降低了雙鍵的力常數(shù)，從而使雙鍵的伸縮振動(dòng)頻率降低，但吸收強(qiáng)度提高。例如下列化合物的羰基伸縮振動(dòng)吸收隨著共軛鏈的延長(zhǎng)頻率降低。

第29頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第30頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4）中介效應(yīng)也稱(chēng)共振效應(yīng)(P-Π)，存在共振結(jié)構(gòu)時(shí)，羰基的雙鍵性降低，則吸收頻率降低，如

羰基伸縮振動(dòng)吸收在1715cm-1，而

的羰基伸縮振動(dòng)吸收在1680cm-1。

3)成鍵軌道類(lèi)型

例如:

第31頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5).氫鍵締合的影響

分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵對(duì)峰位，峰強(qiáng)產(chǎn)生極明顯影響，使伸縮振動(dòng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)，并且峰形明顯變寬。如下圖，隨著乙醇在CCl4中濃度的增加，形成氫鍵的比例增加，羥基吸收波數(shù)降低，并且波形變寬.

圖乙醇在CCl4中濃度變化對(duì)紅外吸收的影響第32頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

6）.張力效應(yīng)

張力越大，吸收頻率越高

CH2CH2CH2CH2υC＝C1650cm-11660cm-11680cm-11750cm-1環(huán)的張力對(duì)環(huán)外雙鍵的影響與環(huán)內(nèi)或開(kāi)鏈雙鍵相反.HυC＝C1645cm-1υ＝C－H3017cm-1H1610cm-13040cm-1H1565cm-13060cm-1第33頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四7).場(chǎng)效應(yīng)基團(tuán)在空間的極化作用，常使伸縮振動(dòng)能量增加，彎曲震動(dòng)能量減小。異構(gòu)體中同一基團(tuán)的吸收峰位置之所以不同，通常是場(chǎng)效應(yīng)引起的。如а-氯代乙酰苯的光譜中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)羰基吸收峰。

1715cm-11695cm-11716cm-11728cm-1第34頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8)跨環(huán)效應(yīng)1675cm-1穩(wěn)品堿無(wú)CO吸收峰第35頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四9)偶合效應(yīng)和費(fèi)米共振當(dāng)基團(tuán)在光譜中表現(xiàn)出不正常的吸收時(shí)，應(yīng)考慮到兩個(gè)頻率之間的偶合作用，當(dāng)分子中兩個(gè)類(lèi)同的基團(tuán)彼此靠得較近，它們的振動(dòng)頻率發(fā)生干擾，變?yōu)榫嚯x較大的兩個(gè)吸收峰，這種現(xiàn)象稱(chēng)為偶合.如:丙二烯分子中的不對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)分別在1960和1070cm-1丙酸酐分子中的不對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)分別在1845和1775cm-1異丙基中的兩個(gè)甲基的變形振動(dòng)分別在1385和1365cm-1

還有是兩個(gè)不同的基團(tuán)緊連在一起，振動(dòng)方式雖不同，但是頻率相近，也能偶合出現(xiàn)高于或低于正常波數(shù)的異常峰。兩個(gè)基團(tuán)共享一個(gè)原子的偶合效應(yīng)強(qiáng)于被一個(gè)以上原子或化學(xué)鍵隔開(kāi)的體系。如:二級(jí)酰胺的C-N伸縮振動(dòng)和N-H變形振動(dòng)偶合產(chǎn)生1550和1270cm-1第36頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四多原子分子中兩種互相相關(guān)的基團(tuán)，它們的躍遷峰雖不同，如一個(gè)基團(tuán)與另一個(gè)基團(tuán)的合頻或倍頻，具有十分相近的振動(dòng)能級(jí)，因此發(fā)生共振，使一個(gè)吸收峰波數(shù)增高，另一個(gè)降低，與此同時(shí)吸收峰加強(qiáng)，尤其是微弱的倍頻峰變成強(qiáng)峰。這種現(xiàn)象在二氧化碳分子光譜中首先被費(fèi)米發(fā)現(xiàn)，因此稱(chēng)為費(fèi)米共振。如:醛在2800和2700cm-1的雙峰是醛基的C-H伸縮振動(dòng)和其變形振動(dòng)1390cm-1的倍頻之間發(fā)生費(fèi)米共振的結(jié)果.環(huán)戊酮中1746和1728cm-1是其羰基的振動(dòng)基頻與其環(huán)呼吸振動(dòng)(889cm-1)倍頻間發(fā)生費(fèi)米共振所致.第37頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四10)空間阻礙

分子中的大基團(tuán)的位阻作用，使得鄰近基團(tuán)間的鍵角變小或共軛體系之間單鍵鍵角偏轉(zhuǎn)，使基團(tuán)的振動(dòng)波數(shù)和峰形發(fā)生變化。烯類(lèi)化合物的空間阻礙使雙鍵的伸縮振動(dòng)波數(shù)減小，這是由于烯碳上的R基增大后，鍵角將發(fā)生變化，使雙鍵的p軌道成分增多。

芳香化合物的鄰位取代基也有空間阻礙作用。如硝基苯鄰位被叔丁基取代后，硝基偏離苯環(huán)面，因此它的兩隔特征峰波數(shù)一個(gè)降低，一個(gè)升高，而且前一峰變寬。第38頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第39頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四外部因素1.樣品的物理狀態(tài)(氣固液)2.結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶粒子大小的差別用不同溶劑重結(jié)晶，可產(chǎn)生不同的晶形，其紅外譜也不相同(同質(zhì)異晶)；粒子大小不一樣其紅外光譜也不同（特別在指紋區(qū)）。3.溶劑的影響(極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率常隨溶劑極性增大而降低;不能含水)4.溶液濃度的影響(分子間氫鍵)第40頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4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(1)極性大的基團(tuán)，吸收強(qiáng)度大，C=O比C=C強(qiáng)，CN比CC強(qiáng)

(2)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。(3)共軛效應(yīng)使π電子離域程度增大，極化程度增大，吸收強(qiáng)度增加。(4)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。(5)形成氫鍵使振動(dòng)吸收峰變強(qiáng)變寬。(6)能級(jí)躍遷的幾率，v=0v=2比v=0v=1能階大，但幾率小，吸收峰弱第41頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)、有機(jī)官能團(tuán)的特征紅外吸收（一）、烷烴烷烴有下列四種振動(dòng)吸收：νC-H：2975～2845㎝-1，包括-CH3、-CH2、-CH的νs或νas。2.δC-H：（1）～1460㎝-1處的特征吸收，由-CH3及-CH2的δas引起；（2）～1380㎝-1處的特征吸收峰對(duì)識(shí)別-CH3很有用，共存基團(tuán)的電負(fù)性對(duì)該峰的位置有影響，相鄰基團(tuán)電負(fù)性愈強(qiáng)，愈移向高頻區(qū)。3.νC-C：1250～800㎝-1，因特征性不強(qiáng)，用處不大。4.γC-H：分子中具有–（CH2）n–鏈節(jié)，n≥4時(shí)，在722㎝-1處有一個(gè)弱吸收峰，隨著CH2個(gè)數(shù)的減少，吸收峰向高波數(shù)方向位移，由此可推斷分子鏈的長(zhǎng)短。第42頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第43頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）、稀烴稀烴主要有三種特征吸收：1、νC=C－H：波數(shù)在3000㎝-1以上，末端雙鍵氫>C=H2在3075～3090㎝-1有強(qiáng)峰，易識(shí)別。2、νC=C：吸收峰的位置在1670～1620㎝-1，隨著取代基不同，νC=C吸收峰的位置發(fā)生變化。3、γC=C－H：(1)1500～1000㎝-1范圍內(nèi)由稀烴雙鍵上的C-H鍵的面內(nèi)彎曲振動(dòng)引起；(2)1000～700㎝-1范圍內(nèi)的面外彎曲振動(dòng)吸收最有用，該振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)敏感，其吸收峰特征明顯，強(qiáng)度大，易識(shí)別，可判斷雙鍵的取代情況、構(gòu)型與波數(shù)的關(guān)系。

第44頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第45頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）、炔烴1、νC≡C–H：–C≡C–H中的C-H伸縮振動(dòng)位于3300～3310㎝-1區(qū)，是一個(gè)非常特征的中等強(qiáng)度的尖吸收峰，該處只有N–H與O–H存在干擾吸收，但后者的峰形較寬，易于區(qū)分。2、νC≡C：位于2262～2100㎝-1之間，其強(qiáng)度及確切的位置取決于R‘–C≡C–R“中的R’和R”基團(tuán)。（1）一元取代：RC≡CH的νC≡C是位于2140～2100㎝-1之間的弱吸收峰；（2）二元取代：RC≡CR'的νC≡C位于2260～2190㎝-1之間，若R與R'差別大，RC≡CR‘的極性較大，C≡C的吸收強(qiáng)度增強(qiáng)，而對(duì)于對(duì)稱(chēng)或近似于對(duì)稱(chēng)的分子RC≡CR，借紅外光譜不易檢出其叁鍵。3、γC≡C–H：存在于680～610㎝-1之間。第46頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四~3340cm-1：叁鍵C—H伸縮振動(dòng)，~3020cm-1:苯環(huán)=C—H伸縮振動(dòng)~2115cm-1:C=C三鍵伸縮振動(dòng)

苯基乙炔

第47頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（四）、芳烴芳烴的紅外吸收主要由苯環(huán)上的C-H鍵及環(huán)骨架中的C=C鍵的振動(dòng)所引起，有三種特征吸收：1、νAr–H：芳環(huán)上的芳?xì)涞摩虯r–H頻率在3080～3032㎝-1，特征性不強(qiáng)。2、νC=C：苯環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)正常情況下有四條譜帶，在1600、1585、1500及1450㎝-1附近出現(xiàn)峰形尖銳、較多的吸收峰，這是鑒定有無(wú)苯環(huán)的重要標(biāo)志之一。3、γAr–H：（1）1275～960㎝-1的區(qū)間為δAr–H的吸收峰，該吸收較弱，易受干擾，用處少；（2）900～650㎝-1的區(qū)間為γAr–H的吸收峰，該吸收較強(qiáng)，是識(shí)別苯環(huán)上取代基位置和數(shù)目的極重要特征峰。

第48頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

苯乙烯的紅外光譜圖

~1630cm-1:C=C伸縮振動(dòng)；~1600，1580，1450cm-1:苯環(huán)骨架振動(dòng);760,670cm-1:單取代苯

第49頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四苯環(huán)二取代的紅外光譜（a.鄰位b.間位c.對(duì)位）第50頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（五）、醇和酚醇及酚類(lèi)具有相同的羥基，有三個(gè)特征吸收：1、νO–H：一般都在3670～3200㎝-1區(qū)域。在不生成氫鍵的條件下，游離羥基的νO–H位于3640～3610㎝-1，峰形比較尖銳。不同的醇類(lèi)，其羥基的吸收頻率亦有所不同，它們的次序是伯醇（3640）、仲醇（3630）、叔醇（3620），而酚羥基的吸收位于3610。羥基形成氫鍵的締合峰出現(xiàn)在3550～3200。2、νC–O：是醇和酚類(lèi)最強(qiáng)的第一吸收，其吸收帶位于1250～1000㎝-1之間，會(huì)受到醚類(lèi)νC–O干擾，因此還必須檢查是否存在醇類(lèi)的νO–H和δO–H，以區(qū)別該化合物是含羥基的化合物還是醚類(lèi)化合物。不同的醇類(lèi)，νC–O的頻率也有所不同，可利用它來(lái)了解羥基的碳鏈取代情況，其次序是伯醇（～1050）、仲醇（～1100）、叔醇（1150，而酚類(lèi)的該吸收位于～1230。3、δO–H：存在面內(nèi)與面外彎曲的兩種形式，前者位于1500～1300㎝-1之間，后者位于650左右。均受氫鍵影響，在濃溶液是其峰形很寬，充分稀釋后變窄，這一吸收可用作判斷羥基存在與否的佐證。第51頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第52頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（六）、醚和其它化合物

醚和醇之間最明顯的區(qū)別是醚在3600～3200㎝-1之間無(wú)吸收峰，醚類(lèi)的特征是含有C–O–C的結(jié)構(gòu)，其伸縮振動(dòng)應(yīng)該有對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)兩種形式。通飽和醚類(lèi)在1140～1110㎝-1出有一個(gè)強(qiáng)吸收，可能是C–O–C的非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)所形成的，對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在紅外光譜中不存在。當(dāng)醚鍵上的氧原子與稀烴或苯環(huán)共扼時(shí)νasC–O–C移至較高頻率（1275～1200㎝-1）。（七）、鹵代物隨著鹵素原子量的增加，νC–X(1250-1470㎝-1)降低，C–X吸收峰的頻率容易受到鄰接基團(tuán)的影響，吸收峰位置變化較大。（八）、醛和酮醛和酮結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是含有羰基（C=O），其紅外吸收在1750～1680㎝-1區(qū)域有一個(gè)很強(qiáng)的νC=O吸收峰，這是鑒別羰基最明顯的證據(jù)。醛酮的區(qū)別是醛在2700、2800㎝-1附近有一個(gè)中等強(qiáng)度的吸收峰，而酮沒(méi)有。第53頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四苯甲醛

第54頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四苯異丙基酮

~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，移向低波數(shù)

第55頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（九）、羧酸羧酸有三種特征吸收：1、νO–H：游離羧酸的νO–H位于～3550㎝-1處，由于羰基和羥基形成氫鍵，其吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)，在3200～2500㎝-1區(qū)出現(xiàn)一個(gè)寬而散的峰，這是典型羧酸存在的特征。2、νC=O：氫鍵對(duì)>C=O也有影響，游離酸的羰基在1760㎝-1附近，但它的二聚體卻位移到1710，如發(fā)生共扼則出現(xiàn)在1690～1680。羧酸中νC=O的吸收強(qiáng)度比酮還要強(qiáng)。3、νC–O和δO–H：羧酸的νC–O吸收在1440～1395㎝-1區(qū)，一般是弱峰。與δO–H吸收峰（1250）重合，是強(qiáng)峰。第56頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

羧酸和羧酸鹽CO2-的反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1650-1540，最強(qiáng)峰，對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1420-1300，強(qiáng)峰第57頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2-甲基丙酸

3300~2500cm-1：羧酸二聚體的O—H伸縮振動(dòng)，峰形寬，散；1710cm-1：C=O伸縮振動(dòng)第58頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四苯甲酸

3300~2500cm-1：羧酸二聚體的O—H伸縮振動(dòng)，峰形寬，散；~1695cm-1：C=O伸縮振動(dòng)，因與苯環(huán)共軛移向低波數(shù)；~920cm-1：O—H非平面搖擺振動(dòng)，特征第59頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四乙酸鉛

~1550cm-1：—COO—反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)；~1405cm-1：—COO—對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)

第60頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（十）、酯類(lèi)和內(nèi)酯酯類(lèi)化合物除了含有羰基外，還含有C–O–C鍵的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)與非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，這兩個(gè)吸收是酯類(lèi)與其它酯類(lèi)化合物在紅外光譜中進(jìn)行區(qū)分的主要的依據(jù)。1.νC=O：由于氧的電負(fù)性作用大于氧原子上的孤對(duì)電子與羰基的共扼作用，因此這兩種效應(yīng)的總和使C=O的雙鍵性有所增加，酯類(lèi)的C=O吸收要比對(duì)應(yīng)的酮高20㎝-1，位于1735㎝-1，這一差異也可用來(lái)區(qū)別酯和酮。2、νasC–O–C：吸收最強(qiáng)，位于1300～1150㎝-1之間，不同類(lèi)型的只酯，C–O–C振動(dòng)頻率亦有所區(qū)別。3、νsC–O–C：位于1100㎝-1左右，強(qiáng)度較弱。內(nèi)酯化合物中羰基的吸收，隨著環(huán)的加大，其頻率往低頻處移。第61頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四乙酸甲酯

~1740cm-1：C=O伸縮振動(dòng)；~1190cm-1：C-O-C非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，第一吸收

第62頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（十一）、酰鹵在酮類(lèi)、酯類(lèi)、酸類(lèi)等的α碳原子上含有鹵素取代的化合物，由于鹵素的強(qiáng)電負(fù)性，加強(qiáng)了羰基的雙鍵性，使νC=O出現(xiàn)在較高波數(shù)區(qū)，一般在～1800㎝-1處。當(dāng)有乙烯基或芳基與C=O共扼時(shí)，會(huì)使νC=O吸收向低波數(shù)方向移，一般在1780～1740㎝-1處。（十二）、酸酐酸酐化合物的特征基團(tuán)有C=O和C–O。1.νC=O：酸酐化合物盡管含有兩個(gè)相同的羰基，但吸收并不在同一個(gè)頻率，這是由于振動(dòng)偶合而使其分裂成為兩個(gè)峰，而且這兩個(gè)峰分離的比較開(kāi)，分別在1860～1800和1800～1750㎝-1區(qū)，相差60㎝-1左右，這一點(diǎn)有利于酸酐的判斷。2.νC–O–C：酸酐的νC–O–C產(chǎn)生強(qiáng)吸收峰，開(kāi)鏈酸酐與環(huán)狀酸酐吸收位置不同（開(kāi)鏈：1175～1045處，環(huán)狀：1310～1210㎝-1），可作為識(shí)別它們的另一指標(biāo)。第63頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四金剛烷酰氯第64頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三甲基乙酸酐第65頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（十三）、酰胺酰胺的特征吸收峰有三種，即羰基的伸縮振動(dòng)稱(chēng)酰胺第一譜帶；N–H伸縮振動(dòng)；N–H面內(nèi)彎曲振動(dòng)，稱(chēng)酰胺的第二譜帶，內(nèi)酰胺無(wú)此譜帶。1.νN–H：吸收位于3500～3100㎝-1

（1）游離伯酰胺位于～3520和3400㎝-1，而氫鍵締合的νN–H在3350和3180處均呈雙峰；（2）仲酰胺的νN–H吸收位于～3440㎝-1，氫鍵締合的νN–H位于～3100處，均呈單峰；（3）叔酰胺無(wú)此峰。2.酰胺的第一譜帶νC=O：受氨影響νC=O吸收向低波數(shù)位移，與樣品濃度無(wú)關(guān)。伯酰胺：1690～1650㎝-1；仲酰胺：1680～1655；叔酰胺：1670～1630。3.酰胺的第二譜帶δN–H：強(qiáng)度大，非常特征。伯酰胺：1640～1600；仲酰胺：1500～1530㎝-1；叔酰胺：無(wú)此峰。4、酰胺的第三特征峰是νC–N產(chǎn)生的。伯酰胺：1420～1400㎝-1；仲酰胺：1300～1260；叔酰胺：無(wú)此峰。第66頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第67頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四吡嗪酰胺（抗結(jié)核病藥）第68頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（十四）、胺

胺的特征吸收由νN–H、νC–N、δN–H和γN–H引起。1、νN–H：在3500～3300㎝-1區(qū)，游離和締合的氨基吸收峰位置不同，所以出現(xiàn)兩個(gè)峰，并向高波數(shù)區(qū)移動(dòng)。2、νC–N：脂肪胺在1230～1030㎝-1區(qū)，芳胺雜1380～1250㎝-1區(qū)。3、δN–H和γN–H：在1650～1500㎝-1區(qū)。伯胺峰強(qiáng)度中等，仲胺強(qiáng)度較弱。γN–H出現(xiàn)在900～700㎝-1區(qū)。第69頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四胺、亞胺和胺鹽特征吸收化合物吸收峰位置(cm-1)吸收峰特征NH伸縮振動(dòng)伯胺類(lèi)3500-3300兩個(gè)峰，強(qiáng)度中

仲胺類(lèi)3500-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中

亞胺類(lèi)3400-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中NH彎曲振動(dòng)伯胺類(lèi)1650-1590強(qiáng)度強(qiáng)，中

仲胺類(lèi)1650-1550強(qiáng)度極弱C-N振動(dòng)芳香胺伯1340-1250強(qiáng)度強(qiáng)

仲1350-1280強(qiáng)度強(qiáng)

叔1360-1310強(qiáng)度強(qiáng)

脂肪胺

1220-1020強(qiáng)度中，弱

胺鹽

1410強(qiáng)度弱

第70頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二己胺

~3310cm-1：弱峰，N—H伸縮振動(dòng)；~1460cm-1：CH2剪式振動(dòng)+CH3反對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)；~1110Cm-1：C—N伸縮振動(dòng)；~715cm-1：N—H非平面搖擺振動(dòng)第71頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(十五)．氰基化合物υ（C≡N）：2275-2220cm-1第72頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四金屬有機(jī)化合物三苯基砷的紅外光譜圖3078cm-1：苯基C-H伸縮振動(dòng)；1607cm-1:苯基C=C伸縮振動(dòng)；1488，1432cm-1苯環(huán)骨架振動(dòng)；734，694cm-1：?jiǎn)稳〈降腃-H彎曲振動(dòng)

第73頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四高分子化合物

聚異戊二烯的紅外光譜圖1652cm-1:C=C伸縮振動(dòng)；1438cm-1：甲基反對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)和亞甲基剪式振動(dòng)重疊；1369cm-1：甲基對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)

第74頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四尼龍-6、尼龍-7和尼龍-8都是聚酰胺類(lèi)高聚物，具有相同的官能團(tuán)，從圖可以看出，其官能團(tuán)的譜帶是一樣的，N—H=3300cm-1，酰胺Ⅰ和Ⅱ帶分別在1635cm-1和1540cm-1。這三種高聚物的區(qū)別是(CH2)n

基團(tuán)的長(zhǎng)度不同（即n的數(shù)目不同），因此它們?cè)?400cm-1以下的指紋區(qū)的譜圖不一樣，可用來(lái)區(qū)別這三種聚合物。第75頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)樣品制備技術(shù)

對(duì)試樣的要求

(1)試樣盡可能是單一組分的純物質(zhì)，純度應(yīng)>98%，便于與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照。多組分試樣應(yīng)在測(cè)定前盡量預(yù)先用分餾、萃取、重結(jié)晶、區(qū)域熔融或色譜法進(jìn)行分離提純。

(2)試樣中不應(yīng)含有游離水。水本身有紅外吸收，會(huì)嚴(yán)重干擾樣品譜，而且還會(huì)侵蝕吸收池的鹽窗。

(3)試樣的濃度和測(cè)試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%~80%范圍內(nèi)。包括控制濃度和壓片的厚薄尺寸。第76頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.制樣方法

(1)固體樣品的制備

a.壓片法:

將1~2mg固體試樣與200mg純KBr研細(xì)混合，研磨到粒度小于2μm，在油壓機(jī)上壓成透明薄片，即可用于測(cè)定。

b.糊狀法:

研細(xì)的固體粉末和石蠟油調(diào)成糊狀，涂在兩鹽窗上，進(jìn)行測(cè)試。此法可消除水峰的干擾。液體石蠟本身有紅外吸收，此法不能用來(lái)研究飽和烷烴的紅外吸收。

(2)液體樣品的制備

a.

液膜法:對(duì)沸點(diǎn)較高的液體，直接滴在兩塊鹽片之間，形成沒(méi)有氣泡的毛細(xì)厚度液膜，然后用夾具固定，放入儀器光路中進(jìn)行測(cè)試。

b.液體吸收池法:對(duì)于低沸點(diǎn)液體樣品和定量分析，要用固定密封液體池。制樣時(shí)液體池傾斜放置，樣品從下口注入，直至液體被充滿(mǎn)為止，用聚四氟乙烯塞子依次堵塞池的入口和出口，進(jìn)行測(cè)試。

(3)氣態(tài)樣品的制備:氣態(tài)樣品一般都灌注于氣體池內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。

第77頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)．紅外光譜在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用1.鑒定已知化合物的結(jié)構(gòu)其通常方法是：⑴將樣品與標(biāo)樣在同樣條件下測(cè)試紅外光譜，并進(jìn)行對(duì)照（先觀(guān)察最強(qiáng)峰位和峰形是否一致，后檢查中等強(qiáng)度峰和弱峰能否對(duì)應(yīng)）。完全相同則可肯定為同一化合物（極個(gè)別例外，如對(duì)映異構(gòu)體）。⑵無(wú)標(biāo)樣，可查找標(biāo)準(zhǔn)圖譜（如sadtlerstandardinfraredspectra）。在實(shí)際工作中，對(duì)未知化合物結(jié)構(gòu)的最后確定還要與標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜圖或與標(biāo)準(zhǔn)譜圖核對(duì)。特別要注意與指紋區(qū)譜帶核對(duì)。在同樣制樣方法和測(cè)試條件下，只有特征譜帶與指紋區(qū)光譜都與標(biāo)準(zhǔn)光譜一致了（包括峰位，峰強(qiáng)和峰形），才能最后判斷所研究的化合物結(jié)構(gòu)與表示光譜相應(yīng)的化合物相同第78頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.確定未知化合物的結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化合物，可依靠紅外光譜提供的信息和所給的分子式，把它的經(jīng)過(guò)推測(cè)出來(lái)。對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物，還需要配合UV、NMR、MS，經(jīng)典的降解與合成以及其它理化數(shù)據(jù)綜合解析。一般解析時(shí)可按如下順序進(jìn)行：⑴了解樣品的來(lái)源，背景，經(jīng)元素分析，測(cè)定分子量，推出分子式，計(jì)算不飽和度，這些都將提供一定的結(jié)構(gòu)信息。⑵先觀(guān)察高波數(shù)范圍（1350以上）基團(tuán)特征吸收峰，指定譜帶的歸屬，并兼顧1350～1000的υC－O和υC－O－C譜帶，檢出官能團(tuán)，估計(jì)分子類(lèi)型。特別要注意在觀(guān)察某以官能團(tuán)的特征譜帶時(shí)，要同時(shí)考慮這一官能團(tuán)的一組相關(guān)譜帶，如在1650～1750cm-1的認(rèn)定是羧酸的吸收帶，同時(shí)要檢查在2500～3200cm-1υO(shè)H（強(qiáng)，寬）峰作為佐證。如認(rèn)定是酯，則檢查1030～1330cm-1強(qiáng)的υas(C－O－C)和υs(C－O－C)兩個(gè)譜帶作為佐證。如認(rèn)定是醚，則在2900～2700要有的兩個(gè)形式峰存在。⑶觀(guān)察1000～650cm-1的δC－H(面外)確定烯烴和芳香環(huán)的取代類(lèi)型。若在這一區(qū)域沒(méi)有強(qiáng)吸收峰，通常指示非芳香結(jié)構(gòu)。⑷對(duì)歸屬不明顯和有懷疑的有用譜帶，可改變測(cè)試方法，或與化學(xué)反應(yīng)相配合，反復(fù)考查，求得確證。第79頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第80頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第81頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第82頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第83頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）不飽和度為3,可能為烯，炔及含有羰基的化合物

2）3300cm1處寬帶，羥基

結(jié)合1040cm1處的吸收，可推測(cè)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(jié)合化合物的分子式可知此化合物為2-丙炔醇C3H4O

第84頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

分子式:C7H5OCl第85頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四C3H10NO第86頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.一個(gè)化合物的紅外光譜如圖1,推測(cè)其結(jié)構(gòu)是Ⅰ或ⅡHOC≡NC－NH2O400030002500200017001300圖11001500T%cm-1解：是Ⅰ因?yàn)閳D中沒(méi)有υC＝O(1900～1650cm-1),所以排除Ⅱ。2400～2100cm-1區(qū)域內(nèi)的吸收峰是υC≡N。第87頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例2.由紅外光譜下圖推測(cè)分子式位C4H10O的結(jié)構(gòu)。100T%040003600320028001600140012001000800600cm-1圖2解：由分子式求得不飽和度=1+4-5=0所以的飽和化合物。觀(guān)察1350cm-1以上的特征吸收峰有①有－OH（υO(shè)－H（締合）3350cm-1）②有－CH3，－CH2－（υC－H2960，2920，2870cm-1）③有－CH（CH3）2（δC－H1380cm-1雙峰）。從1350～1000cm-1的可知是一級(jí)醇。所以該化合物是CH3CH（CH3）CH2OH。第88頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例3.分子式為C8H8O的一個(gè)未知化合物的紅外光譜如圖所示，判斷其結(jié)構(gòu)。100T%04000360032001800001600140012001000800700cm?1圖2解：從分子式求得不飽和度Ω=5估計(jì)可能有苯環(huán)。(1)從圖中～3030的υAr－H，1600，1580cm-1的υC＝C以及740，690cm-1的δC－H（面外的吸收峰均表示分子中含有苯環(huán)。而740，690cm-1的兩個(gè)峰進(jìn)一步提示該化合物可能為單取代苯的衍生物。(2)在1690cm-1處有一很強(qiáng)的υC＝O峰，可能是醛或酮（因?yàn)榉肿邮街挥幸粋€(gè)氧原子不可能是羧酸、酯或酰胺）。在2820，2720cm-1附近無(wú)醛基的υC＝H和δC－H的倍頻雙峰，所以該化合物只能是酮類(lèi)（除苯環(huán)后所剩的一個(gè)不飽和度相吻合）。(3)從分子式中減去－C6H6和－C＝O，只余下－CH3。從譜圖中發(fā)現(xiàn)在1380cm-1處有－CH3的δs(c－H)吸收，在2920，2870cm-1有CH3的δas(C－H)和δs(c－H)。所以該化合物結(jié)構(gòu)可能是PhCOCH3第89頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例4：未知物分子式為本C8H16，其紅外譜圖如圖所示，試推其結(jié)構(gòu)。解：由其分子式可計(jì)算出該化合物不飽和度為1，即該化合物具有一個(gè)烯基或一個(gè)環(huán)。3079cm-1處有吸收峰，說(shuō)明存在與不飽和碳相連的氫，因此該化合物肯定為烯，在1642處還有C=C伸縮振動(dòng)吸收，更進(jìn)一步證實(shí)了烯基的存在。910、993cm-1處的C―H彎曲振動(dòng)吸收說(shuō)明該化合物有端乙烯基，1823cm-1的吸收是910吸收峰的倍頻。從2928、1462cm-1的較強(qiáng)吸收及2951、1379cm-1的較弱吸收知未知物CH2多，CH3少。725cm-1的吸收說(shuō)明有長(zhǎng)鏈.縱上可知，未知物（主體）為正構(gòu)端取代乙烯，即1-辛烯。第90頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例5：未知物分子式為C6H8N2，其紅外譜圖如圖所示，試推其結(jié)構(gòu)。解：由其分子式可計(jì)算出該化合物不飽和度為4，故有可能含苯環(huán)，此推測(cè)由3030、1593和1502的吸收所證實(shí)，由750cm-1的吸收知該化合物含鄰位取代苯環(huán)。3285、3193cm-1的吸收是使很特征的伯胺吸收（對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)和反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)）綜合上述信息及分子式，可知該化合物為鄰苯二胺。其它峰的指認(rèn)有：3387，3366cm-1：NH