紅外光譜分析

第五章紅外光譜法（Infra-redAnalysis,IR）5.1概述5.2基本原理

1.產(chǎn)生紅外吸收的條件

2.分子振動

3.譜帶強度

4.振動頻率

5.影響基團頻率的因素5.3紅外光譜儀器5.4試樣制備5.5應(yīng)用簡介15.1概述定義：紅外光譜又稱分子振動轉(zhuǎn)動光譜，屬分子吸收光譜。樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時，分子吸收其中一些頻率的輻射，分子振動或轉(zhuǎn)動引起偶極矩的凈變化，使振-轉(zhuǎn)能級從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強減弱，記錄百分透過率T%對波數(shù)或波長的曲線，即為紅外光譜。

它只對紅外光譜輻射的選擇性吸收，能反映分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)在振動-轉(zhuǎn)動光譜區(qū)域內(nèi)吸收能力的分布情況，可以從紅外光譜的波形、波峰的強度和位置及其數(shù)目，研究物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。主要用于化合物鑒定及分子結(jié)構(gòu)表征，有時也用于定量分析。

2紅外光譜的表示方法：

紅外光譜以T~

或T~

來表示，下圖為苯甲酮的紅外光譜。注意換算公式：

縱坐標(biāo)為吸收強度；橫坐標(biāo)為波長

（

m）和波數(shù)1/

（cm-1）。也可以用峰數(shù)、峰位、峰形和峰強來描述。32.紅外光區(qū)劃分紅外光譜(0.75~1000m)遠(yuǎn)紅外(轉(zhuǎn)動區(qū))(25-1000m)中紅外(振動區(qū))(2.5~25m)近紅外(泛頻）(0.75~2.5m)倍頻分子振動轉(zhuǎn)動分子轉(zhuǎn)動（常用區(qū)）13158~4000/cm-1400~10/cm-14000~400/cm-143.紅外光譜特點1）紅外吸收只有振-轉(zhuǎn)躍遷，能量低；2）應(yīng)用范圍廣：除單原子分子及單核分子外，幾乎所有有機物均有紅外吸收；3）分子結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的表征：通過IR譜的波數(shù)位置、波峰數(shù)目及強度確定分子基團、分子結(jié)構(gòu)；4）定量分析；5）固、液、氣態(tài)樣均可用，且用量少、不破壞樣品；6）分析速度快；7）與色譜等聯(lián)用（GC-FTIR）具有強大的定性功能。

紫外、可見吸收光譜常用于研究不飽和有機物，特別是共軛體系的有機物，而紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物。因此，除了單原子和同核原子如Ne、He、O2、H2等之外幾乎所有有機化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收。55.2基本原理1.產(chǎn)生紅外吸收的條件分子吸收輻射并產(chǎn)生振轉(zhuǎn)躍遷必須滿足兩個條件：條件一：輻射光子的能量應(yīng)滿足分子躍遷所需要的能量。根據(jù)量子力學(xué)原理，分子振動能量Ev

是量子化的，即EV=（V+1/2）h

為分子振動頻率，V為振動量子數(shù)，其值取0，1，2，…

分子中不同振動能級差為

EV=(V1+1/2)h-(V0+1/2)h=Vh

也就是說，只有當(dāng)

EV=Ea或者

a=V時，才有可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。例如當(dāng)分子從基態(tài)（V=0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（V=1），此時V=1，即a=。發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征！6條件二：輻射與物質(zhì)之間必須有耦合（Coupling）作用。磁場電場交變電磁輻射

分子固有振動

a偶極矩變化（

0）耦合不耦合紅外吸收(紅外活性)無偶極矩變化（=0）無紅外吸收(非紅外活性)偶極子：分子由于其構(gòu)成分子的各原子的電負(fù)性的不同，顯示不同的極性，成為偶極子。用偶極矩（μ）表示分子極性大小。μ=qdd不斷變化μ不斷變化

為滿足紅外吸收光譜條件，分子振動必須伴隨偶極矩變化。能量轉(zhuǎn)移的機理是通過振動過程所導(dǎo)致的偶極矩的變化和交變的電磁場（紅外線）相互作用發(fā)生的。當(dāng)輻射頻率與偶極子頻率相匹時，分子才與輻射相互作用（振動耦合）。

72.分子振動1）雙原子分子振動分子的兩個原子以其平衡點為中心，以很小的振幅（與核間距相比）作周期性“簡諧”振動，其振動可用經(jīng)典剛性振動描述（胡克定律）：k為化學(xué)鍵的力常數(shù)（N/cm);c=3

1010cm/s;雙原子折合質(zhì)量為單位g。根據(jù)小球質(zhì)量和相對原子質(zhì)量之間的關(guān)系，式1可以寫成式2

：式中：NA為阿伏加德羅常數(shù)，6.022×1023；為原子折合相對原子質(zhì)量8某些鍵的伸縮力常數(shù)（N/cm）影響基本振動躍遷的波數(shù)或頻率的直接因素為化學(xué)鍵力常數(shù)k

和原子質(zhì)量。1）k大，化學(xué)鍵的振動波數(shù)高，如:kCC(2222cm-1)>kC=C(1667cm-1)>kC-C(1429cm-1)（質(zhì)量相近）2）質(zhì)量m大，化學(xué)鍵的振動波數(shù)低，如:mC-C(1430cm-1)<mC-N(1330cm-1)<mC-O(1280cm-1)(力常數(shù)k相近）9例如：HCl分子k=5.1N/cm，則HCl的振動頻率為：對于C-H：k=5mdyn/?;=2920cm-1

對于C=C，k=10mdyn/?,=1683cm-1

對于C-C，k=5mdyn/?；=1190cm-1

=1

=6問題：C=O強；C=C弱；為什么？吸收峰強度

躍遷幾率

偶極矩變化；吸收峰強度

偶極矩的平方；偶極矩變化——結(jié)構(gòu)對稱性：對稱性差

偶極矩變化大

吸收峰強度大102）多原子分子多原子分子的振動更為復(fù)雜（原子多、化學(xué)鍵多、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜），但可將其分解為多個簡正振動來研究。簡正振動整個分子質(zhì)心不變、整體不轉(zhuǎn)動、各原子在原地作簡諧振動且頻率及位相相同，此時分子中的任何振動可視為所有上述簡諧振動的線性組合。簡正振動基本形式伸縮振動：原子沿鍵軸方向伸縮，鍵長變化但鍵角不變的振動。變形振動：基團鍵角發(fā)生周期性變化，但鍵長不變的振動。又稱彎曲振動或變角振動。下圖給出了各種可能的振動形式（以甲基和亞甲基為例）。11甲基的振動形式不對稱

as1460㎝-1不對稱

as2960㎝-1對稱

s1380㎝-1對稱

s2870㎝-1

變形振動伸縮振動12亞甲基的兩類振動方式變形振動伸縮振動133.理論振動數(shù)（基頻吸收帶，峰數(shù)）設(shè)分子的原子數(shù)為n，

非線型分子：理論振動數(shù)=3n-6。如H2O分子，其振動數(shù)為3×3-6=3

線型分子：理論振動數(shù)=3n-5。如CO2分子，其理論振動數(shù)為3×3-5=4非線型分子：n個原子組成的非線性分子有3n個自由度，但有3個平動和3個繞軸轉(zhuǎn)動無能量變化；線型分子：n個原子組成的線性分子有3n個自由度，但有3個平動和2個繞軸轉(zhuǎn)動無能量變化。14乙醛：

(CH3)1460cm-1，1375cm-1

(CH3)2930cm-1，2850cm-11730cm-11165cm-12720cm-1HHHHOCC15

理論上，多原子分子的振動數(shù)應(yīng)與譜峰數(shù)相同，但實際上，譜峰數(shù)常常少于理論計算出的振動數(shù)，這是因為：a）偶極矩的變化=0的振動，不產(chǎn)生紅外吸收,如CO2；b）譜線簡并（振動形式不同，但其頻率相同）；c）儀器分辨率或靈敏度不夠，有些譜峰觀察不到。此外，寬峰對窄峰的覆蓋、吸收峰有時落在4000-650cm-1之外。以上介紹了基本振動所產(chǎn)生的譜峰，即基頻峰（V=±1允許躍遷）。在紅外光譜中還可觀察到其它峰躍遷禁阻峰：倍頻峰：由基態(tài)向第二、三….振動激發(fā)態(tài)躍遷（V=±2,±3.）；

合頻峰：分子吸收光子后，同時發(fā)生頻率為

1，2的躍遷，此時產(chǎn)生的躍遷為

1+2的譜峰。差頻峰：當(dāng)吸收峰與發(fā)射峰相重疊時產(chǎn)生的峰

1-2。

泛頻峰可以觀察到，但很弱，可提供分子的“指紋”。泛頻峰164.譜帶強度

紅外吸收譜帶的強度取決于振動時偶極矩的變化，而偶極矩與分子結(jié)構(gòu)對稱性有關(guān)。分子對稱度高，振動偶極矩小，產(chǎn)生的譜帶就弱；反之則強。如C=C，C-C因?qū)ΨQ度高，其振動峰強度小；而C=X，C-X，因?qū)ΨQ性低，其振動峰強度就大。峰強度可用很強（vs）、強（s）、中（m）、弱（w）、很弱（vw）等來表示。說明：1）吸收峰強度與分子偶極距變化的平方成正比。而偶極距變化主要由化學(xué)鍵兩端原子間的電負(fù)性差、振動形式以及其它如共振、氫鍵、共軛等因素；2）強度比UV-Vis強度小2-3個數(shù)量級；3）IR光度計能量低，需用寬狹縫，同一物質(zhì)的隨不同儀器而不同，因此常用vs,s,m等來表示吸收強度。175.振動頻率1）基團頻率中紅外光譜區(qū)可分為4000~1300（1800）cm-1和1800（1300）~600cm-1兩個區(qū)域?；鶊F頻率區(qū)位于4000~1300cm-1之間，又稱官能團區(qū)，或特征區(qū)，是由伸縮振動產(chǎn)生的吸收帶?；鶊F頻率區(qū)可分為三個區(qū)：

1區(qū)：X-H伸縮振動區(qū)（4000-2500cm-1

）

2區(qū)：叁鍵及累積雙鍵區(qū)（2500~1900cm-1）

3區(qū)：雙鍵伸縮振動區(qū)（1900~1200cm-1）181區(qū)：X-H伸縮振動區(qū)（4000-2500cm-1

）192區(qū)：叁鍵及累積雙鍵區(qū)（2500~1900cm-1）203區(qū)：雙鍵伸縮振動區(qū)（1900~1200cm-1）C酸酐的C=O：兩個羰基振動偶合裂分出現(xiàn)雙吸收峰（1820～1750cm-1）。對稱性酸酐，兩吸收峰高度接近，高波數(shù)峰稍強；對環(huán)形結(jié)構(gòu)，在低波數(shù)出現(xiàn)強峰。羧酸的C=O：1820～1750cm-1，氫鍵，二分子締合體；21苯衍生物的紅外光譜圖苯環(huán)識別區(qū)苯環(huán)取代位置識別區(qū)222）指紋區(qū)（可分為兩個區(qū)）在紅外分析中，通常一個基團有多個振動形式，同時產(chǎn)生多個譜峰（基團特征峰及指紋峰），各類峰之間相互依存、相互佐證。通過一系列的峰才能準(zhǔn)確確定一個基團的存在。23基團吸收帶數(shù)據(jù)24256.

影響基團頻率的因素

經(jīng)典力學(xué)導(dǎo)出的波數(shù)計算式為近似式。因為振動能量變化是量子化的，分子中各基團之間、化學(xué)鍵之間會相互影響，即分子振動的波數(shù)與分子結(jié)構(gòu)（內(nèi)因）和所處的化學(xué)環(huán)境（外因）有關(guān)?；鶊F頻率主要由化學(xué)鍵的力常數(shù)決定。但分子結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境因素也對其頻率有一定的影響。1）電子效應(yīng)：引起化學(xué)鍵電子分布不均勻的效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)（Inductioneffect）：取代基電負(fù)性—靜電誘導(dǎo)—電子分布改變—力常數(shù)k增加—特征頻率增加（移向高波數(shù)或“藍移”）。R-COR(1715cm-1);R-COH(1730cm–1);R-COCl

(1800cm-1);R-COF(1920cm-1);F-COF(1928cm-1);R-CONH2(1920cm-1)26共軛效應(yīng)（Conjugatedeffect）：電子云密度平均化—鍵長變長—k降低—特征頻率減?。ㄒ葡虻筒〝?shù)）。

當(dāng)誘導(dǎo)與共軛兩種效應(yīng)同時存在時，振動頻率的位移和程度取決于它們的凈效應(yīng)。中介效應(yīng)（Mesomericeffect）：孤對電子與多重鍵相連產(chǎn)生的p-

共軛，結(jié)果類似于共軛效應(yīng)。如，酰胺中的C=O因N原子的共軛作用，使C=O上的電子云移向O原子，電子云平均化，鍵力常數(shù)下降，振動頻率移向低波數(shù)。272）氫鍵效應(yīng)（X-H）形成氫鍵使電子云密度平均化（締合態(tài)），使體系能量下降，基團伸縮振動頻率降低，其強度增加但峰形變寬。

羧酸：RCOOH(

C=O=1760cm-1，

O-H=3550cm-1);

(RCOOH)2(C=O=1700cm-1，O-H=3250-2500cm-1)

乙醇：CH3CH2OH（O=H=3640cm-1）

(CH3CH2OH)2（O=H=3515cm-1）

(CH3CH2OH)n（O=H=3350cm-1）3）振動耦合（Coupling）當(dāng)兩個振動頻率相同或相近的基團相鄰并由同一原子相連時，兩個振動相互作用（微擾）產(chǎn)生共振，譜帶一分為二（高頻和低頻）。如羧酸酐中兩個羧基的振動耦合，分裂成兩個峰：

C=O（

as1820、s1760cm-1）284）費米（Fermi）共振當(dāng)一振動的倍頻與另一振動的基頻接近（2

A=B）時，二者相互作用而產(chǎn)生強吸收峰或發(fā)生裂分的現(xiàn)象。

Ar-C()=880-860cm-1

C=O(as)=1774cm-11773cm-11736cm-15）空間效應(yīng)由于空間阻隔，分子平面與雙鍵不在同一平面，此時共軛效應(yīng)下降，紅外峰移向高波數(shù)。CCH3OOCH3CCH3

C=O=1663cm-1

C=O=1686cm-1空間效應(yīng)的另一種情況是張力效應(yīng)：四元環(huán)>五元環(huán)>六元環(huán)。隨環(huán)張力增加，紅外峰向高波數(shù)移動。296）物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如丙酮在液態(tài)時，

C=O=1718cm-1;氣態(tài)時

C=O=1742cm-1，因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。7）溶劑效應(yīng)極性基團的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O：

氣態(tài)時：

C=O=1780cm-1

非極性溶劑：

C=O=1760cm-1（苯、四氫化碳等）

乙醚溶劑：

C=O=1735cm-1

乙醇溶劑：

C=O=1720cm-1

因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。305.3紅外光譜儀目前有兩類紅外光譜儀：色散型和傅立葉變換型（FourierTransfer,FT）一、色散型：與雙光束UV-Vis儀器類似，但部件材料和順序不同。調(diào)節(jié)T%或稱基線調(diào)平器置于吸收池之后可避免雜散光的干擾311）光源常用的紅外光源有Nernst

燈和硅碳棒。類型

制作材料

工作溫度

特

點

Nernst燈

Zr,Th,

Y氧化物

1700oC

高波數(shù)區(qū)（>

1000cm-1）有更強的發(fā)射；穩(wěn)定性好；機械強度差；但價格較高。

硅碳棒

SiC

1200-1500oC

低波數(shù)區(qū)光強較大；波數(shù)范圍更廣；

堅固、發(fā)光面積大。

釷（Th，tu，三），鋯（Zr，gao，四），釔（Y，yi，三）322）吸收池紅外吸收池使用可透過紅外的材料制成窗片；不同的樣品狀態(tài)（固、液、氣態(tài)）使用不同的樣品池，固態(tài)樣品可與晶體混合壓片制成。銫333）單色器由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個光柵來增加波數(shù)范圍，狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。一般不用透鏡，避免色差。

狹縫越窄，分辨率越高，但光源到達檢測器的能量輸出減少，這在紅外光譜分析中尤為突出。為減少長波部分能量損失，改善檢測器響應(yīng)，通常采取程序增減狹縫寬度的辦法，即隨輻射能量降低，狹縫寬度自動增加，保持到達檢測器的輻射能量的恒定。4）檢測器及記錄儀紅外光能量低，因此常用熱電偶、測熱輻射計、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器等。不使用光電管和光電倍增管。34幾種紅外檢測器硫酸三甘肽檢測器（容易潮解）35以光柵為分光元件的色散型紅外光譜儀不足之處：1）需采用狹縫，光能量受到限制；2）掃描速度慢，不適于動態(tài)分析及和其它儀器聯(lián)用；3）不適于過強或過弱的吸收信號的分析。黃陂大余灣2012040836二、傅立葉紅外光譜儀它是利用光的相干性原理而設(shè)計的干涉型紅外分光光度儀。儀器組成為：沒有色散元件紅外光源擺動的凹面鏡擺動的凹面鏡邁克爾遜干涉儀檢測器樣品池參比池同步擺動干涉圖譜計算機解析紅外譜圖還原組成：光源（硅碳棒、高壓汞燈）、邁克爾遜干涉儀、檢測器、計算機和記錄儀等。37M1BSIIIM2S書：P8738單色光單色光二色光多色光單、雙及多色光的干涉示意圖39多色干涉光經(jīng)樣品吸收后的干涉圖(a)及其Fourier變換后的紅外光譜圖(b)40Fourier變換紅外光譜儀的優(yōu)點：1）不需光學(xué)色散系統(tǒng)，廢出的狹縫大大提高了光能利用率；樣品置于全部輻射波長下，因此信噪比提高，測定靈敏度及準(zhǔn)確度也大大提高；2）分辨率提高：分辨率由反射鏡的線性移動距離（距離增加，分辨率提高，一般為0.5cm-1，有的可達0.01cm-1）；3）掃描速度快，在小于1秒內(nèi)可獲得圖譜，比色散型儀器高幾百倍；4）測定的光譜范圍寬，可達10-104cm-1。415.4試樣制備一、對試樣的要求1）試樣應(yīng)為“純物質(zhì)”（>98%），通常在分析前，樣品需要純化；對于GC-FTIR則無此要求。2）試樣不含有水（水可產(chǎn)生紅外吸收且可侵蝕鹽窗）；3）試樣濃度或厚度應(yīng)適當(dāng)，以使T在合適范圍。二、制樣方法液體或溶液試樣1）沸點低易揮發(fā)的樣品：液體池法。2）高沸點的樣品：液膜法（夾于兩鹽片之間）。3）固體樣品可溶于CS2或CCl4等無強吸收的溶液中。42固體試樣1）壓片法：1~2mg樣+200mgKBr——干燥處理——研細(xì)：粒度小于2m（散射?。旌蠅撼赏该鞅∑苯訙y定；2）石蠟糊法：試樣——磨細(xì)——與液體石蠟混合——夾于鹽片間；

(石蠟為高碳數(shù)飽和烷烴，因此該法不適于研究飽和烷烴)。3）薄膜法：

高分子試樣——加熱熔融——涂制或壓制成膜；

高分子試樣——溶于低沸點溶劑——涂漬于鹽片——揮發(fā)除溶劑樣品量少時，采用光束聚光器并配微量池。435.5應(yīng)用簡介一、定性分析1.已知物的簽定將試樣譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照或與相關(guān)文獻上的譜圖對照。2.未知物結(jié)構(gòu)分析如果化合物不是新物質(zhì)，可將其紅外譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照。如果化合物為新物質(zhì)，則須進行光譜解析，其步驟為：1）該化合物的信息收集：試樣來源、熔點、沸點、折光率、旋光率等；2）不飽和度的計算：通過元素分析得到該化合物的分子式，并求出其不飽和度過.:N為4、3、1價元素原子數(shù)目，2價如O、S等不參加計算。44

=0時，分子是飽和的，分子為鏈狀烷烴或其不含雙鍵的衍生物；

=1時，分子可能有一個雙鍵或脂環(huán)；

=3時，分子可能有兩個雙鍵或脂環(huán)；

=4時，分子可能有一個苯環(huán)。3）查找基團頻率，推測分子可能的基團；4）查找紅外指紋區(qū)，進一步驗證基團的相關(guān)峰；5）能過其它定性方法進一步確證：UV-Vis、MS、NMR、Raman等。例：C2H4O45如何分析紅外譜圖

（1）首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型：根據(jù)分子式計算不飽和度，公式：不飽和度(

)=

1+F+(T-O)/2

其中，F(xiàn)：化合價為4價的原子個數(shù)（主要是C原子）；T：化合價為3價的原子個數(shù)（主要是N原子）；O：化合價為1價的原子個數(shù)（主要是H原子）。例如：比如苯：C6H6，不飽和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3個雙鍵加一個環(huán)，正好為4個不飽和度；

（2）分析3300~2800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收；以3000cm-1為界：高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收，有可能為烯，炔，芳香化合物，而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收；46（3）若在稍高于3000cm-1有吸收，則應(yīng)在2250~1450cm-1頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰，其中：

炔2200~2100cm-1；烯1680~1640cm-1；芳環(huán)1600,1580,1500,1450cm-1

若已確定為烯或芳香化合物，則應(yīng)進一步解析指紋區(qū)，即1000~650cm-1的頻區(qū)，以確定取代基個數(shù)和位置（順反，鄰、間、對）；（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(yīng)注意把描述各官能團的相關(guān)峰聯(lián)系起來，以準(zhǔn)確判定官能團的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三個峰，說明醛基的存在。47

常用健值：a.烷烴：C-H伸縮振動（3000-2850cm-1）；C-H彎曲振動（1465-1340cm-1）；一般飽和烴C-H伸縮均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的頻率吸收；b.烯烴：烯烴C-H伸縮（3100~3010cm-1）；C=C伸縮(1675~1640cm-1)；烯烴C-H面外彎曲振動（1000~675cm-1）；c.炔烴：伸縮振動（2250~2100cm-1）；炔烴C-H伸縮振動（3300cm-1附近）；d.芳烴：3100~3000cm-1

芳環(huán)上C-H伸縮振動；1600~1450cm-1C=C骨架振動。48紅外譜圖解析δas1460cm-1

1．烷烴（CH3，CH2，CH）(C-C，C-H)overlap

-(CH2)n-n

3000cm-1

δs1380

cm-1CH3

CH2

δs1465cm-1CH2

r720cm-1（水平搖擺）CH2

對稱伸縮2853±10cm-1CH3

對稱伸縮2872±10cm-1

CH2不對稱伸縮2926±10cm-1

CH3不對稱伸縮2962±10cm-149CCH3CH3CCH3CH3CH3CH3

s

C-C骨架振動

1:11155cm-11170cm-14:51195cm-1

1:21250cm-1A）由于支鏈的引入，使CH3的對稱變形振動發(fā)生變化。B）C—C骨架振動明顯HCCH3CH31385-1380cm-11372-1368cm-11391-1381cm-11368-1366cm-11405-1385cm-11372-1365cm-150C）CH2面外變形振動-(CH2)n-，證明長碳鏈的存在。n=1770~785cm-1（中）

n=2740~750cm-1（中）

n=3730~740cm-1（中）

n≥722cm-1

（中強）

D）CH2和CH3的相對含量也可以由1460cm-1和

1380cm-1的峰強度估算進行估算。150014001300正二十八烷150014001300正十二烷150014001300正庚烷51522.烯烴和炔烴：=C-H、

C-H、C=C、C

C伸縮振動；C-H變形振動A）C-H伸縮振動(>3000cm-1)2900-2800cm-13080-3030cm-13000cm-1

C-H=C-HH3080cm-13030cm-13080cm-13030cm-13300cm-1

(C-H)=C-H-C=CH2H53B）C=C伸縮振動（1680-1630cm-1）分界線1660cm-1

(C=C)反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1弱，尖順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630cm-1中強，尖a)分界線1660cm-1b)順式峰強，反式則弱c)四取代（不與O，N等相連）無

(C=C)峰d)端烯的強度大e)共軛使

(C=C)下降20-30cm-154C）C-H變形振動(1000-700cm-1)

面內(nèi)變形

=C-H1400-1420(弱);面外變形

=C-H1000-700(有價值)

=C-H970cm-1(強)

790-840cm-1

(820cm-1)

610-700cm-1(強)2:1375-1225cm-1(弱)

=C-H800-650cm-1(690cm-1)990cm-1910cm-1（強）

2:1850-1780cm-1890cm-1（強）

2：1800-1780cm-155561-壬烯957烯烴順、反異構(gòu)體583.醇(-OH):O-H、C-OA）-OH伸縮振動(>3600cm-1)B）C-O伸縮振動(1100cm-1)游離醇酚伯-OH3640cm-1仲-OH3630cm-1叔-OH3620cm-1酚-OH3610cm-1

-OH

C-O

1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1α支化：-15cm-1α不飽和：-30cm-159-OH基團特性

分子間氫鍵：雙分子締合（二聚體）3550-3450cm-1

多分子締合（多聚體）3400-3200cm-1分子內(nèi)氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）3600-3500cm-1

螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500cm-1

多分子締合（多聚體）3400-3200cm-1水（溶液）3710cm-1水（固體）3300cm-1水（結(jié)晶）3600-3450cm-1

*分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。603515cm-10.01M0.10M0.25M1.00M3640cm-13350cm-1不同濃度的乙醇四氯化碳溶液之IR圖2950cm-12895cm-16162634.醚（C-O-C）脂族和環(huán)的C-O-Cυas1150-1070cm-1

芳族和乙烯基的=C-O-Cυas1275-1200cm-1（1250cm-1

）υs1075-1020cm-1脂族R-OCH3υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3υs(CH3)~2850cm-1645．醛、酮460065醛666．羧酸及其衍生物677.酰胺68不同酰胺吸收峰數(shù)據(jù)698.酸酐和酰氯709.氰基化合物(

C≡N=2275-2220cm-1)71硝基化合物υas(N=O)=1565-1545cm-1υs(N=O)=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υas

（N=O）=1550-1500cm-1υs

（N=O）=1365-1290cm-1724-Br-ONA的IR鑒定：在1592～1501cm-1范圍內(nèi)的伸縮振動表明苯環(huán)骨架的存在；當(dāng)苯環(huán)與-NO2等基團發(fā)生共軛時1500cm-1譜峰強度增加很多，因此，伸縮振動1364cm-1、1337cmcm-1和1501cm-1譜峰結(jié)合可說明-NO2基團的存在；N-H伸縮振動發(fā)生在3500～3300cm-1之間，伯胺產(chǎn)生的兩個峰，因此，從圖中可知3472cm-1

和3354cm-1是-NH2基團的譜峰；從紅外圖譜700～900cm-1之間分析苯環(huán)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可以看到在810cm-1和880cm-1左右有較強的兩個吸收峰，屬于苯環(huán)上1,2,4三取代的特征吸收，而在此區(qū)域1,2,3三取代苯環(huán)上C-H面外彎曲振動在800cm-1以下，1,3,5三取代的吸收峰在在810cm-1和750cm-1。IRspectrumof4-Br-2-nitraniline73作業(yè)：未知物結(jié)構(gòu)確定1.未知物742.推測C4H8O2的結(jié)構(gòu)解：1）

=1-8/2+4=12）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)753.推測C8H8純液體解：1）

=1-8/2+8=52）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)764.C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1）

=1-（1-7）/2+8=62）峰歸屬

3）可能的結(jié)構(gòu)77激光拉曼光譜分析法

LaserRamanSpectroscopy78一、激光拉曼光譜基本原理

E0基態(tài)，E1振動激發(fā)態(tài)；E0+h

0，E1+h

0激發(fā)虛態(tài)。獲得能量后，躍遷到激發(fā)虛態(tài)。Rayleigh散射:彈性碰撞；無能量交換，僅改變方向；Raman散射:非彈性碰撞；方向改變且有能量交換V=1V=0h

0E1+h

0E0+h

0h(

0-

)

h

h

0+E0E1h

0h

0激發(fā)虛態(tài)1928年印度物理學(xué)家RamanCV發(fā)現(xiàn)；1960年快速發(fā)展。79當(dāng)Raman散射的兩種躍遷能量差：

E=h(

0-

)

產(chǎn)生Stokes線。因基態(tài)分子數(shù)