1、波谱解析波谱解析第二章第二章 红外光谱红外光谱 (IR)学习要求学习要求: 1.了解了解红外光谱的基础知识红外光谱的基础知识: 红外光谱产红外光谱产生的原因以及在生的原因以及在IR谱中影响基团谱中影响基团(官能团官能团)振动频率振动频率()的一些因素。的一些因素。 2.掌握掌握IR谱解析的谱解析的重要区段重要区段及主要及主要官能官能团特征吸收频率团特征吸收频率。 3. 了解了解IR谱在有机结构分析中的应用。谱在有机结构分析中的应用。第一节第一节 基础知识基础知识一一. 红外光红外光(800nm-400m)与红外光谱与红外光谱(IR): *分子的能量分子的能量: E分子分子=E移移+E转转+E振
2、振+E电子电子 E光子光子=h光光=E振振 *化学键的偶极矩与分子的偶极矩化学键的偶极矩与分子的偶极矩(): *红外光可分为三个区域红外光可分为三个区域: 近红外区（泛频区）近红外区（泛频区）: 12500-4000 cm-1 (波波数数); 中红外区（基本振动区）中红外区（基本振动区） : 4000-400 cm-1 远红外区（转动区）远红外区（转动区） : 400-25 cm-1-红外红外光谱光谱(IR):(IR):红外光谱图：红外光谱图：纵坐标纵坐标用吸收强度吸光度A或透光率T(%) =(T/T0)%表示横坐标横坐标用波长( m )或波数1/ (cm-1)表示有机化合物结构：有机化合物结
3、构：可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。-红外吸收光谱产生的条件红外吸收光谱产生的条件 condition of Infrared absorption spectroscopy21:54:42 (1)(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)(2)辐射与物质间有相互偶合作用。辐射与物质间有相互偶合作用。 对称分子：对称分子：没有偶极矩，辐没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。射不能引起共振，无红外活性。 如：如：N2、O2、Cl2 等。等。 非对称分子：非对称分子：有偶极矩，红有偶极矩，红外活性。外活性。二二. 分子化学键的振动
4、与能级分子化学键的振动与能级:(一一). 双原子分子的振动双原子分子的振动: 1.1.谐振子谐振子: : f f ( (弹力弹力) )= -Kx= -Kx 2)(21errKU简谐振动位能）化学键力常数（原子间平衡距离原子间实际距离cmNKrre/双原子分子双原子分子A-BA-B近似看作谐振子近似看作谐振子两原子间的伸缩振动两原子间的伸缩振动近似看作简谐振动近似看作简谐振动 hVEV）（分子振动总能量213210，分子振动量子数分子振动频率VVhVE振分子振动能级差LEE振产生红外光谱前提分子的振动频率红外光的照射频率LK1307K21BABAmmmm其中K1307MK21307-( (适用于
5、适用于X-HX-H型键型键) )( (适用于适用于X-YX-Y型键型键) )-*振动频率()是键的力常数(K)及两个原子(mA与mB)的质量的函数。这些式子表明:双原子分子的振动频率(波数)随着化学键力常数的增大而增加, 同时也随着原子折合质量的增加而降低。表：表： 某些键的伸缩力常数（毫达因某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）埃）111119016502060/5/10/15cmcmcmcmNKcmNKcmNKCCCCCC例：例：HCCC例：例：21:54:42 例题例题: 由表中查知由表中查知C=C键的键的K=9.5 9.9 ,令其为令其为9.6, 计算波数值。计算波数值。正己烯中正己烯中C=
6、C键伸缩振动频率实测值为键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1116502126913071307211cm/.kkcv2. 非谐振子非谐振子: *真实分子并非严格遵守谐振子规律真实分子并非严格遵守谐振子规律, 其其势能曲线不是抛物线。势能曲线不是抛物线。 *由量子力学求得非谐振子的能级为由量子力学求得非谐振子的能级为: E振振=(V+1/2) -(V+1/2)2Xe 式中式中V:振动量子数振动量子数, 其值可取其值可取0, 1, 2. Xe:非谐性修正系数非谐性修正系数 :谐振子的振动频率谐振子的振动频率 - 3*在常温下在常温下, 分子几乎均处于基态分子几乎均处于基态, 所以在红所以在红
7、外光谱中通常只考虑如下两种跃近外光谱中通常只考虑如下两种跃近: (1) V0 V1:产生产生基频峰基频峰谱带谱带, 峰较峰较强强。 0 1= (1-2Xe) (2) V0 V2或或V3 :产生产生倍频峰倍频峰谱带谱带, 峰较峰较弱弱。 0 2= 2(1-3Xe)基频峰（01） 2885.9 cm-1 最强二倍频峰（ 02 ） 5668.0 cm-1 较弱三倍频峰（ 03 ） 8346.9 cm-1 很弱四倍频峰（ 04 ） 10923.1 cm-1 极弱五倍频峰（ 05 ） 13396.5 cm-1 极弱规律 2. 值与值与 成反比成反比3. 4. 伸缩振动频率伸缩振动频率弯曲振动频率弯曲振动
8、频率kc=ckc=ckc-cc=cc=cc-cvvvc-cvvvC-HC-OvvvC-ClC-BrC-IvC-H=2900cm-1vO -HvN-H=36003200cm-1=35003300cm-11.k1.k值与值与 成正比成正比(二二).多原子分子的振动类型多原子分子的振动类型 1. 振动类型振动类型 (分两大类分两大类) : (1) 伸缩振动伸缩振动: 以以表示表示, 又可分又可分: 对称对称(s) 不对称不对称(as) (2) 弯曲振动弯曲振动:以以表示表示, 又可为又可为4种种。 面内弯曲振动面内弯曲振动 ip：剪式；平面摇摆：剪式；平面摇摆 面外弯曲振动面外弯曲振动 0.0.p：
9、扭曲；非平面摇摆：扭曲；非平面摇摆 as s S 0.0.p亚甲基的振动模式：亚甲基的振动模式：谱图解析正己烷在2962cm-1处的峰是CH3基团的不对称伸缩振动。这种不 对 称 伸 缩 振 动 范 围296210cm-1，事实上，存在两个简并的不对称伸缩振动（显示其中一个）。谱图解析正己烷在2926cm- 1处，是CH2的不对称伸缩振动 峰 ， 一 般 在292610cm-1范围内。谱图解析正己烷2872cm-1处是CH3的对称伸缩振动峰，一般 波 数 范 围 为 ：287210cm-1。谱图解析正己烷在2853cm-1处的吸收峰，是CH2的对称伸缩振动峰，一般这种振动峰的吸收位置在：285
10、310cm-1。正己烷在145510cm-1处，是CH2的弯曲振动峰吸收值（也叫剪刀振动）。谱图解析正己烷在137510cm-1，是CH3对称弯曲振动（也叫“伞”弯曲振动）吸收峰位置，这个峰通常时很有用的，因为这个峰比较孤立，比较环己烷的谱图，最大的差异就是在环己烷谱图中没有CH3基团的对称弯曲振动峰。2. 2. 分子分子振动自由度振动自由度与峰数与峰数 * *基本振动的数目称为基本振动的数目称为振动自由度振动自由度; ; 由由N N个原子构成的分子个原子构成的分子, ,其总自由度其总自由度为为3N3N个。个。 * *分子作为一个整体分子作为一个整体, ,其运动状态可其运动状态可分为分为: :
11、平动、转动和振动。平动、转动和振动。 * *分子自由度数分子自由度数(3N)=(3N)=平动自由度平动自由度+ +转动自由度转动自由度+ +振动自由度振动自由度 * *振动自由度振动自由度= =分子自由度数分子自由度数(3N)-(3N)-( (平动自由度平动自由度+ +转动自由度转动自由度) )( (二二).).多原子分子的振动类型多原子分子的振动类型非线性分子振动自由度非线性分子振动自由度=3N-=3N-（3+3)=3N-63+3)=3N-6线性分子振动自由度线性分子振动自由度=3N-=3N-（3+2)=3N-53+2)=3N-5 * *理论上理论上, , 每个振动自由度在红外光谱区每个振动
12、自由度在红外光谱区均产生一个吸收峰带均产生一个吸收峰带, , 但实际上但实际上, ,峰数往峰数往往少于基本振动数目。往少于基本振动数目。 影响峰数减少的因素影响峰数减少的因素例如: H2O和CO2的IR吸收峰。（1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收；（2）相同频率的振动吸收重叠，即简并；（3）仪器不能区别那些频率十分接近的振动，或吸收带很弱，仪器检测不出；（4）有些吸收带落在仪器检测范围之外。例水分子（例水分子（H2O） （非对称型的分子）（非对称型的分子）CO2分子的基本振动形式及分子的基本振动形式及IR光谱光谱2349 cm-1667cm-1 CO2的IR吸收三三. . 影响峰位、峰强
13、的因素影响峰位、峰强的因素 在复杂的有机分子中在复杂的有机分子中, , 基团频率除由基团频率除由质质量和力常数量和力常数主要因素支配外主要因素支配外, , 还受到参还受到参与作用的许多其它因素的影响与作用的许多其它因素的影响, , 这些作这些作用的总结果决定了该吸收谱带的准确位用的总结果决定了该吸收谱带的准确位置置, , 不同分子中的同一基团的吸收谱带不同分子中的同一基团的吸收谱带位置总是在一定的频率范围内变化。位置总是在一定的频率范围内变化。 (一一). 内部因素内部因素 1.1.电子效应电子效应: : 通过导致成键原子间电子杂通过导致成键原子间电子杂 化状态与电子云分布发生化状态与电子云分
14、布发生 变化变化, , 因而改变力常数而影因而改变力常数而影 响相应谱带的位置。响相应谱带的位置。 (1).(1).诱导效应诱导效应(-I(-I) )一些极性共价键一些极性共价键, , 随着取代基电随着取代基电 负性的不同负性的不同, ,电子密度发生变化电子密度发生变化, , 引起键的振动谱带位移。引起键的振动谱带位移。 FClFClBrIOCHBrIOCH3 3NHCOCHNHCOCH3 3CC6 6H H6 6HCHHCH3 3CORRCORHCORClCORFCOFF1715 1731 1800 1920 1928吸电子的诱导效应使吸收谱带移向高频(高波数区), K，双键性吸电性(2).
15、(2).共轭效应共轭效应(+C)(+C): : 即电子离域现象即电子离域现象, 通过通过-键传键传递递, 常常引起双键的极性增加常常引起双键的极性增加, 双键性降低双键性降低, 使伸使伸缩振动频率下降。缩振动频率下降。 但在但在p-共轭体系中共轭体系中,诱导效应与共轭效应常常同诱导效应与共轭效应常常同时存在时存在, 谱带的位移方向取决于哪一个作用占主谱带的位移方向取决于哪一个作用占主导地位导地位, 例如例如,RCONH2、RCOR、RCOOR、RCOCl中羰基的伸缩振动频率大小顺序。中羰基的伸缩振动频率大小顺序。CORR1715COR1690CO1665K，电子离域，双键性共轭效应使共轭与诱导
16、效应共存时的情况共轭与诱导效应共存时的情况2. 空间效应空间效应: (1).(1).场效应场效应(F(F效应效应):): 不同原子或基团间不同原子或基团间不是通过化学键不是通过化学键, ,而是从它们的静电场通而是从它们的静电场通过空间相互作用过空间相互作用, ,发生相互极化发生相互极化, ,引起相应引起相应键的红外吸收谱带位移键的红外吸收谱带位移, , 称为称为“场效应场效应” ” 。 (2).(2).空间障碍空间障碍: : (3). (3).跨环效应跨环效应: : (4). (4).环张力环张力: :对对环外双键环外双键和环上羰和环上羰基基, ,随着环的张力增加随着环的张力增加, ,其频率也
17、相应其频率也相应增加。对增加。对环内双键则相反环内双键则相反。COCH3COCH3CH3COCH3CH3CH3CH31663 1686 1693空间障碍跨环效应环外双键环外双键CH2CH2CH21651 1657 1678 1680OO1716 1745 1775 1810OOCH21646 1611 1566 1641 1650环内双键环内双键3. 氢键效应氢键效应: * *氢键的形成氢键的形成, , 通常可使伸缩振动频率向通常可使伸缩振动频率向低波数低波数方向移动方向移动, , 且谱带变宽。且谱带变宽。 * *对于固态或液态的羧酸对于固态或液态的羧酸, , 由于氢键的作用由于氢键的作用,
18、, 分子以二聚体形式存在分子以二聚体形式存在, , 羟基伸缩振动出羟基伸缩振动出现在现在3200-2500cm3200-2500cm-1-1区间区间, , 表现为一个表现为一个宽宽而散而散的吸收峰的吸收峰, , 非常特征非常特征, , 常用于羧酸的常用于羧酸的鉴定。鉴定。 分子内氢键：对峰位的影响大 不受浓度影响 分子间氢键：受浓度影响较大 浓度稀释，吸收峰位发生变化4. 互变异构互变异构: 例如例如: 1,3-: 1,3-二酮的酮式与烯醇式互变异构二酮的酮式与烯醇式互变异构A A 酮型酮型 B B烯醇型烯醇型 1738cm1738cm-1-1 1650cm 1650cm-1-1 1717cm
19、 1717cm-1 -1 3000cm3000cm-1-1(OH)(OH)CH3CH2OC2H5OOCCCH3OC2H5OOHCHCC5. 振动偶合效应振动偶合效应: * *当两个相同的基团在分子中靠得很近当两个相同的基团在分子中靠得很近时时, , 其相应的特征吸收峰常发生分裂其相应的特征吸收峰常发生分裂, ,形成两个峰形成两个峰, , 这种现象叫这种现象叫振动偶合振动偶合。例。例如如: : 丙二酸中的羧羰基振动、丙酸酐中丙二酸中的羧羰基振动、丙酸酐中的羰基振动、异丙基中的甲基等。的羰基振动、异丙基中的甲基等。 丙酸酐丙酸酐 C=OC=OCHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C-OC-
20、O*6.费米共振费米共振(Fermi Resonance) : 当倍频当倍频峰峰( (或组频或组频) )位于某强的基频吸收峰附近位于某强的基频吸收峰附近时时, , 弱的倍频弱的倍频( (或组频峰或组频峰) )的吸收强度常的吸收强度常常被大大强化常被大大强化( (间或发生峰带裂分间或发生峰带裂分), ), 这这种倍频峰种倍频峰( (或组频或组频) )与基频峰之间的振动与基频峰之间的振动偶合称为偶合称为费米共振费米共振。 例如例如: :醛基醛基C-HC-H的伸缩振动与其变形振的伸缩振动与其变形振动的倍频峰之间的偶合动的倍频峰之间的偶合; ; 环戊酮等环戊酮等 合频：电磁波的能量正好等于二个基频跃迁
21、能量的总和时，则同时激发二个基频振动到相应激发态，称为合频。 差频：电磁波的能量正好等于二个基频跃迁能量之差的吸收谱带。实际为一个振动状态由基态跃迁到激发态，同时另一个振动状态由激发态回到基态的过程。 热带：由第一激发态跃迁到第二激发态所产生的吸收谱带称为热带。 组频峰（泛频峰）：倍频、合频、差频峰的总称。7. 样品的物理状态的影响样品的物理状态的影响: 样品可以在气态、液态及固态下测量样品可以在气态、液态及固态下测量, , 同一样品测定时由于物理状态不同同一样品测定时由于物理状态不同, ,吸收吸收峰也会发生不同程度的差异。峰也会发生不同程度的差异。(二二). 外部因素外部因素:1.溶剂影响溶
22、剂影响: 极性基团的伸缩振动频率常常随溶剂的极性基团的伸缩振动频率常常随溶剂的极性增大而降低。极性增大而降低。2. 仪器的色散元件仪器的色散元件: 棱镜与光栅的分辨率不同。棱镜与光栅的分辨率不同。四四. 影响峰强的因素影响峰强的因素1.1.峰强的表示方法峰强的表示方法: : 纵坐标为百分透过率纵坐标为百分透过率(T%), (T%), 横坐标为波数横坐标为波数(, (, cmcm-1-1); ); T%T%越大越大, , 吸收峰越强吸收峰越强; ; 峰强也可用摩峰强也可用摩尔吸光系数尔吸光系数( (a a) )表示表示: : T%=(I/I T%=(I/I0 0 ) )100%100% a a=
23、1/(c=1/(cL)lg(TL)lg(T0 0/T)/T) a a100100时时, , 很强峰很强峰(vs(vs); ); a a=20100=20100时时, ,强峰强峰(s);(s); a a=1020=1020时时, , 中强峰中强峰 (m);(m); a a1 1时时, ,弱峰弱峰(w)(w)-2-2-甲基甲基-2-2-丙醇丙醇标准红外图谱示意标准红外图谱示意2. 决定峰强的因素: (1). (1). 振动过程中偶极矩的变化振动过程中偶极矩的变化 瞬间偶极矩的大小主要取决于以下因素瞬间偶极矩的大小主要取决于以下因素: : a. 原子的电负性原子的电负性:相差大，越强。相差大，越强。
24、 b .振动形式振动形式:ass; c .分子对称性：对称分子，无峰。分子对称性：对称分子，无峰。 d .其它因素其它因素:fermi (2). (2). 能级的跃迁几率能级的跃迁几率 偶极矩（偶极矩（）定义为分子中电定义为分子中电荷中心（正电荷中心荷中心（正电荷中心或负电荷中心）上的或负电荷中心）上的电荷量（电荷量（q）与正、）与正、负电荷中心间距离负电荷中心间距离（d）的乘积（如图）的乘积（如图6-26）：）： = qd d 又称为偶极长度。又称为偶极长度。 第二节第二节 红外光谱的重要吸收区段红外光谱的重要吸收区段一、特征区、指纹区及相关峰的概念一、特征区、指纹区及相关峰的概念 ( (一
25、一) ) 、特征区、特征区: : 40001333 cm-1。 特征峰：该区域的吸收峰称为特征峰。特征峰：该区域的吸收峰称为特征峰。 ( (二二) ) 、指纹区指纹区: 1333-400 cm-1, : 1333-400 cm-1, 该区域该区域出现的谱带主要是出现的谱带主要是C-X (X= C, N, O)C-X (X= C, N, O)单键单键的伸缩振动以及各种弯曲振动的伸缩振动以及各种弯曲振动, , 谱带特别谱带特别密集密集, , 犹如人的指纹犹如人的指纹, , 故称为指纹区。故称为指纹区。 ( (三三) ) 、相关峰相关峰: :相互依存而又相互可以佐相互依存而又相互可以佐证的吸收峰证的
26、吸收峰, , 例如甲基例如甲基(-CH(-CH3 3) ) 。二、红外光谱中的几个重要区段二、红外光谱中的几个重要区段 波数波数(cm-1) 键的振动类型键的振动类型 37503000 OH, NH 33003000 CH(不饱和碳氢键振动不饱和碳氢键振动) 30002700 CH(CH3, CH2, CH, CHO) 24002100 三键伸缩振动区三键伸缩振动区 19001650 羰基伸缩振动区羰基伸缩振动区 16801500 双键伸缩振动区双键伸缩振动区,苯环苯环 14751300 C-H面内弯曲振动区面内弯曲振动区 1000650 C-H面外弯曲振动区面外弯曲振动区(一一). O-H和
27、和N-H伸缩振动区伸缩振动区(37503000cm-1)*详细介绍见详细介绍见p52,55;*游离游离-OH和和缔合缔合-OH的区别的区别;*羧羟基的特征吸收带羧羟基的特征吸收带:30002500cm-1;强而宽。强而宽。*N-H的峰强度比的峰强度比O-H弱弱, 峰带稍尖锐峰带稍尖锐, 伯胺伯胺:双峰双峰, 仲胺和亚胺仲胺和亚胺:一个峰一个峰, 叔胺叔胺:不显峰。不显峰。(一一) O-H、N-H伸缩振动区伸缩振动区（37503000cm-1)-COOHOHR-OHN-H一般带宽OH与NH的差异：强度 2-丁醇的红外光谱图丁醇的红外光谱图-OH-OH：3350cm-13350cm-1CHCH3
28、3,CH,CH2 2仲醇C-OC-OCHCH3 3伯醇C-OC-O-OH-OH3350cm-13350cm-1CHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3C=OC=O-COOH-COOH3200-2500cm-13200-2500cm-1CHCH3 32-2-甲基甲基-2-2-丙醇丙醇1718（羧酸）OC1744（酯）OC（双）（酸酐）1757,1824OC1248OC为中心（强宽）以3000OH1190OC（强）1042OC 苯胺的红外光谱图苯胺的红外光谱图NHNH2 23450,3353450,3350 0单取代苯单取代苯NHNH2 2苯骨架苯骨架伯胺 N-己基甲胺的红外光谱图己基甲胺的
29、红外光谱图NHNHNH33003300CHCH3 3,CH,CH2 2CHCH3 3仲胺例:下列两个化合物IR光谱在37503000cm-1区域中有何不同？ CH2NH2CH3NOCH3CH3ABA:有N-H的双峰,尖而弱,35003100cm-1B:N为叔胺,无吸收峰.例:下述三个化合物IR光谱有何不同? (A). CH3(CH2)6COOH (B). (CH3)3CCH(OH)CH2CH3 (C). CH3CCH(CH2CH3)N(CH3)2 胺盐：胺成盐后，吸收峰显著的向低波数位移。 伯胺盐： N-H在30002500cm-1. 仲胺盐： N-H在27002500cm-1. N-H160
30、01500cm-1(二). 不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动区 (33003000cm-1) 见P48 50 炔氢: 3300 (cm-1), 强度比缔合态的比缔合态的 O-H 吸收弱，比吸收弱，比 N-H吸收强。吸收强。 Ar-H: 3030 (cm-1), 弱到强; C=C-H: 30403010 (cm-1), 弱到中强.*此区域是区别饱和与不饱和的重要区域, 不饱和烃与芳烃在3000 cm-1以上, 而饱和烃在3000 cm-1以下. 1-己炔的红外光谱图己炔的红外光谱图碳三键碳三键C CH H3 3,CH,CH2 2碳三键碳三键C CH H33003300 芳烃：芳烃：芳烃芳烃C-H伸缩
31、振动吸收带出现在伸缩振动吸收带出现在3030 cm-1附近，均为苯环附近，均为苯环C-H伸缩振动。伸缩振动。 乙苯乙苯单取代苯单取代苯苯环骨架苯环骨架苯苯=CH=CH30303030CHCH2 2CHCH3 3 -蒎烯的红外光谱图蒎烯的红外光谱图CHCH2 2CHCH3 3=CH=CH2 230803080C=CC=CCHCH3 3例: 下列化合物在C-H伸缩区域有何区 别? CHCH3CH3CHCH3CH3ABA:有苯=C-H的伸缩振动峰,3030cm-1B:此区域无吸收峰. 例外：例外：饱和卤代烃中与卤素直接相连的饱和卤代烃中与卤素直接相连的 C-H也在此区域内。也在此区域内。 CH3I的
32、的 C-H：3060cm-1. CH3Br的的 C-H：3050cm-1. CH3Cl的的 C-H：3042cm-1.( (三三). ). 饱和烃饱和烃C-HC-H和醛基和醛基C-HC-H伸缩振动伸缩振动区区 ( (30002700 cm-1) ) 见见P46P46、5454 -CH3: 2960及2870 cm-1, 高强; -CH2: 2930及 2850 cm-1, 强; -C-H: 2890 cm-1, 中强; -OCH3: 28302810 cm-1, 中强; -CHO: 27202820 cm-1, 中强; -OCH2O-: 27802765 cm-1, 弱到中.图示129603c
33、masCH129252cmasCH128703cmsCH128502cmsCH12014652cmCH114503cmasCH113753cmsCH17202cmCHCCHCCHCHCOHSPSPSP23C-H伸缩振动33003100 3000 cmcm-1-1) ) HCC HHCHC CH2H3080 cmcm-1-1 3030 cmcm-1-1 3080 cmcm-1-1 3030 cmcm-1-1 3300 cmcm-1-1 （C-HC-H）3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cmcm-1-1 3000 cmcm-1 -1 21:54:52b)C=C 伸缩振动伸缩
34、振动(1680-1630 cmcm-1-1 ) )1660cmcm-1-1 分界线分界线C CR1HHR2C CR1R2R3HC CR1R2R3R4（C=CC=C）反式烯反式烯三取代烯三取代烯四取代烯四取代烯1680-1665 cmcm-1-1 弱，尖弱，尖C CR1HHR2C CR1HHHC CR1R2HH顺式烯顺式烯乙烯基烯乙烯基烯亚乙烯基烯亚乙烯基烯1660-1630cmcm-1-1 中强，尖中强，尖21:54:52 分界线分界线1660cmcm-1-1 顺强，反弱顺强，反弱 四取代（不与四取代（不与O，N等相连）无等相连）无（C=CC=C）峰峰 端烯的强度强端烯的强度强 共轭使共轭使（
35、C=CC=C）下降下降20-30 cmcm-1-1 CCRHCCR2R1C CC C 2140-2100cmcm-1-1 （弱）（弱） 2260-2190 cmcm-1-1 （弱）（弱）总结总结21:54:52c)C-H 变形振动变形振动(1000-700 cmcm-1-1 ) )面内变形 （=C-H）1400-1420 cmcm-1-1 （弱）（弱）面外变形 （=C-H） 1000-700 cmcm-1-1 （有价值）（有价值）C CCCR1HHR2C CR1R2R3HC CR1R2R3R4RH （=C-H）970 cmcm-1-1（强）（强） 790-840 cmcm-1-1 （820 c
36、mcm-1-1） 610-700 cmcm-1-1（强）（强） 2：1375-1225 cmcm-1-1（弱）（弱） C CR1HHR2C CR1HHHC CR1R2HHCCR2R1 （=C-H）800-650 cmcm-1-1（ 690 690 cm-cm-1 1）990 cmcm-1-1910910 cmcm-1-1 （强）（强） 2：1850-1780 cmcm-1-1 890 cmcm-1-1（强）（强） 2：1800-1780 cmcm-1-1 谱图谱图21:54:5221:54:52对比对比21:54:52烯烃顺反异构体烯烃顺反异构体21:54:533.醇（醇（OH） OH，COa
37、)-OH 伸缩振动伸缩振动(3600 cmcm-1-1) b)碳氧伸缩振动碳氧伸缩振动(1100 cmcm-1-1) )CCCCCOHCC游离醇，酚伯伯-OH 3640cmcm-1-1仲仲-OH 3630cmcm-1-1叔叔-OH 3620cmcm-1-1酚酚-OH 3610cmcm-1-1（OH） （C-OC-O） 1050 cmcm-1-11100 cmcm-1-11150 cmcm-1-11200 cmcm-1-1支化支化：-15 cmcm-1-1不饱和：-30 cmcm-1-121:54:53OH基团特性基团特性 双分子缔合（二聚体）双分子缔合（二聚体）3550-3450 cmcm-1
38、-1多分子缔合（多聚体）多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1-1分子内氢键：分子内氢键：分子间氢键：分子间氢键：多元醇（如多元醇（如1，2-二醇二醇 ） 3600-3500 cmcm-1-1螯合键（和螯合键（和C=O，NO2等）等）3200-3500 cmcm-1-1多分子缔合（多聚体）多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1-1 分子间氢键随浓度而变，分子间氢键随浓度而变，而分子内氢键不随浓度而变。而分子内氢键不随浓度而变。水（溶液）水（溶液）3710 cmcm-1-1水（固体）水（固体）3300cm-13300cm-1结晶水结晶水 3600-3450 cm360
39、0-3450 cm-1-121:54:533515cm-10 001M01M01M025M10M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图图2950cm-12895 cm-121:54:5321:54:5321:54:53脂族和环的脂族和环的C-O-C asas 1150-1070cmcm-1-1 芳族和乙烯基的芳族和乙烯基的=C-O-Casas 1275-1200cmcm-1 -1 （1250cmcm-1-1 ）s s 1075-1020cmcm-1-14. 醚（醚（COC）脂族脂族 R-OCH3 s s (CH3) 2830-2815cmc
40、m-1 -1 芳族芳族 Ar-OCH3 s s (CH3) 2850cmcm-1 -1 21:54:535醛、酮醛、酮21:54:53醛醛21:54:5321:54:536 6羧酸及其衍羧酸及其衍生物生物羧酸的红外光谱图羧酸的红外光谱图21:54:53酰胺的红外光谱图酰胺的红外光谱图21:54:53不同酰胺吸收峰数据不同酰胺吸收峰数据谱谱带带类类型型谱谱带带名名称称游游离离缔缔合合（N N- -H H）3 35 50 00 0 cm-13 34 40 00 0 cm-13 33 35 50 0- -3 31 10 00 0 几几个个峰峰（C C= =O O）酰酰胺胺谱谱带带1 16 69 90
41、 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1（N N- -H H）（面面内内） 酰酰胺胺谱谱带带1 16 60 00 0 cm-11 16 64 40 0 cm-1（）酰酰胺胺谱谱带带1 14 40 00 0 cm-1伯伯酰酰胺胺（N N- -H H）（面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1（N N- -H H）3 34 44 40 0 cm-13 33 33 30 0 cm-13070 cm-1（N N- -H H）（面面内内）倍倍频频（C C= =O O）酰酰胺胺谱谱带带1 16 68 80 0 cm-1 16 65 55 5 cm-（N N- -H H）（面面内内
42、） 酰酰胺胺谱谱带带1 15 53 30 0 cm-1 15 55 50 0 cm-（）酰酰胺胺谱谱带带1 12 26 60 0 cm-1 12 29 90 0 cm-（N N- -H H）（面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1仲仲酰酰胺胺( (O OC CN N) )酰酰胺胺谱谱带带 6 65 50 0 cm-1（C C= =O O）1 16 65 50 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1叔叔酰酰胺胺（）1 11 18 80 0- -1 10 06 60 0 cm-121:54:53酸酐和酸酐和酰氯的酰氯的红外光红外光谱图谱图21:54:53氰基化合物氰基化
43、合物的红外光谱的红外光谱图图CNCN=2275-2220cm=2275-2220cm-1-121:54:53硝基化合物的硝基化合物的红外光谱图红外光谱图ASAS （N=ON=O）=1565-1545cm=1565-1545cm-1-1S S （N=ON=O）=1385-1350cm=1385-1350cm-1-1脂肪族脂肪族芳香族芳香族S S （N=ON=O）=1365-1290cm=1365-1290cm-1-1ASAS （N=ON=O）=1550-1500cm=1550-1500cm-1-1例题例题structure determination of compounds21:54:531.
44、 未知物21:54:532.推测推测C4H8O2的结构的结构H C O CH2CH2CH3OH3C C O CH2CH3OH3CH2C C O CH3O118012401160解：解：1） =1-8/2+4=1 2）峰归属）峰归属 3）可能的结构）可能的结构饱和C-HC=OCH3C-O21:54:533.推测推测C8H8纯液体纯液体解：解：1） =1-8/2+8=52）峰归属）峰归属 3）可能的结构）可能的结构 HC CH2苯=C-H苯骨架苯单取代21:54:534. C8H7N，确定结构，确定结构解：解：1） =1-（1-7）/2+8=6 2）峰归属：）峰归属： 3030：苯：苯=C-H 1
45、607，1508，1450 ：苯环：苯环 2217：氰：氰 2920，1380：CH3 817：对二取代：对二取代 H3CCN3）可能的结构）可能的结构苯对二取代苯对二取代苯对二取代苯骨架苯=C-H氰CH2CHCN例例1 1) 不：不：32）2240， 3300(), CN3) 3100, 1620 , C=C4) 975, 870 单取代烯单取代烯 CH2CHC6H13例例71）不：）不：12）3008，1650 烯烯3）990，910 单取代烯烃单取代烯烃例：例： 下列下列A,B,CA,B,C三种化合物将分别在三种化合物将分别在IRIR光谱光谱中哪一段有吸收？各因什么振动类型引起？中哪一段
46、有吸收？各因什么振动类型引起？ H3CH2CHOHOHOCH2NHCH3ABC4000OHN-HC-H叁键区CCCNZ=X=Y25002000带少1850C=O区1650双键区C=C1550N=OC-OC-NC-CC-XC-H指纹区40021:54:54常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带特征区特征区指纹区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氢键）（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C有机化合物基团的特征频率有机化合物基团的特征频率区段波数范围/cm-
47、1振动类型相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1说明O-H 伸缩醇酚单体 3650-3590(s);缔合 3400-3200(s,b)酸 单体 3560-3500(m) ;缔合 3000-2500(s,b)()N-H和O-H伸缩 振 动区37503000N-H 伸缩胺 1。;3500(m)和 3400(m);2。3500-3300(m)亚胺 3400-3300(m)酰胺 3350(m)和 3160(m);一取代酰胺 3320-3060(m)无 论 单 体还是缔合 ， N-H吸 收 都 比O-H吸 收尖而弱C-H伸缩炔 3300 (s)()不 饱 和C-H伸缩 振 动区33003010=C-H
48、 伸缩烯 3090-3010(m)芳烃 -3030醛基的=C-H吸收于 2820cm-1和 2720cm-1处特征频率区()饱和C-H伸缩 振 动区30002800C-H 伸缩烷烃 CH3:2962+10(s)和 2872+10(s)CH2:2926+10(s)和 2853+10(s)3000cm-1 处为 区 分 饱合 与 不 饱合 C-H的分界线(? -H 的C-H吸 收在 3050cm-1处区段波数范围/cm-1振动类型相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1说明CC 伸缩炔 RCCH 2140-2100(S)RCCR2260-2190(v,w)CN 伸缩腈 22602240(m)-N=
49、C=O伸缩异氰酸酯 22752240(s)()三 键 和累 积 双键 伸 缩振动区24002100-C=C=O伸缩烯酮 2150()羰 基 伸缩 振 动区19001630C=O 伸缩酸酐 18501800(s);17901740(s)酰卤 18151770(s)酯 17501735(s)醛 17401720(s)酮 17251705(s)酸 17251700(s)酰胺 16901630(s)酸酐两峰相距60cm-1C=C 伸缩烯 16801620(v)芳环 1600(v);1580(m);1500(v);1450(v)C=N 伸缩亚胺、肟 16901640(v)()两 键 伸缩 振 动区167
50、51500N=N 伸缩偶氮 16301575(v)特征频率区()饱合C-H面内 弯 曲振动区14751300C-H面 内弯曲烷烃CH3: 14701430(m);13801370(s)CH2: 14851445(m)CH: 1340(w)有C(CH3)2和-C(CH3)3基团 时 ， 1380-1370cm-1处峰裂分为两峰。区段波数范围/cm-1振动类型相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1说明=C-H面外弯曲烯 单取代烯995985(s);915905 顺式取代烯 690(s) 反式取代烯 970960(s) 同碳二取代烯 895885 三取代烯 840790(s)芳烃 五个相邻氢原子7
