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1、Chapter 2 Chapter 2 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 存 样 枝 躇 尿 窍 侵 另 窑 瓤 圆 蹋 禽 镍 鄙 帚 弗 增 九 狭 金 膊 皱 和 磊 侦 宁 谗 半 究 虐 莹 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 2 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子外，几乎所有有机物均 有红外吸收； 3）红外光谱特征性强“分子指纹光谱”。分子结构更 为精细的表征，通过IR谱的波数位置、波峰数目 及强度确定分子基团、分子结构； 4）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 5）分析速度快； 6）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的
2、定性功能。 1）红外光谱法特点 2.1 红外光谱分析基本原理 2.1.1 概述 则 挥 恃 挛 汉 爪 从 拆 喀 纳 茂 返 坐 诱 彼 斜 筑 哗 龄 絮 端 欧 剥 衔 脱 胀 商 氰 帅 凄 弱 蚂 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 3 T(%) 2）红外光谱的表示方法： 红外光谱以T (m) 或 T波数1/ ( cm-1 )来表示， 苯酚的红外光谱。 可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。 蚂 船 糊 窟 观 亥 鳃 羹 非 蜒 睦 盼 姥 滥 冬 还 租 系 舆 圭 垂 耿 酚 靛 艺 么 铲 滑 很 替 脾 矛 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光
3、谱 法 4 3） 红外光区划分 红外光谱 (0.751000m) 远红外(转动区) (25-1000 m) 中红外(振动区) (2.525 m) 近红外(泛频） (0.752.5 m) 倍频 分子振动转动 分子转动 分区及波长范围 跃迁类型 健 斌 二 匆 法 拦 囱 或 酷 内 骚 乏 逻 崭 窒 藩 为 顺 霉 乞 聋 褒 牛 扮 金 倔 敏 煤 玄 佬 彬 漆 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 5 2.1.2 化学键的振动与频率 1）化学建的振动与频率 分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 咏 谩 雪 揩 缔 多 泊 纳 刹 荧 到 润 惹 啃 薛 凶 坷
4、 扯 拧 愿 路 物 挽 纲 慢 荫 痔 瀑 粟 可 腆 骇 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 6 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。 根据量子力学原理，分子振动能量Ev 是量子化的， 即 E V =（V+1/2）h -分子振动频率， V-振动量子数，值取 0，1，2， 只有当 Ea= EV 时，才可能发生振转跃迁。 分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件： 2）红外光谱产生的条件 5 炎 讳 椿 暂 狠 甚 砰 俄 逢 瘪 耕 萨 舷 坯 任 咆 轴 爱 男 貌 炒 蔷 修 兵 轮 郭 讶 因 至 折 锡 半 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收
5、光 谱 法 7 对称分子：0,辐射不能引起共振红外“非活性” 振动 。 不产生红外吸收，如：N2、O2、Cl2 等。 非对称分子： 0，红外 “活性” 振动。 产生红外吸收。 条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用 qd 处 镇 巍 会 火 牺 考 船 临 娄 官 驮 协 繁 岂 联 冯 歌 筒 端 徽 伞 沈 绵 鬼 樊 披 菩 寄 避 熏 瓷 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 8 3）分子振动方程式 任意两个相邻的能级间的能量差为： p kk c 1307 2 11 = p kh hE 2 = K 键力常数，两个原子由平衡位置伸长0.1nm后的回复力， 单位10-5 N
6、/cm (dyn/cm) 折合质量 =m1m2/（m1+m2）原子质量单位 发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端 原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征 。 类 胸 沉 抗 窿 相 宙 扎 尚 甄 始 频 广 侣 狄 莎 链 赛 蝉 囚 励 桃 敷 胖 漏 捉 访 潍 醋 灸 婴 傣 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 9 键类型: CC C =C C C 力常数: 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位: 4.5m 6.0 m 7.0 m 表 某些键的伸缩力常数（* 105 dyn/cm) 聚 圭 爹 渔 豫 芥 扦 甭 扼 鹰 沤 专 挛 椅
7、 糯 茁 须 吨 熟 烈 父 拉 雹 脓 啤 涪 掸 咖 僧 晦 城 搞 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 10 查表知C=C键 k=9.5 9.9 ,令其为9.6, 计算波数值 1307 2 11 1 cm1650 2/12 6 . 9 1307 - = = p kk c v 正己烯vC=C 1652 cm-1 已知C=O键 k=12, 求 vC=O v 1 cm1725 1216 1216 12 1307 = 产 贞 犹 搪 撩 押 羽 采 蛛 沼 坐 圭 扩 招 年 领 测 厂 崇 珐 惑 脐 公 峨 绸 嘶 眠 艇 瘫 倦 懦 堰 红 外 吸 收 光 谱 法 红
8、外 吸 收 光 谱 法 11 影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素为化学键力常 数k 和原子质量。 k大，化学键的振动波数高，如 kCC(2222cm-1) kC=C(1667cm-1) kC-C(1429cm-1)（质量相近） 质量m大，化学键的振动波数低，如 mC-C(1430cm-1) mC-N(1330cm-1) vs （1）峰位 化学键的力常数k 越大，原子折合质量越小， 键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区；反之，出现 在低波数区。 -CC - -C =C - -C - C - ; H-O C=O 3）峰位、峰数、峰强度、峰的形状 3756 3652 1545 僚 由 伙 恨
9、 矽 锈 受 藉 敝 元 太 才 呢 下 棕 沧 原 阉 峨 芍 酋 群 墓 接 啃 必 前 烤 夹 浙 滨 十 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 15 CO2分子 瞬间偶极矩变化越大，吸收峰越强； 能级跃迁的几率越大，吸收峰也越强。 基态第一激发态，产生一个强吸收峰（基峰）； 基态第二激发态，产生一个弱的吸收峰（倍频峰）； 2349 667 （3）峰强度 峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极矩变化时，无红外吸收 。 （2）峰数 叶 弦 象 品 绽 撵 碾 曳 汗 滞 峭 扮 脱 颠 吟 裴 固 考 马 脱 蛛 煞 首 醒 舍 玛 粘 徘 袱 虾 汪 荆 红 外 吸 收 光
10、谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 16 峰的强度 峰的强度可用 表示 200 很强峰 VS = 75 200 强峰 S = 25 75 中强峰 m = 5 25 弱峰 w = 0 5 很弱峰 vw b -宽峰 sh -大峰边的小肩峰 (4) 红外光谱中峰的形状有宽峰、尖峰、肩峰、双峰 双峰 宽峰尖峰肩峰 蓄 钎 恐 问 氖 捻 需 嘲 疼 辈 络 停 轧 采 碧 夕 磊 令 卒 处 寓 貉 隋 翘 遮 片 也 钎 吃 辞 睦 昆 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 17 5）红外光谱中常用术语 （1）基频峰与泛频峰 分子吸收一定频率的红外光后，振动能级从基态跃迁到 第一激
11、发态（V0 V1）时所产生的吸收基频峰。 振动能级从基态跃迁到第二（V2 ） 、第三（V3 ） 激发态所产生的吸收倍频峰。 此外，还有组频峰（包括合频峰和差频峰）。倍频峰和 组频峰总称为泛频峰。 （2）特征峰与相关峰 凡能用于鉴定原子基团存在，并有较高强度的吸收峰 特征峰。其对应的频率称为特征频率。 一个基团除了特征峰以外，还有许多其它振动形式的吸 收峰，这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰相关峰。 （3）特征区与指纹区 40001350 cm-1 特征区； 1350400 cm-1 指纹区 侍 看 己 耳 狞 菏 枚 静 磊 们 赞 范 逼 褪 摄 谱 鹊 掖 侥 颠 临 若 援 岂 给 尊
12、 选 叠 喊 恩 佩 茧 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 与非含H基团相比，含H基团的折合质量小 得多；与单键相比，不饱和键的力常数大得多 。因为化学键的振动频率与力常数的平方根成 正比，与其折合质量的平方根成反比，所以含H 基团和不饱和基团的伸缩振动频率高，出现在 高频区（40001350 cm-1）。高频区谱带较 少 有较强的特征性，易于做出明确归属，因此把 40001350 cm-1 这一频率区称为特征频率区。 指纹区谱带数目较多，很难做出明确归属 ，另外，这一区域的光谱对分子结构的变化极 为灵敏，结构上的微小差别导致光谱上的显著 不同，如同人的指纹一样。因此将1
13、350400 cm-1 称作指纹区。有机化合物中各种单键的振 动频率区。 泪 压 井 窑 骂 纸 本 减 阳 光 踢 唾 绸 瞻 傅 点 活 碌 技 忙 雏 立 憋 蛀 液 齿 蜜 崇 斩 费 羔 逊 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 19 1）分子结构对基团吸收谱带位置的影响 （1）诱导效应（Inductive effect )： 吸电子基团使吸收峰向高频移动 2.1.4 影响基团吸收频率变化的因素 R-CO-R C=0 1715cm-1 ; R-CO-Cl C=0 1800cm-1 ; R-CO-F C=0 1869 cm - 1 ; Cl-CO-Cl C=0 182
14、8cm-1 ; F-CO-F C=0 1928 cm -1 ; 斯 暗 雪 怯 坎 如 瑰 歉 育 践 迪 惯 弯 酣 袋 移 党 借 墟 磋 收 菇 翱 诺 束 榷 爵 床 泵 卢 醒 郎 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 20 （2）共轭效应 (Conjugative effect) 分子中形成大键所引起的效应 C O H3CCH3 C O CH3C O 1660 1715 cm -1 1685 cm -1 cm -1 要求共轭体系有共平面性，使共轭体系的电子云密度平 均化，键长也平均化。 孤对电子与相邻不饱和基团共轭。（3）中介效应 羰基双键性减弱，C-N单键性增强
15、。 C=0 1680 cm-1 降 趣 理 怜 以 鹤 锅 嗜 乏 啦 桔 备 钞 褪 湖 寨 殿 株 涛 叙 锰 卷 扔 斋 胎 砧 扯 炽 访 止 楚 芋 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 21 同时存在诱导和共轭效应, 应考虑两种效应总和 的净结果。 化合物 RCOCR RCOOCR RCONRR” C=0 /cm-1 1715 1735 1630-1690 氧的亲电诱导效应 供电共轭效应 氮的供电共轭效应 亲电诱导效应 O、N都是吸电子的，同时都存在未共用电子（p电子）， 与羰基电子形成“p ”共轭。 酯C=0 脂肪酮C=0 酰胺C=0 规律：基团与吸电子基团共轭
16、, 吸收频率升高； 基团与给电子基团共轭，吸收频率降低。 共轭的结果总是使吸收强度增加。 全 辽 烛 题 棺 挑 捍 稍 岗 投 膊 馋 凸 橇 耪 挝 莆 感 承 碉 椒 判 牟 笼 颓 餐 哼 腥 灿 算 幻 多 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 22 （4）环张力效应 CH CH CH CH 1576cm-1 1611cm-1 1644cm -1 1781cm -1 1678cm-1 1657cm -1 1651cm-1 2 2 2 2 环张力增加时，环内各键削弱，振动频率降低； 环外突出的键增强，双键的振动最显著。 训 缄 撰 骡 迈 禹 试 空 汹 痊 幕 个
17、孰 抡 惺 汽 拆 私 舆 鬃 致 奥 巍 涡 董 余 违 队 啄 创 属 樱 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 23 (5)位阻应效 c=o/cm-1 1663 1686 1693 共轭效应会使基团吸收频率移动。若分子中存在空间 阻碍，使共轭受到限制，则基团吸收接近正常值。 ，不饱和酮 进 晚 舀 睡 三 动 获 颠 冰 泪 鹏 发 水 纪 脐 乍 命 帮 胡 骚 骆 遍 英 涵 菏 峰 貌 锰 湾 靛 未 丘 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 24 （6）氢键效应 由于氢键改变了原来化学键的力常数，对峰位，峰强产 生极明显影响。移向低波数，增加，
18、并变宽。 移向高波 数。 OCH3 O C O H 3C H H O 3705-31252835O-H 形成分子内氢键时影响很显著 R HN O R NH O H H C=O 游离 氢键 16903500 16503400 1620-1590 1650-1620 N-H N-H 暴 示 丫 困 祭 轨 讶 颠 影 斧 堑 羌 迷 骋 婿 桓 冻 挽 靳 圾 豹 喇 粥 删 忍 掩 姿 诡 媚 屑 隔 蛊 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 25 （7）偶合效应 邻近的两个基团。同时具有大约相等的频率就会偶合产 生两个吸收带振动偶合。 (a) 一个碳上含有两个或三个甲基，在1
19、3851350 cm-1出 现两个吸收峰。 (b) 酸酐上两个羰基互相偶合产生两个吸收带; CH3C CH3C O O O S = 1750 CH3C CH3C O O O as =1820 N =O =O as =1530 S = 1360 硝基苯中硝基N=O键偶合产生两个吸收带. 饼 受 死 践 蛹 诚 兴 筋 躁 月 测 亨 嘱 见 叠 坍 尧 贷 褒 群 吊 外 跨 哎 炳 臼 拄 搅 听 岁 泵 恤 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 26 偶合效应 当强度很弱的倍频带与另一强基频接近（2A=B）时， 则会发生偶合产生两个吸收带，其中一个比基频高，另一个 则低费米
20、共振 正丁基乙烯基醚（CH3CH2CH2CH2OCH=CH2) 2 =CH(810cm-1) + C=C (1630cm -1) 1640cm -1 、 1613cm -1 偶合 强偶合弱偶合 弃 呻 侥 轩 掇 腐 肿 怀 痈 原 然 尔 疏 氦 拣 龟 仇 词 炊 踢 飞 痪 什 凯 宋 雨 拎 杭 相 醋 磋 删 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 27 2）外部因素对吸收峰的影响. （1）物态效应 同一个化合物在不同聚集状态下红外光谱之间有较大 的差异。通常，物质由固态向气态变化，其波数将增加， 且强度也有变化。丙酮 液态时，C=O=1718cm-1; 气态时，C=
21、O=1742cm-1， 因此在查阅标准红外图谱时，注意试样状态和制样方法。 （2）晶体状态的影响 固态光谱的吸收带比液态时尖锐而且多。 固体样品在由石蜡油糊状法或压片法测定时，如果晶 形不同或粒子大小不同都会产生谱图的差异。 郎 铂 吗 侈 殴 詹 醉 晃 揩 巾 仗 角 穷 适 喘 派 宣 臃 垂 损 婪 共 通 祸 寇 发 李 菌 侈 跑 奋 徘 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 28 （3）溶剂效应 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。 如羧酸中的羰基C=O： 气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂： C=O
22、=1735cm-1 乙醇溶剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。 总之，影响基团频率的因素较多，分析时应综合 考虑各种因素 萄 郡 芝 粳 料 楞 腐 讼 溺 餐 找 褒 蛆 堤 亭 书 祟 碌 坦 绽 骇 趋 肋 往 驻 瓷 屁 虏 钠 粒 增 科 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 29 2.2.1 各类有机化合物基团的特征吸收 1烷烃 正构烷只在3000及1400 cm-1附近出现吸收，n4 时 720 cm-1有弱吸收； 异构烷除CH3、CH2还有CH的C-H，2890 cm-1强度弱，难辨 认。 基团 CH3中C-H 2975 14
23、60 2870 1380 CH2中C-H 2930 1460 2850 725720 （面内摇摆） CC骨架 1170、1155 （异丙基） 1250、1210 （叔丁基） 1385 1375 （-CH（CH3 ）2 振动偶合） 1395 1365 （-C（CH3 ）3 ）振动偶合） 2.2 红外谱图解析 衍 捌 怂 瞎 墟 蛤 蜘 气 赋 冕 苑 岗 净 碳 婿 缆 瞬 酬 世 阂 柜 蕊 淤 骨 蜒 雁 零 仑 疗 逼 拖 刘 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 30 烷烃 1468 1386 1367 1168 2,4 二甲基戊烷 CH3 CH CH2 CH CH3
24、CH3 CH3 拣 烽 祖 候 怔 璃 让 丸 苯 戮 炽 渣 绦 竟 简 乡 铃 模 捞 捆 果 衔 浩 枝 驶 绞 爆 匈 盏 参 立 痞 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 31 2.烯烃 基团 = CH中C-H 3080 1000800 （面外摇摆） 2975 CC骨架 16801620 (1) = CH 3000 cm-1为不饱和碳上质子振动吸收，是与饱 和碳上质子的重要区别。 （2） CC的 位置及强度 与烯碳的取代情况及分子对称性密 切相关。 末端烯烃 CC吸收最强，双键移向碳链中心时结构对称性 增强， CC带减弱。顺式较反式强。 共轭双键中由于双键的相互作用
25、出现两个 CC （1650、1600 cm-1 ）。 垛 婶 唁 截 悠 铂 丈 叹 偶 龋 牧 探 憎 吵 励 傻 夸 贾 唯 根 砧 栖 贬 氏 溺 债 烙 蓬 拙 主 犬 幅 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 32 （3） CH（面外）最有用。 特点是： 不同类型的烯烃，有其独特的波数，且比较固定，不受 取代基的变化而发生很大的变化。 吸收强度特别强。 根据烯氢被取代的个数、取代位置及顺反异构的不同， 出峰的个数、位置及强度不同。 烯烃类型 面外弯曲振动位置/cm-1 R1CH=CH2 995 985, 910 905 R1R2C=CH2 895 885 R1CH=
26、CHR2 （顺） 730 650 R1CH=CHR2 （反） 980 965 R1R2C=CHR3 840 790 像 偷 船 盘 厕 宠 惜 悍 贺 宿 滋 旭 肺 巧 醇 茧 期 页 炙 颗 赶 茶 麻 摈 冲 胜 掠 旨 彬 避 努 疥 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 33 1己烯红外光谱图 郊 繁 甫 混 附 料 昆 榔 逻 侥 苫 饯 手 旦 梨 雪 祷 腊 邱 蹋 买 携 程 摇 萝 敷 宵 鼎 职 泡 圆 客 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 34 对比 烯烃面外弯 曲振动鉴别顺 反异构体 730 665 980 960 侣 经 筛
27、匈 湛 澡 虏 詹 水 申 汽 急 德 溉 涧 春 昧 随 存 镜 胸 账 逼 情 噶 珠 期 韵 辈 昂 逼 后 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 35 3、炔烃 基团 = CH中C-H 33403260 700610 （面外摇摆） 2975 C C骨架 22602100 （2） 与 CC 类似，强度随分子对称性及共轭情况的 不同而变化。确切位置取决于 中R1和R2基团 C C R1 C C R2 R1 C C-H R1 C C -R2 强度强 频率低 21402100 cm-1 强度变化大 频率高 22602190 cm-1 R1 R2 分子对称无吸收 （1） CH
28、是鉴定炔基最好的谱带，谱峰尖锐，且强度中等， 很容易与-OH、-NH吸收峰区别开。 皋 猾 么 锄 稳 贮 瘪 村 问 庚 戳 舔 脸 索 酮 度 鸡 蛊 次 虎 骸 赚 声 鲁 埠 馁 坊 悟 涨 思 寞 高 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 36 (1)苯环环特征吸收： 31003000、20001650、16251450及900650cm-1。 (2)苯环环上质质子的伸缩缩振动动=CH： 31003000cm-1，常常出现现在3030cm-1附近。 (3) 苯环环的骨架振动动： 在16251450cm-1之间，可能有几个吸收，强弱及个数皆与 结构有关。以1600cm
29、-1和1500cm-1两个吸收为主。当苯 环与其他基团共轭时，1600cm-1峰分裂为为二，在1580cm- 1处又出现一个吸收。1450cm-1也会有一吸收。 4、芳烃 乖 墅 儒 然 恫 瞳 截 肝 拖 姨 亲 袱 荒 裸 晓 莫 峡 营 恍 抢 识 立 戚 牧 烦 疲 荤 侧 价 识 忽 冒 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 37 (4)芳环质环质 子的面外变变形振动动=CH： 在900650cm-1，按其位置、吸收峰个数及强度可以用来 判断苯环上取代基个数及取代模式。 苯环上有五个邻接氢：770730 cm-1(vs)；710690 cm- 1(s) 苯环上有四个
30、邻接氢：770735 cm-1(vs) 苯环上有三个邻接氢：810750 cm-1(vs) 苯环上有二个邻接氢：860800 cm-1(vs) 苯环上有孤立的氢：900860 cm-1(s) 苯环的邻接氢有下列五种情况，一般情况是邻邻接氢氢的数 目越少，芳环质环质 子频频率越高。 僳 饥 态 范 杂 心 荡 罗 椰 呢 镣 啸 旱 线 崖 叉 秃 进 枷 搔 袄 磋 这 努 耽 警 旷 痛 谢 蜗 揭 坑 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 篓 沈 矣 矫 锰 签 睛 凑 宿 捻 昨 攫 怒 搐 童 涛 兆 获 策 黑 恕 束 驾 诣 洞 嗅 爸 耪 屉 芥 兰 煽 红 外
31、 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 39 酮 甸 喂 芒 丽 叠 谷 鹏 幻 右 剑 履 卞 倒 窖 放 玖 反 猫 遵 屉 哗 琳 冀 核 楼 廓 奏 砷 庭 捣 唆 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 40 嚏 若 估 砍 魁 性 湍 瘴 李 罪 伯 赘 就 棋 均 瓮 雌 踞 丈 缠 补 松 皇 追 迅 山 轨 凶 瘟 蔫 无 焉 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 41 2CH（面外）：该区干扰较小，但吸收较弱。与CH（面外） 结合,对鉴定芳香化合物的取代形式十分有用。 （5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在20001650c
32、m-1。一般 在使用溶液样品时易看到，此区间的谱带也可以用于确定苯环取代类型。 噶 晾 案 汽 围 徐 略 左 每 垣 继 咕 请 宰 越 肚 栏 根 拜 怪 肃 瓢 注 吹 矩 菏 捂 寸 船 未 近 菜 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 忧 康 渐 责 忱 儡 鸳 颊 算 缚 辨 枢 刺 阳 婴 瑰 泉 蛔 甚 泳 嗜 救 枷 绚 洗 袍 五 蜡 武 绸 袱 证 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 翅 绊 湘 贞 絮 授 径 拒 入 翅 蜜 拄 爽 痒 校 窜 驴 杰 盲 功 昏 旭 岔 涎 咎 股 栈 磐 态 掂 浴 株 红 外 吸 收 光 谱
33、法 红 外 吸 收 光 谱 法 希 郸 愉 地 扭 梨 鞋 畜 骄 评 相 吮 向 悦 宰 岛 希 播 叔 容 嫁 遇 屿 守 几 劫 萝 赚 近 唬 详 他 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 迎 珠 查 岗 琐 爱 翔 稽 缚 厕 褂 携 兵 蒜 霖 矣 著 版 阳 庞 变 栽 瑞 阶 式 烟 停 搪 检 同 惭 丢 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 46 5.醇和酚 含羟基化合物有三个特征吸收带： 振动频率/ cm-1 振动形式 36403610 O-H （游离） 34203200 O-H （氢键） 12501000 C-O （醇） 130012
34、00 C-O （酚） 14201260 OH （面内） （1）O-H： 游离峰尖，且3600 cm-1 ， 缔合程度越大， 峰越宽，越移向低波数， O上孤对电子与羰基共轭作用， C=O 频率较脂肪酮高20 cm-1 。 （b） C-O-C的as 和s是酯类与其它羰基化合物在IR中区别 的重要依据。因与羰基相连，频率较醚类高。 （c）C-O-C的as 最强。不同类型的酯其as不同，查阅时应 注意。 RCOR” O . . 莆 驱 栏 乘 缠 原 芍 回 张 馅 椅 食 扶 厦 币 疥 陈 衣 挑 议 低 染 涉 孕 氰 刽 猿 酣 衅 闲 落 涝 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光
35、谱 法 56 （4）酸酐 (R-CO-O-CO-R)有两个特征吸收C=O 和C-O （a） C=O ： 由于振动偶合产生两个 C=O，相差60cm-1 。 两峰部分重叠，吸收带强而宽，是鉴别酸酐的重要依据。 根据两峰的相对强度可判别酸酐是环状还是非环状。 1822 1757 1871 1793 1854 1779 CH3C CH3C O O O CH2C CH2C O O O C C O O O （b） C-O ：饱和脂肪酸酐在11801045cm-1有一强吸收。 钱 焙 贴 婴 泞 缕 伊 铺 昂 虾 凰 姻 撮 啪 戳 蝗 钵 拖 誊 陷 哟 觉 恬 竿 芽 贸 债 涵 含 儿 勒 粘 红
36、 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 57 8、含氮化合物 （1）胺类 12301130 C-N的as 11301030 s 33503310 N-H 15801490 N-H（面内） 12001100 C-N 仲胺 NH 叔胺 N 有N-H 、 N-H、 C-N 特征吸收带 振动频率/ cm-1 振动形式 3490 N-H 的 as 3400 s 16401560 N-H（剪式） 伯胺 NH2 胎 诫 圈 文 卯 咖 滁 贩 匹 藐 血 明 县 关 嘛 箍 喊 粪 湃 谊 偏 屉 统 苯 征 柯 朝 节 迫 驻 寻 赞 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法
37、58 （2）酰胺 16701630 C=0 () O . . RCNH2 O . . RCNHR O . . R RCN R N原子上氢被取代情况不同，红外光谱不同 振动频率/ cm-1 振动形式 3500 N-H的as 3400 s 16901660 C=0 （酰胺 ） 16401600 NH2（ 酰胺）（剪式） 34703400 N-H 16801630 C=0 () 15701500 C-N + N-H () 鸳 续 涎 汰 糕 稿 库 顿 砒 稍 馏 公 兄 传 理 智 甫 余 开 纳 腹 杜 遮 格 蛊 悯 拿 袱 嗅 炊 口 膛 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱
38、法 59 酰胺（R-CO-NR2） （1）伯酰胺(RCONH2) (a)NH： NH2的伸缩振动吸收35403180cm-1有两个 尖的吸收带。当在稀的CHCl3溶液中测试时， 在34003390cm-1 和35303520 cm-1出 现。 (b) C=O：即酰胺I带。 出现在16901630cm-1。 (c) NH2面内变形振动：即酰胺带。此吸 收较弱，并靠近C=O。一般在 16551590cm-1。 (d) C-N谱带：在14201400cm-1(s) 挽 爬 形 甘 赖 讲 恬 反 焦 遥 渐 宇 茵 意 坠 辟 砰 森 臭 辫 筏 眉 雹 见 啮 迎 吾 册 遭 名 裳 庐 红 外
39、吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 60 （2）仲酰胺(R-CO-NHR) (a)NH吸收：在稀溶液中仲酰胺在34603400cm-1 有 一很尖的吸收。在压片法或浓溶液中，仲酰胺的 NH会可能出现几个吸收带。 (b) C=O：即酰胺I带。在16801630cm-1。 (c)NH和C-N之间偶合造成酰胺带和酰胺带。 酰胺 带在15701510cm-1 。酰胺 带在1335 1200cm-1。 锋 声 袱 此 釜 鸦 曝 橡 鹏 阀 旷 羊 帖 改 困 颠 抢 唇 棵 瓮 仙 赞 验 纯 攒 伶 脚 图 娱 垢 焰 悲 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 61 （
40、3）叔酰胺(R-CO-NR2) ： 叔酰胺的氮原子上没有质子 。 唯一特征谱带C=O: 16801630cm-1。 直 潭 孟 掳 典 畸 妆 冰 阳 麻 赡 匠 琼 蕾 笛 搔 胯 诉 掺 亚 逗 融 搓 笺 突 砾 汗 呢 研 蛇 瞅 摆 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 62 驳 贫 拿 愈 宝 让 五 稠 拟 荫 淬 犀 躬 颜 罕 冀 埂 鹏 辅 改 朗 哟 石 歇 李 杜 鞍 寐 了 着 啪 恬 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 63 （3）硝基化合物 1475 -NO2的as 1310 s 脂肪族 芳香族 对位有给电子取代基的芳香族 有
41、两个很强的吸收带，很特征。 振动频率/ cm-1 振动形式 15601540 -NO2的as (强) 13851350 s 15501500 -NO2的as 13651290 s (强) -碳上有电负性强的基团子取代基时，峰间距增大。 徒 磋 反 壬 梦 逻 凶 漏 诲 瞪 傍 绩 牟 妈 畴 雪 亭 侣 宝 源 稿 友 填 岂 遵 奠 痘 鸯 驻 骸 勿 姐 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 64 2.2.2 红外光谱与分子结构 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振 动频率 基团特征频率（特征峰）； 例： 2800 3000 cm-1 CH3 特征峰； 1
42、600 1850 cm-1 C=O 特征峰； 基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化： CH2 CO CH2 1715 cm-1 酮 CH2 CO O 1735 cm-1 酯 CH2 CO NH 1680 cm-1 酰胺 1、红外光谱的特征性 陕 臻 椽 驳 轩 讣 彪 距 少 尾 圣 仗 愤 峻 霄 旅 坎 勇 雨 腕 姻 状 苍 未 首 警 嘲 必 镣 剖 挺 栗 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 65 2、红外光谱与分子结构 有机化合物基团频率出现在 4000 400 cm-1 ， 依据基 团的振动形式，分为四个区： （1） XH伸缩振动区（4000 2500 c
43、m-1 ） （X=O，N，C，S） -O-H 3650 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸 非极性溶剂中 ， 浓度较小时， 峰形尖锐，强吸 收； 当浓度较大时 ，发生缔合作用 ，峰形较宽。 蔑 择 寓 橡 音 借 测 哭 园 降 沤 坏 痘 陨 附 惦 猫 投 甚 惠 幸 徊 押 沛 谗 胖 檀 静 裴 疼 戳 烧 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 66 饱和碳原子上的-C-H CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动 CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动 CH 2890 cm-1 弱吸收 不饱
44、和碳原子上的=CH（ CH ） 苯环上 CH 3030 cm-1 =CH 3010 2260 cm-1 CH 3300 cm-1 3000 cm-1 以下 3000 cm-1 以上 陀 稽 职 啊 俞 馈 矮 矿 筒 炯 巫 埠 淘 塌 愤 盘 渔 良 子 析 匝 摔 新 飞 活 喻 卓 媳 隆 呵 忙 写 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 67 （2）叁键及累积双键区（25002000cm-1） 爹 垂 霜 硬 朗 扛 婴 侣 靖 拭 羡 略 止 瑶 悸 礼 涛 域 棍 纬 这 脑 忠 簧 捧 狈 渴 裂 轮 既 后 应 红 外 吸 收 光 谱 法 红 外 吸 收 光 谱 法 68 （3）双键伸缩振动区（20001500cm-1） C=O 1900-