儀器分析紅外光譜法

1、第五章第五章 紅外光譜法紅外光譜法5-1 概述概述一一 紅外光區(qū)的劃分紅外光區(qū)的劃分輻射輻射分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷紅外光譜紅外光譜基頻吸收帶基頻吸收帶二二 紅外光譜圖紅外光譜圖研究對(duì)象：振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物研究對(duì)象：振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物定性及有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定：分子的特征吸收定性及有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定：分子的特征吸收定量分析：特征峰強(qiáng)度定量分析：特征峰強(qiáng)度峰數(shù)峰數(shù)峰位峰位峰強(qiáng)峰強(qiáng)苯的紫外吸收光譜苯的紫外吸收光譜一一 雙原子分子的振動(dòng)雙原子分子的振動(dòng)5-2 基本原理基本原理縮縮伸伸 k21基本振動(dòng)頻率：基本振動(dòng)頻率： h)21v(Ev振振動(dòng)動(dòng)頻頻率率振振動(dòng)

2、動(dòng)量量子子數(shù)數(shù)，:3 , 2 , 1 , 0v:v 振動(dòng)能量：振動(dòng)能量：基頻吸收帶：基態(tài)基頻吸收帶：基態(tài)(v=0)至第一激發(fā)態(tài)至第一激發(fā)態(tài)(v=1)的躍遷的躍遷 a吸收的電磁輻射頻率吸收的電磁輻射頻率:a hh21h)211(EEh01a kc21)cm(1 2121mmmm 原原子子的的折折合合質(zhì)質(zhì)量量化化學(xué)學(xué)鍵鍵力力常常數(shù)數(shù)；:k k21a cca 鍵類型鍵類型 C C C =C C C k 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 2222 cm-1 1667 cm-1 1429 cm-1 原子折合質(zhì)量對(duì)振動(dòng)頻率的影響原子折合質(zhì)量對(duì)振動(dòng)頻率的影響 鍵類型鍵類型 CO C N C C k

3、 5.0-5.8 4.5-5.6 1280 cm-1 1330 cm-1 1430 cm-1 鍵力常數(shù)對(duì)振動(dòng)頻率的影響鍵力常數(shù)對(duì)振動(dòng)頻率的影響二二 多原子分子的振動(dòng)多原子分子的振動(dòng)（一）振動(dòng)的基本類型（一）振動(dòng)的基本類型1. 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)振動(dòng)時(shí)鍵長發(fā)生變化，鍵角不變。振動(dòng)時(shí)鍵長發(fā)生變化，鍵角不變。亞甲基亞甲基2. 變形振動(dòng)變形振動(dòng)振動(dòng)時(shí)鍵角發(fā)生變化，鍵長不變。振動(dòng)時(shí)鍵角發(fā)生變化，鍵長不變。（二）基本振動(dòng)的理論數(shù)（二）基本振動(dòng)的理論數(shù)組成分子的原子個(gè)數(shù)組成分子的原子個(gè)數(shù)N分子的總自由度分子的總自由度3N振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度(基頻吸收帶數(shù)目基頻吸收帶數(shù)目)線性分子線性分子3N-5非線性分子非線

4、性分子 3N-6分子平移示意圖分子平移示意圖線性分子轉(zhuǎn)動(dòng)線性分子轉(zhuǎn)動(dòng)非線性分子轉(zhuǎn)動(dòng)非線性分子轉(zhuǎn)動(dòng)例：水分子的振動(dòng)自由度例：水分子的振動(dòng)自由度3363例：例：CO2分子的振動(dòng)自由度分子的振動(dòng)自由度3354 紅外光譜圖上的峰數(shù)紅外光譜圖上的峰數(shù)基本振動(dòng)理論數(shù)基本振動(dòng)理論數(shù)三三 影響吸收峰強(qiáng)度的因素影響吸收峰強(qiáng)度的因素1. 吸收峰強(qiáng)弱的劃分吸收峰強(qiáng)弱的劃分摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)峰強(qiáng)度峰強(qiáng)度 100非常強(qiáng)非常強(qiáng)(vs)20 100強(qiáng)強(qiáng)(s)10 20中強(qiáng)中強(qiáng)(m)1 3000 cm-1, 不飽和，不飽和，CH或或CHM MI 1735 1690)cm(1OC 共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)IIRCOCH2CCOC

5、H2CH)cm(1OC 17151685-16652. 氫鍵的影響氫鍵的影響 分子間氫鍵分子間氫鍵COOHCHOOOH鍵吸收峰頻率減小鍵吸收峰頻率減小CO鍵吸收峰頻率也減小鍵吸收峰頻率也減小3515cm-10 001M01M01M025M10M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同濃度的乙醇在四氯化碳中不同濃度的IR圖圖2950cm-12895 cm-1 分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵OHCOCH3OCH3甲氧基苯乙酮甲氧基苯乙酮羥基羥基 4 分子間和分子內(nèi)氫鍵的區(qū)別分子間和分子內(nèi)氫鍵的區(qū)別: 溶液濃度的影響不同溶液濃度的影響不同3. 振動(dòng)耦合振動(dòng)耦合RCOOR1CO1827cm-1OC

6、 吸收峰分裂成兩個(gè)峰吸收峰分裂成兩個(gè)峰1755cm-1乙酸酐的乙酸酐的 吸收峰吸收峰OC 4. 費(fèi)米共振費(fèi)米共振C4H9OC=CH2正丁基乙烯基醚正丁基乙烯基醚1CHcm810 1CHcm1600 倍頻約在倍頻約在 1CCcm15401695 共振產(chǎn)生兩個(gè)吸收帶共振產(chǎn)生兩個(gè)吸收帶1640cm-11613cm-1（二）外部因素（二）外部因素 物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)狀態(tài) 溶劑溶劑5-4 紅外光譜儀及制樣方法紅外光譜儀及制樣方法一一 色散型紅外分光光度計(jì)色散型紅外分光光度計(jì)1 基本組成基本組成1) 光源光源 硅碳棒硅碳棒 使用波數(shù)范圍較寬使用波數(shù)范圍較寬, 堅(jiān)固堅(jiān)固, 發(fā)光面積大。電極接發(fā)光面積大。電極接觸部

7、分需用水冷卻。觸部分需用水冷卻。 能斯特?zé)裟芩固責(zé)?穩(wěn)定穩(wěn)定, 不需用水冷卻。但需預(yù)熱不需用水冷卻。但需預(yù)熱, 機(jī)械強(qiáng)度差。機(jī)械強(qiáng)度差。2) 吸收池吸收池窗片材料窗片材料: NaCl, KBr, CsI, KRS-5 (TlI58%-TlBr42%)3) 單色器單色器光柵光柵, 狹縫，準(zhǔn)直鏡狹縫，準(zhǔn)直鏡4) 檢測器檢測器 熱檢測器：真空熱電偶熱檢測器：真空熱電偶 熱電檢測器：熱電檢測器：TGS (NH2CH2COOH)3H2SO4) 光電導(dǎo)檢測器：光電導(dǎo)檢測器：MCT (Hg-Cd-Te)2 雙光束紅外分光光度計(jì)雙光束紅外分光光度計(jì)雙光束；單色器在樣品池后面；掃描速率慢雙光束；單色器在樣品池后

8、面；掃描速率慢二二 傅里葉變換紅外分光光度計(jì)傅里葉變換紅外分光光度計(jì)1 基本原理基本原理邁克爾遜干涉儀示意圖邁克爾遜干涉儀示意圖多色光干涉時(shí)域譜多色光干涉時(shí)域譜1 2 2 傅里葉變換紅外光譜儀優(yōu)點(diǎn)傅里葉變換紅外光譜儀優(yōu)點(diǎn) 譜圖的信噪比高。譜圖的信噪比高。 波長波長(數(shù)數(shù))精度高精度高(0.01 cm-1)，重現(xiàn)性好。，重現(xiàn)性好。 分辨率高。分辨率高。 掃描速度快。掃描速度快。1)氣體氣體氣體池氣體池2)液體液體液膜法液膜法難揮發(fā)液體難揮發(fā)液體（沸點(diǎn)沸點(diǎn)80 C）溶液法溶液法液體池液體池常用溶劑：常用溶劑： CCl4 ，CS23)固體固體KBr壓片法壓片法石蠟糊法石蠟糊法薄膜法薄膜法三三 制樣方

9、法制樣方法 1、紅外光譜法對(duì)樣品的要求、紅外光譜法對(duì)樣品的要求 （1）、液體樣品）、液體樣品 a液膜法液膜法 液膜法是定性分析中常用的簡便方法。尤其液膜法是定性分析中常用的簡便方法。尤其對(duì)沸點(diǎn)較高對(duì)沸點(diǎn)較高,不易清洗的液體樣品采用此法更為方便。在不易清洗的液體樣品采用此法更為方便。在可拆池兩窗之間可拆池兩窗之間,滴上滴上12滴液體樣品滴液體樣品,形成一薄膜。液膜形成一薄膜。液膜厚度可借助于池架上的固緊螺絲作微小調(diào)節(jié)。低沸點(diǎn)易揮厚度可借助于池架上的固緊螺絲作微小調(diào)節(jié)。低沸點(diǎn)易揮發(fā)的樣品不宜采用此法。發(fā)的樣品不宜采用此法。 b液體池法液體池法 液體樣品可注入液體吸收池內(nèi)測定。吸收液體樣品可注入液體

10、吸收池內(nèi)測定。吸收池的兩側(cè)是用池的兩側(cè)是用NaCI或或KBr等品片作成的窗片。常用的液等品片作成的窗片。常用的液體吸收池有兩種：固定式吸收池和可拆式吸收池。體吸收池有兩種：固定式吸收池和可拆式吸收池。 c、水溶液的簡易測定法。在金屬管上鋪一層聚乙烯薄膜，、水溶液的簡易測定法。在金屬管上鋪一層聚乙烯薄膜，其上壓入一橡膠圈。滴下水溶液后，再蓋上一層聚乙烯薄其上壓入一橡膠圈。滴下水溶液后，再蓋上一層聚乙烯薄膜，用另一橡膠圈固定后測定。膜，用另一橡膠圈固定后測定。 （2）、固體試樣）、固體試樣 a. 壓片法：壓片法：0.51mg樣樣+150mg KBr干干燥處理燥處理研細(xì)：粒度小于研細(xì)：粒度小于2 m

11、（散射?。ㄉ⑸湫。┗旌蠅撼赏该鞅∑旌蠅撼赏该鞅∑苯訙y定；直接測定； b. 調(diào)糊法：試樣調(diào)糊法：試樣磨細(xì)磨細(xì)與液體石蠟混合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。法不適于研究飽和烷烴。 c. 薄膜法：薄膜法： 高分子試樣高分子試樣加熱熔融加熱熔融涂制或壓制成膜；涂制或壓制成膜； 高分子試樣高分子試樣溶于低沸點(diǎn)溶劑溶于低沸點(diǎn)溶劑涂漬于鹽涂漬于鹽片片揮發(fā)除溶劑揮發(fā)除溶劑圖圖2-21 2-21 紅外光譜氣紅外光譜氣體池結(jié)構(gòu)示意圖體池結(jié)構(gòu)示意圖(3)、氣態(tài)樣品、氣態(tài)樣品 氣態(tài)樣品一般灌入氣體池內(nèi)氣態(tài)樣品一般灌入氣體池內(nèi)進(jìn)行

12、測定。池體一般由帶有進(jìn)口進(jìn)行測定。池體一般由帶有進(jìn)口管和出口管的玻璃筒組成（圖）。管和出口管的玻璃筒組成（圖）。它的兩端粘有透紅外光的窗片它的兩端粘有透紅外光的窗片,窗窗片的材質(zhì)一般是片的材質(zhì)一般是NaCI或或KBr。再用金屬池架將其固定。氣槽的再用金屬池架將其固定。氣槽的厚度常為厚度常為100mm。分析前。分析前,先抽先抽真空真空,然后通入經(jīng)過干燥的氣體樣然后通入經(jīng)過干燥的氣體樣品。品。 3、制備樣品時(shí)應(yīng)注意：、制備樣品時(shí)應(yīng)注意： （1）樣品的濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)。）樣品的濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)。 （2）樣品應(yīng)該是單一組分的純物質(zhì)。否則）樣品應(yīng)該是單一組分的純物質(zhì)。否則各組分各組分 光

13、譜互相重疊光譜互相重疊,會(huì)使圖譜無法解析。會(huì)使圖譜無法解析。 （3）樣品中不應(yīng)含有游離水。）樣品中不應(yīng)含有游離水。5-5 紅外光譜法的應(yīng)用紅外光譜法的應(yīng)用一一 定性分析定性分析（一）（一） 已知物的鑒定和純度檢驗(yàn)已知物的鑒定和純度檢驗(yàn)比較譜圖：比較譜圖：各吸收峰的位置各吸收峰的位置形狀形狀峰的相對(duì)強(qiáng)度峰的相對(duì)強(qiáng)度（二）（二） 未知物結(jié)構(gòu)的測定未知物結(jié)構(gòu)的測定1 收集樣品的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)收集樣品的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)2 確定未知物的不飽和度確定未知物的不飽和度2nnn1134 3 圖譜解析圖譜解析1）烷烴）烷烴 3000cmcm-1-1 CH2 對(duì)稱伸縮2853cm-110CH3 對(duì)稱伸縮2872cm

14、-110 CH2不對(duì)稱伸縮2926cm-110 CH3不對(duì)稱伸縮2962cm-110 C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)甲基甲基變形振動(dòng)變形振動(dòng)CH3 s s13801380 cmcm-1-1asas1460 cm1460 cm-1-1 CH2 s s14651465 cmcm-1-1重疊重疊 HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3 s s CCCC骨架振動(dòng)骨架振動(dòng) 1:11:11155cm1155cm-1-11170cm1170cm-1-1CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm1250 cm-1-1 亞甲基面

15、外變形振動(dòng)亞甲基面外變形振動(dòng)(CH2)n4n 720 cm-1附近出現(xiàn)較穩(wěn)定的弱吸收峰附近出現(xiàn)較穩(wěn)定的弱吸收峰正庚烷的紅外光譜正庚烷的紅外光譜CH3(CH2)5C CH3CH3H2-甲基辛烷甲基辛烷2）烯烴）烯烴=C-H 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng): 3300 3095 cmcm-1-1 3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cmcm-1 -1 3000 cmcm-1 -1 C=C伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng):17001600 cm-1=C-H 變形振動(dòng)變形振動(dòng): 1000650 cmcm-1-1 辛烯辛烯-1的紅外譜圖的紅外譜圖3）炔烴）炔烴 C-H 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng): 3300 3200 c

16、mcm-1-1 CC 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng): 2300 2100 cmcm-1-1( (尖細(xì)尖細(xì), 弱弱) )端基炔烴有兩個(gè)主要特征吸收峰：端基炔烴有兩個(gè)主要特征吸收峰：一是叁鍵上不飽和一是叁鍵上不飽和C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)C-H約在約在3300cm-1處產(chǎn)生一個(gè)中強(qiáng)的尖銳峰處產(chǎn)生一個(gè)中強(qiáng)的尖銳峰二是二是C C伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)C-C吸收峰在吸收峰在2140 2100cm-1。若若C C位于碳鏈中間則只有位于碳鏈中間則只有C-C在在2200cm-1左右左右一個(gè)尖峰，強(qiáng)度較弱。如果在對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，則該峰不出一個(gè)尖峰，強(qiáng)度較弱。如果在對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，則該峰不出現(xiàn)?，F(xiàn)。 1-1-辛炔的紅外光譜圖辛炔的紅外光譜圖

17、4）芳烴芳烴C=C伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng): 16501450 cm-1 2至至4個(gè)中到強(qiáng)吸收峰個(gè)中到強(qiáng)吸收峰=C-H 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng): 3100 3000 cmcm-1-1 較弱較弱=C-H 變形振動(dòng)變形振動(dòng): 1000650 cmcm-1-1 強(qiáng)強(qiáng)甲苯的紅外譜圖甲苯的紅外譜圖770-730 cm-1710-690 cm-1甲苯的紅外光譜圖甲苯的紅外光譜圖相鄰氫數(shù) 取代情況 CH頻率(cm-1) 5 單取代 770730，710690 4 鄰位二取代 770735 1，3 間位二取代 810750，725680 2 對(duì)位二取代 860780例例1：某化合物為揮發(fā)性液體，化學(xué)式為：某化合物為揮發(fā)性液

18、體，化學(xué)式為C8H14，紅外光譜如圖所示，試推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)。紅外光譜如圖所示，試推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)。1cm/ CH3(CH2)5CCH解解: 1） =1+8-14/2=2 2）峰歸屬峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) 例例2：推測純液體推測純液體C8H8的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)解：解： 1） =1-8/2+8=52）峰歸屬峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) HC CH25）醇和酚）醇和酚峰峰寬寬，強(qiáng)強(qiáng)度度大大,cm32003700:1OH OH 醇醇 1410-1250 cm-1, 弱，用處不大弱，用處不大酚酚 1300-1165 cm-1, 強(qiáng)，用處大強(qiáng)，用處大1OCcm10001260: 醇醇 1100-1000 酚

19、酚 12601cm/ CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2COHCH3HCH3COHCH3CH3111222HO:1 OC:2 2-2-乙基苯酚的紅外光譜圖乙基苯酚的紅外光譜圖 因因C=O C=O 非常特征，羰基化合物易與其他有非常特征，羰基化合物易與其他有機(jī)物區(qū)分。機(jī)物區(qū)分。 不同的羰基化合物的區(qū)分主要依據(jù)：不同的羰基化合物的區(qū)分主要依據(jù)： C=O 位置位置 其他輔助信息其他輔助信息化合物化合物 C=O 其它特征頻率其它特征頻率 脂肪酮脂肪酮 17301700(最強(qiáng)最強(qiáng))脂肪醛脂肪醛 17401720 28502850、2740(m)2740(m)左右費(fèi)米共振左右費(fèi)米共振2 2個(gè)個(gè) 羧酸

20、羧酸 17201680 OH32002500(寬寬) (締合締合) OH 930(寬寬)羧酸鹽羧酸鹽 無無 165016501550,14401550,14401350, 1350, -CO -CO2 2- -的的as和和s酯酯 17501730 1300130010001000兩個(gè)峰兩個(gè)峰 C-O-CC-O-C的的as(最強(qiáng)最強(qiáng))和和s酸酐酸酐 1825 1815和和 17551745酰胺酰胺 16901650 35003050NH雙峰，雙峰，NH 16491570(叔酰胺無叔酰胺無)酰鹵酰鹵 18191790酮酮強(qiáng)，特征峰強(qiáng)，特征峰,cm1715:1OC 醛醛強(qiáng)，特征峰強(qiáng)，特征峰,cm17

21、25:1OC 征峰征峰兩個(gè)峰，與酮區(qū)別的特兩個(gè)峰，與酮區(qū)別的特醛基醛基1HCcm27002900: CH3CH2CH2COH丁醛丁醛CH3CH2CCH2CH3O戊酮戊酮-3丙丙 酮酮丙丙 醛醛羧酸羧酸強(qiáng)，特征峰強(qiáng)，特征峰,cm1720:1OC 寬而強(qiáng)，特征峰寬而強(qiáng)，特征峰,cm26003300:1HO 1HOcm915955: 123HO:1 HC:2 OC:3 4HO:4 正己酸正己酸酯酯強(qiáng)，特征峰強(qiáng)，特征峰,cm1735:1OC 較弱較弱強(qiáng)峰強(qiáng)峰,cm10301140,cm11501300:11COC 酸酐酸酐征征分分裂裂成成兩兩個(gè)個(gè)峰峰，強(qiáng)強(qiáng)，特特:OC 強(qiáng)強(qiáng)而而寬寬鏈鏈狀狀酸酸酐酐,c

22、m10501170:1COC 例例3：推測：推測C4H8O2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)解解：1） =1-8/2+4=1 2）峰歸屬峰歸屬HC OCH2CH2CH3OCH3COOCH2CH3CH3CH2COCH3O3000-28001740146013801300-1150 3）可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)例例4：有一種液態(tài)化合物，相對(duì)分子量為：有一種液態(tài)化合物，相對(duì)分子量為58，它只，它只含有含有C、H、O三種元素，試推測其結(jié)構(gòu)。三種元素，試推測其結(jié)構(gòu)。CH2CHCH2OH362033503100-280016501036995910 3039cm-1，3001cm-1 是不飽和是不飽和C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) =C

23、-H，說明化合物中有不飽和雙鍵，說明化合物中有不飽和雙鍵 2947cm-1是飽和是飽和C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) C-H ，說明化合物中，說明化合物中有飽和有飽和C-H鍵鍵 1599cm-1，1503cm-1是芳環(huán)骨架振動(dòng)是芳環(huán)骨架振動(dòng) C=C ，說，說明化合物中有明化合物中有芳環(huán)芳環(huán) 芳環(huán)不飽和度為芳環(huán)不飽和度為4，這說明該化合物除芳環(huán)以外的結(jié)構(gòu)是，這說明該化合物除芳環(huán)以外的結(jié)構(gòu)是飽和的飽和的 1040cm-1是醚氧鍵的伸縮振動(dòng)是醚氧鍵的伸縮振動(dòng) C-O-C ，說明化合物，說明化合物中有中有C-O-C鍵鍵 756cm-1，694cm-1 是芳環(huán)單取代面外彎曲振動(dòng)是芳環(huán)單取代面外彎曲振動(dòng) =C-H

24、，說明化合，說明化合 物為單取代苯環(huán)化合物物為單取代苯環(huán)化合物134211nnnf不飽和度不飽和度f= 1+7+1/2(0-8)=4 綜合以上推測，由化綜合以上推測，由化合物分子式合物分子式C7H8O得得出苯環(huán)出苯環(huán)C6H5-OCH3，該化合物結(jié)構(gòu)應(yīng)為：該化合物結(jié)構(gòu)應(yīng)為：OCH32839cm-1進(jìn)一步證明了化合物中進(jìn)一步證明了化合物中CH3的的存在存在 ，它是，它是CH3 的伸縮振動(dòng)的伸縮振動(dòng) C-H 1460cm-1 是也進(jìn)一步證明了化合物中是也進(jìn)一步證明了化合物中CH3的存在的存在 ，它是，它是CH3 的面內(nèi)彎曲振動(dòng)的面內(nèi)彎曲振動(dòng) C-H 3062cm-1是不飽和是不飽和C-H伸縮振動(dòng)伸縮

25、振動(dòng) =C-H，說明化合物，說明化合物有不飽和雙鍵有不飽和雙鍵 2924cm-1是飽和是飽和C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) C-H ，說明化合物中，說明化合物中有飽和有飽和C-H鍵鍵 2229cm-1是不飽和叁鍵是不飽和叁鍵C N伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) C N，不飽和不飽和度為度為2 1589cm-1，1481 cm-1 ，1458cm-1是芳環(huán)骨架是芳環(huán)骨架振動(dòng)振動(dòng) C=C ，說明化合物中有，說明化合物中有芳環(huán)，不飽和度為芳環(huán)，不飽和度為4 芳環(huán)不飽和度為芳環(huán)不飽和度為4，叁鍵，叁鍵C N不飽和度為不飽和度為2，這說明該化，這說明該化合物除芳環(huán)和叁鍵以外的結(jié)構(gòu)是飽和的合物除芳環(huán)和叁鍵以外的結(jié)構(gòu)是飽和的 1

26、381cm-1是是CH3的伸縮振動(dòng)的伸縮振動(dòng) C-H ，說明化合物中有，說明化合物中有CH3 787cm-1，687cm-1 是芳環(huán)間位二取代面外彎曲振是芳環(huán)間位二取代面外彎曲振動(dòng)動(dòng) =C-H，說明化合，說明化合 物為物為間位二取代間位二取代苯環(huán)化合物苯環(huán)化合物CNCH3 1）不飽和度：）不飽和度： (3 2 2 4) 2=2 可能為烯，可能為烯，炔及含有羰基的化合物炔及含有羰基的化合物 2）3300 cm 1 處寬帶，羥基處寬帶，羥基 結(jié)合結(jié)合 1040 cm 1 處的吸收，可推測含有處的吸收，可推測含有O-H, 由此可排除含有羰基的可能性由此可排除含有羰基的可能性 3）2110 cm 1

27、處的吸收，可知此化合物有碳處的吸收，可知此化合物有碳碳三鍵吸收碳三鍵吸收 結(jié)合化合物的分子式可知此化合物為結(jié)合化合物的分子式可知此化合物為 2-丙丙炔醇炔醇CHCCH2OH 一、分析紅外譜圖一、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(jì)算首先依據(jù)譜圖推出化合物碳架類型，根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度。公式：不飽和度不飽和度。公式：不飽和度F+1+(T-O)/2 其中：其中：F：化合價(jià)為：化合價(jià)為4價(jià)的原子個(gè)數(shù)價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是主要是C原子原子)； T：化合價(jià)為：化合價(jià)為3價(jià)的原子個(gè)數(shù)價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要是主要是N原子原子)； O：化合價(jià)為：化合價(jià)為1價(jià)的原子個(gè)數(shù)價(jià)的原子個(gè)數(shù)(主要

28、是主要是H原子原子)。 F、T、O分別是英文分別是英文4,3 1的首字母，這樣記起來就不會(huì)的首字母，這樣記起來就不會(huì)忘了忘了 例如苯例如苯(C6H6)，不飽和度，不飽和度6+1+(0-6)/24，3個(gè)個(gè)雙鍵加一個(gè)環(huán)，正好雙鍵加一個(gè)環(huán)，正好 (2)分析分析33002800cm-1區(qū)域區(qū)域C-H伸縮振動(dòng)吸收，伸縮振動(dòng)吸收，以以3000 cm-1為界，高于為界，高于3000cm-1為不飽和碳為不飽和碳C-H伸縮振動(dòng)吸收，有可能為烯伸縮振動(dòng)吸收，有可能為烯,炔炔, 芳香化合物芳香化合物,而低于而低于3000cm-1一般為飽和一般為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收。伸縮振動(dòng)吸收。 (3)若在稍高于若在稍高于300

29、0cm-1有吸收有吸收,則應(yīng)在則應(yīng)在22501450cm-1頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動(dòng)吸收特征峰，其中：特征峰，其中： 炔炔22002100 cm-1 烯烯16801640 cm-1 芳環(huán)芳環(huán)1600,1580,1500,1450 cm-1 若已確定為烯或芳香化合物，則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū)，即若已確定為烯或芳香化合物，則應(yīng)進(jìn)一步解析指紋區(qū)，即1000650cm-1的頻區(qū)的頻區(qū) ,以確定取代基個(gè)數(shù)和位置以確定取代基個(gè)數(shù)和位置(順反，鄰、間、對(duì)順反，鄰、間、對(duì))。 (4)碳骨架類型確定后碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團(tuán)再依據(jù)其他官能團(tuán),如如 C=O, O-

30、H, C-N 等特征吸收來判定化合物的官等特征吸收來判定化合物的官能團(tuán)。能團(tuán)。 (5)解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系解析時(shí)應(yīng)注意把描述各官能團(tuán)的相關(guān)峰聯(lián)系起來，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在起來，以準(zhǔn)確判定官能團(tuán)的存在,如如2820，2720和和17501700cm-1的三個(gè)峰，說明的三個(gè)峰，說明醛基的存在。解析的過程基本就是這樣吧，至于醛基的存在。解析的過程基本就是這樣吧，至于制樣以及紅外譜圖軟件的使用，一般的有機(jī)實(shí)驗(yàn)制樣以及紅外譜圖軟件的使用，一般的有機(jī)實(shí)驗(yàn)書上都有比較詳細(xì)的介紹的。書上都有比較詳細(xì)的介紹的。 二、記住常見常用的健值二、記住常見常用的健值 1.烷烴烷烴 C-H伸縮振動(dòng)伸縮振

31、動(dòng)(3000-2850cm-1) C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng)(1465-1340cm-1) 一般飽和烴一般飽和烴C-H伸縮均在伸縮均在3000cm-1以下，接以下，接近近3000cm-1的頻率吸收。的頻率吸收。 2.烯烴烯烴 烯烴烯烴C-H伸縮伸縮(31003010cm-1) C=C伸縮伸縮(16751640 cm-1) 烯烴烯烴C-H面外彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)(1000675cm1)。 3.炔烴炔烴 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)(22502100cm-1) 炔烴炔烴C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)(3300cm-1附近附近)。 4.芳烴芳烴 31003000cm-1 芳環(huán)上芳環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 16001450

32、cm-1 C=C 骨架振動(dòng)骨架振動(dòng) 880680cm-1 C-H面外彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)) 芳香化合物重要特征：一般在芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和和1450cm-1可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的4個(gè)個(gè)峰。峰。 880680cm-1,C-H面外彎曲振動(dòng)吸面外彎曲振動(dòng)吸收收,依苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)和位置不同而發(fā)生依苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)和位置不同而發(fā)生變化變化 ,在芳香化合物紅外譜圖分析中在芳香化合物紅外譜圖分析中,常常常常用此頻區(qū)的吸收判別異構(gòu)體。用此頻區(qū)的吸收判別異構(gòu)體。 5.醇和酚醇和酚 主要特征吸收是主要特征吸收是O-H和和C-O的伸縮振動(dòng)吸的伸縮振動(dòng)吸收。收。 自

33、由羥基自由羥基O-H的伸縮振動(dòng)：的伸縮振動(dòng)：36503600cm-1,為尖銳的吸收峰。為尖銳的吸收峰。 分子間氫鍵分子間氫鍵O-H伸縮振動(dòng)：伸縮振動(dòng)：35003200cm-1,為寬的吸收峰；為寬的吸收峰；C-O 伸縮伸縮振動(dòng)：振動(dòng)：13001000cm-1 O-H 面外彎曲：面外彎曲：769-659cm-1 6.醚醚 特征吸收：特征吸收：13001000cm-1 的伸縮的伸縮振動(dòng)振動(dòng) 脂肪醚：脂肪醚：11501060cm-1 一個(gè)強(qiáng)的一個(gè)強(qiáng)的吸收峰吸收峰 芳香醚：兩個(gè)芳香醚：兩個(gè)C-O伸縮振動(dòng)吸收：伸縮振動(dòng)吸收： 12701230cm-1(為為Ar-O伸伸縮縮)10501000cm-1(為為R

34、-O伸縮伸縮)。 7.醛和酮醛和酮 醛的主要特征吸收：醛的主要特征吸收：17501700cm-1(C=O伸縮伸縮)，2820，2720cm-1(醛基醛基C-H伸縮伸縮)。 脂肪酮：脂肪酮：1715cm-1,強(qiáng)的強(qiáng)的C=O伸縮振動(dòng)吸收伸縮振動(dòng)吸收,如果羰基與烯鍵或芳環(huán)共軛會(huì)使吸收頻率降低。如果羰基與烯鍵或芳環(huán)共軛會(huì)使吸收頻率降低。 8.羧酸羧酸 羧酸二聚體：羧酸二聚體：33002500cm-1 寬寬,強(qiáng)的強(qiáng)的O-H伸縮吸收；伸縮吸收；17201706cm-1 C=O 吸收；吸收；13201210cm-1 C-O伸縮；伸縮；920cm-1 成鍵的成鍵的O-H鍵的面外彎曲振動(dòng)。鍵的面外彎曲振動(dòng)。 9.酯酯 飽和脂肪族酯飽和脂肪族酯(除甲酸酯外除甲酸酯外)的的C=O 吸收譜吸收譜帶：帶：17501735cm-1區(qū)域。區(qū)域。 飽和酯飽和酯C-C(=O)-O譜帶：譜帶：12101163cm-1 區(qū)域區(qū)域 ,為強(qiáng)吸收為強(qiáng)吸收 10.胺：胺： 35003100 cm-1, N-H 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)吸收；吸收；13501000 cm-1, C-N 伸縮伸縮振動(dòng)吸收。振動(dòng)吸收。N-H變形振動(dòng)相當(dāng)于變形振動(dòng)相當(dāng)于CH2的剪的剪式振動(dòng)方式式振動(dòng)方式, 其吸收帶在其吸收帶在16401560cm-1, 面外彎曲振動(dòng)在面外彎曲振動(dòng)在900650cm-1。 11.腈腈: 腈類的