有機(jī)波譜分析(北京理工大學(xué)).

1、第一章 紫外吸收光譜法 (UV)第二章第二章 紅外光譜紅外光譜(IR)第四章核磁共振第四章核磁共振( 1H-NMR)第五章第五章 質(zhì)譜法質(zhì)譜法 (MS)真空紫外區(qū)普通紫外區(qū)可見(jiàn)光區(qū)100nm200nm400nm800nm輻射易為空氣中輻射易為空氣中的氮、氧吸收，的氮、氧吸收，必須在真空中才必須在真空中才可以測(cè)定，對(duì)儀可以測(cè)定，對(duì)儀器要求高器要求高空氣無(wú)吸收，空氣無(wú)吸收，在有機(jī)結(jié)構(gòu)在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析中最為分析中最為有用。有用?？諝鉄o(wú)吸收，空氣無(wú)吸收，在有機(jī)結(jié)構(gòu)在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析中最為分析中最為有用。有用。紫外紫外-可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍紫外-可見(jiàn)光譜的基本原理ABABA B*反鍵分反鍵分子軌道

2、子軌道成鍵分成鍵分子軌道子軌道A、B原子軌道形成原子軌道形成A-B分子分子軌道示意圖軌道示意圖電子光譜的產(chǎn)生電子光譜的產(chǎn)生A原子軌道原子軌道*B原子軌道原子軌道UV光光樣品槽樣品槽基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E1-E0=hA、B原子軌道形成原子軌道形成A-B分子分子軌道示意圖軌道示意圖電子光譜的產(chǎn)生電子光譜的產(chǎn)生自旋多重性及電子躍遷選擇定則自旋多重性及電子躍遷選擇定則自旋多重性：根據(jù)Pauli原理，處于分子同一軌道的兩個(gè)電子自旋方向相反，用+1/2和-1/2表示，其代數(shù)和S=0。自旋多重性(2S+1)=1 ，稱(chēng)單重態(tài),用S表示。自旋多重性(2S+1)=3 ，為激發(fā)的三重態(tài)，用T表示。第一激發(fā)態(tài)用S1或

3、T1表示。 更高的激發(fā)態(tài)用S2, S3, T2, T3, 表示。以輻射的形式放出能量能量的釋放有兩個(gè)過(guò)程：以非輻射的形式放出能量碰撞以熱的形式把能量傳給環(huán)境熒光 磷光 激發(fā)態(tài)分子能量的釋放：激發(fā)態(tài)分子在高能態(tài)停留的時(shí)間很短， 然后放出能量回到低能態(tài)， 重建Boltzman分布。熒光光譜 激發(fā)態(tài)的分子以非輻射的形式激發(fā)態(tài)的分子以非輻射的形式放出部分能量回到放出部分能量回到S1的最低振動(dòng)能的最低振動(dòng)能級(jí)后，再以輻射的形式放出剩余的級(jí)后，再以輻射的形式放出剩余的能量回到基態(tài)能量回到基態(tài)S0 。如此發(fā)射的光的如此發(fā)射的光的能量低于吸收光的能量，這種光稱(chēng)能量低于吸收光的能量，這種光稱(chēng)為熒光為熒光(Flu

4、orescence,F)。由發(fā)射熒由發(fā)射熒光得到的光譜稱(chēng)熒光光譜。非輻射光得到的光譜稱(chēng)熒光光譜。非輻射的幾率越小，熒光光譜就越強(qiáng)。熒的幾率越小，熒光光譜就越強(qiáng)。熒光光譜適用于研究激發(fā)態(tài)分子的結(jié)光光譜適用于研究激發(fā)態(tài)分子的結(jié)構(gòu)。構(gòu)?；鶓B(tài)基態(tài)S0S1高能態(tài)熒光磷光光譜 激發(fā)態(tài)的分子以非輻射的形式放激發(fā)態(tài)的分子以非輻射的形式放出部分能量回到出部分能量回到S1的最低振動(dòng)能級(jí)，的最低振動(dòng)能級(jí)，并不直接放出熒光回到基態(tài)并不直接放出熒光回到基態(tài)S0 ，而是而是再通過(guò)一次非輻射躍遷，轉(zhuǎn)入到三重再通過(guò)一次非輻射躍遷，轉(zhuǎn)入到三重激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)T1 ，電子在電子在T1稍作停留后，再稍作停留后，再發(fā)射出剩余的能量發(fā)射出

5、剩余的能量(對(duì)應(yīng)于磷光對(duì)應(yīng)于磷光)，回到，回到S0態(tài)。由發(fā)射磷光態(tài)。由發(fā)射磷光 (Phosphorescence,P)得到的光譜稱(chēng)磷光光譜。磷光的能量得到的光譜稱(chēng)磷光光譜。磷光的能量比熒光的能量還要低。比熒光的能量還要低。基態(tài)基態(tài)S0S1T1高能態(tài)選擇定則：在電子光譜中，電子躍遷的幾率有高有低，造成譜帶 有強(qiáng)有弱。允許躍遷允許躍遷，躍遷幾率大，吸收強(qiáng)度大； 電子自旋允許躍遷、對(duì)稱(chēng)性允許躍遷禁阻躍遷禁阻躍遷，躍遷幾率小，吸收強(qiáng)度小，甚至觀測(cè)不到。自旋多重性及電子躍遷選擇定則自旋多重性及電子躍遷選擇定則有機(jī)分子電子躍遷類(lèi)型有機(jī)分子電子躍遷類(lèi)型* 飽和烴類(lèi)化合物飽和烴類(lèi)化合物 CH4 max 125

6、nm C2H6 max 135nm (150nm) 在遠(yuǎn)紫外區(qū)吸收在遠(yuǎn)紫外區(qū)吸收n* 含雜原子的飽和烴含雜原子的飽和烴 CH3OH max 183nm CH3NH2 max 213nm CH3Cl max 173nm (200nm) 在遠(yuǎn)、近紫外交界處吸收在遠(yuǎn)、近紫外交界處吸收 * n* C=C max 162nm C=C-C=O C=C-C=C max 217nm C=C-NO2 苯苯 (200nm) (200400nm) 在近紫外區(qū)吸收在近紫外區(qū)吸收* nE電子躍遷的類(lèi)型不同，實(shí)現(xiàn)躍遷所需的能量不同，躍遷能量越大，則吸收光的波長(zhǎng)越短。各種躍遷所需的能量躍遷順序?yàn)椋?*n* n* 有機(jī)分子電

7、子躍遷類(lèi)型有機(jī)分子電子躍遷類(lèi)型紫外光譜的表示方法紫外光譜的表示方法0loglIAc lI 物質(zhì)對(duì)電磁輻射的吸收性質(zhì)用吸收曲線來(lái)描述。溶液對(duì)單色光的吸收程度遵守Lambert-Beer定律：紫外光譜以波長(zhǎng)紫外光譜以波長(zhǎng)(nm)為橫坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，以吸光系數(shù)吸光系數(shù)或或log 為縱坐標(biāo)來(lái)表示。為縱坐標(biāo)來(lái)表示。A為吸光度為吸光度 I0為入射光強(qiáng)度為入射光強(qiáng)度 Il為透過(guò)光的光強(qiáng)度為透過(guò)光的光強(qiáng)度 為摩爾吸光系數(shù)為摩爾吸光系數(shù) c為溶液濃度為溶液濃度(mol/L) l為樣品槽厚度為樣品槽厚度的大小表示這個(gè)分子在吸收峰的波長(zhǎng)可以發(fā)生能量轉(zhuǎn)移(電子從能位低的分子軌道躍遷到能位高的分子軌道)的可能性值大于

8、值大于104：完全允許的躍遷：完全允許的躍遷 值小于值小于103：躍遷幾率較低：躍遷幾率較低 值小于幾十：躍遷是禁阻的值小于幾十：躍遷是禁阻的紫外光譜的表示方法紫外光譜的表示方法基本術(shù)語(yǔ)基本術(shù)語(yǔ)生色團(tuán)：產(chǎn)生紫外或可見(jiàn)吸收的不飽和基團(tuán)，如C=C、C=O、NO2等。 助色團(tuán)其本身是飽和基團(tuán)(常含雜原子)，它連到生色團(tuán)上時(shí)，能使后者吸收波長(zhǎng)變長(zhǎng)或(和)吸收強(qiáng)度增加，如-OH、-NH2、Cl等。藍(lán)移藍(lán)移(blue shift) 吸收峰向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)吸收峰向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)紅移紅移(red shift) 吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)增色效應(yīng)增色效應(yīng) 使吸收強(qiáng)度增加的效應(yīng)使吸收強(qiáng)度增加的效

9、應(yīng)減色效應(yīng)減色效應(yīng) 使吸收強(qiáng)度減小的效應(yīng)使吸收強(qiáng)度減小的效應(yīng)各類(lèi)化合物的紫外吸收 1.飽和的碳?xì)浠衔铮何ㄒ豢砂l(fā)生的躍遷為*，能級(jí)差很大，紫外吸收的波長(zhǎng)很短，屬遠(yuǎn)紫外范圍，不能用一般的紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。 2.含飽和雜原子的化合物：含飽和雜原子的基團(tuán)一般為助色團(tuán)。這樣的化合物有n*躍遷，但一般在近紫外區(qū)仍無(wú)明顯吸收。一般的飽和有機(jī)化合物在近紫外區(qū)無(wú)明顯吸收，一般的飽和有機(jī)化合物在近紫外區(qū)無(wú)明顯吸收，不能用于紫外光譜鑒定，它們?cè)诮贤鈪^(qū)對(duì)紫外不能用于紫外光譜鑒定，它們?cè)诮贤鈪^(qū)對(duì)紫外線是透明的，故?？捎米髯贤鉁y(cè)定的良好溶劑。線是透明的，故常可用作紫外測(cè)定的良好溶劑。飽和的有機(jī)化合物飽和的有機(jī)

10、化合物這些化合物都含有電子，可以發(fā)*的躍遷，但若無(wú)助色團(tuán)的作用。在近紫外區(qū)仍無(wú)明顯吸收。 含非共軛烯、炔基團(tuán)的化合物含非共軛烯、炔基團(tuán)的化合物這些化合物的n*躍遷(R 吸收帶)在紫外區(qū)，但n*躍遷為禁阻躍遷，吸收強(qiáng)度低，在紫外鑒定中有一定的作用。含含OH，NH2和不飽和基等基團(tuán)的化合物和不飽和基等基團(tuán)的化合物 (1) 共軛雙烯 一般把共軛體系的*吸收帶稱(chēng)為K帶。K帶對(duì)近紫外吸收是重要的，因其出現(xiàn)在近紫外范圍，且摩爾吸光系數(shù)也高一般max10000。 共軛體系越長(zhǎng)，其最大吸收越移往長(zhǎng)波方向，甚至到可見(jiàn)光部分。隨著吸收移向長(zhǎng)波方向，吸收強(qiáng)度也增大。*2*12*1乙烯丁二烯含共軛體系的分子含共軛體系

11、的分子母體基本值母體基本值 max /nm 開(kāi)鏈共軛雙烯開(kāi)鏈共軛雙烯 217 異環(huán)共軛雙烯異環(huán)共軛雙烯 214 同環(huán)共軛雙烯同環(huán)共軛雙烯 253官能團(tuán)對(duì)官能團(tuán)對(duì)max的影響的影響共軛體系每增加一個(gè)雙鍵共軛體系每增加一個(gè)雙鍵 30 共軛體系每增加一個(gè)環(huán)外雙鍵共軛體系每增加一個(gè)環(huán)外雙鍵 5 共軛體系每增加一個(gè)烷基共軛體系每增加一個(gè)烷基R 5 助色團(tuán)助色團(tuán) -Cl, -Br 5 -OR 6 -SR 30 -NR2 60 -OCOR 0 溶劑校正溶劑校正 0Woodwards 規(guī)則規(guī)則*Woodwards 規(guī)則應(yīng)用實(shí)例規(guī)則應(yīng)用實(shí)例max=253+45 +25 =283nm (實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值=282)OH

12、OHmax=214+25+45=244nm (實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值=248)Woodwards 規(guī)則應(yīng)用實(shí)例規(guī)則應(yīng)用實(shí)例Amax=253+45 +30 =303nm B max=214+45 +5 =239nm C max=214+35 =229nmABC(2) 共軛醛、酮 有n*和*躍遷，即具有兩個(gè)吸收峰，二者波長(zhǎng)范圍均在紫外區(qū)內(nèi)。OCCCCCHCH3CH3OCH3CCCK帶帶 * max=237nm =104 R帶帶 n* max=325nm =102 母體基本值母體基本值 max /nm 醛類(lèi)醛類(lèi) 207 五元環(huán)烯酮五元環(huán)烯酮 202 開(kāi)鏈或大于五元環(huán)烯酮開(kāi)鏈或大于五元環(huán)烯酮 215 羧酸或酯類(lèi)

13、羧酸或酯類(lèi) 193 或或位單烷基取代位單烷基取代 208 ， 或或， 位雙烷基取代位雙烷基取代 217 ， 位三烷基取代位三烷基取代 225Woodwards 規(guī)則規(guī)則OCCCCC官能團(tuán)對(duì)官能團(tuán)對(duì)max的影響的影響 /nm 同環(huán)共軛雙烯同環(huán)共軛雙烯 39 擴(kuò)展共軛雙烯擴(kuò)展共軛雙烯 30 環(huán)外雙鍵環(huán)外雙鍵 5 取代基取代基 烷基烷基 10 12 以上，以上， 18 -OH 35 30 以上，以上， 50Woodwards 規(guī)則規(guī)則OCCCCC官能團(tuán)對(duì)官能團(tuán)對(duì)max的影響的影響 /nm -OR 35 30 17 31 -SR 85 -OAC 、 、 6 -NRR， 95 -Cl 15 12 -Br

14、 25 30Woodwards 規(guī)則規(guī)則OCCCCCWoodwards 規(guī)則應(yīng)用實(shí)例規(guī)則應(yīng)用實(shí)例OAAmax=215+30+39+35+10+12+18+18=357nmB max=215+30+10+12+18+39=324nmOBOAOBWoodwards 規(guī)則應(yīng)用實(shí)例規(guī)則應(yīng)用實(shí)例Amax=215+30+39+18+18+18=338nmB max=215+30+5+18+18=286nmWoodwards 規(guī)則應(yīng)用實(shí)例規(guī)則應(yīng)用實(shí)例OOOAmax=215+10+212+ 25=254nmAC max=215+5+10+12=242nmB max=215+5+10+ 212 =286nmCB

15、 (1)苯 苯環(huán)顯示三個(gè)吸收帶，它們均起源于苯環(huán)*躍遷。 吸收帶編號(hào)吸收帶編號(hào)吸收帶位置吸收帶位置184204256600007900250吸收帶命名吸收帶命名E1帶 ethylenic band second primary -E2帶 ethylenic band first primary KB帶 Benzenoid bands Secondary B芳香族化合物芳香族化合物(2)烷基苯 烷基無(wú)孤對(duì)電子，但它的超共軛效應(yīng)使苯環(huán)B吸收帶略有紅移，對(duì)E帶效應(yīng)不明顯。 苯環(huán)上有-CH2OH等取代時(shí)，助色團(tuán)被一個(gè)或多個(gè)CH2與苯環(huán)隔離開(kāi)了，因些它們的紫外吸收光譜與甲苯相近。 苯環(huán)上有-CH2CHO

16、等取代時(shí)，生色團(tuán)被CH2與苯環(huán)隔離開(kāi)，不能和苯環(huán)形成共軛體系，因此紫外吸收不能往長(zhǎng)波移動(dòng)，其紫外吸收是苯環(huán)與另外的生色團(tuán)吸收的疊加。 芳香族化合物芳香族化合物 一個(gè)分子中的兩個(gè)發(fā)色團(tuán)A、B被一個(gè)或更多個(gè)隔離原子(如CH2)分開(kāi)，這個(gè)分子的吸收光譜很近似于A、B生色團(tuán)紫外吸收光譜之加合，稱(chēng)加合原則。 由加合原則可知，一個(gè)化合物紫外吸收為該分子中幾個(gè)相互不共軛部分的結(jié)構(gòu)單元的紫外吸收的加合。加合原則芳香族化合物芳香族化合物3.助色團(tuán)在苯環(huán)上取代的衍生物 助色團(tuán)有孤對(duì)電子，它能與苯環(huán)電子共軛，所以助色團(tuán)在苯環(huán)上的取代使B帶、E帶均向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，B帶被強(qiáng)化，同時(shí)精細(xì)結(jié)構(gòu)常消失。 若按對(duì)E2帶深色位移

17、的大小，助色團(tuán)排列的順序?yàn)?N(CH3)2NHCOCH3O-NH2OCH3BrClCH3 上述助色團(tuán)都是苯環(huán)的鄰、對(duì)位定位基。苯酚有不同介質(zhì)中的紫外吸收苯酚有不同介質(zhì)中的紫外吸收孤對(duì)電孤對(duì)電子增加子增加，紅移，紅移增加增加苯酚加堿苯酚加堿后，非共后，非共用電子增用電子增加使加使n-共共軛加強(qiáng)，軛加強(qiáng)，發(fā)生紅移發(fā)生紅移287270236含孤對(duì)含孤對(duì)電子，電子，紅移紅移多取代苯環(huán) 1)對(duì)位取代 當(dāng)兩個(gè)取代基相同類(lèi)型時(shí)，雙取代的最長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)近似為兩者單取代時(shí)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)。當(dāng)兩取代基類(lèi)型不同時(shí)，兩個(gè)取代所產(chǎn)生的深色位移大于單個(gè)取代基產(chǎn)生的深色位移之和。 NH2NOONH2NOO+芳香族化合物芳香族化合物

18、多取代苯環(huán) 2)鄰位或間位取代 兩個(gè)取代基產(chǎn)生的深色位移近似等于單個(gè)取代基產(chǎn)生的深色位移之和 。 芳香族化合物芳香族化合物雜芳環(huán)化合物 五員雜芳環(huán)按照呋喃、吡咯、噻吩的順序增強(qiáng)芳香性，其紫外吸收也沿此順序逐漸接近于苯的吸收。 吡啶的共軛體系和苯環(huán)相類(lèi)似，故吡啶的紫外吸收類(lèi)似于苯的吸收，吡啶在251nm處的吸收強(qiáng)，=2000，也顯示精細(xì)結(jié)構(gòu)。1.2.5 芳香族化合物芳香族化合物溶劑效應(yīng)溶劑效應(yīng)極性溶劑使n*吸收帶吸收帶(R帶帶)藍(lán)藍(lán)移移*吸收帶吸收帶(K帶帶)紅紅移移溶劑與羰基形成氫鍵n*吸收帶吸收帶(R帶帶)藍(lán)藍(lán)移移影響紫外光譜吸收峰位置的因素*nEEpC=OC=O+ -極性低的溶劑極性高的溶

19、劑Ep E 吸收帶吸收帶(R帶帶)藍(lán)藍(lán)移移n*躍遷的溶劑效應(yīng)躍遷的溶劑效應(yīng)第二章第二章 紅外光譜紅外光譜引言引言紅外光譜的發(fā)展紅外光譜的發(fā)展兩者得到的信息可以互補(bǔ)。兩者得到的信息可以互補(bǔ)。 紅外光譜（Infrared Spectroscopy,簡(jiǎn)稱(chēng)IR） 拉曼光譜（Raman）紅外光譜譜圖紅外光譜譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖 縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)是是百分透過(guò)率百分透過(guò)率T%。百分透過(guò)率的定義是幅射光透過(guò)樣品物質(zhì)的百分率，百分透過(guò)率的定義是幅射光透過(guò)樣品物質(zhì)的百分率，即即 T%= I/I0100%， I是透過(guò)強(qiáng)度，是透過(guò)強(qiáng)度，Io為入射強(qiáng)度。為入射強(qiáng)度。 橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)：上方的橫坐標(biāo)是波長(zhǎng)

20、：上方的橫坐標(biāo)是波長(zhǎng)，單位，單位m;下方的橫坐下方的橫坐標(biāo)是標(biāo)是波數(shù)波數(shù)（用（用 表示，波數(shù)大，頻率也大），表示，波數(shù)大，頻率也大），單位是單位是cm-1。_在在2.5m處，對(duì)應(yīng)的波數(shù)值為：處，對(duì)應(yīng)的波數(shù)值為： = 104/2.5 (cm-1)=4000cm-1 ( cm-1)=1/(cm)=104/(m) 波數(shù)即波長(zhǎng)的倒數(shù)，表示單位波數(shù)即波長(zhǎng)的倒數(shù)，表示單位(cm)長(zhǎng)度光中所含光波的長(zhǎng)度光中所含光波的數(shù)目。數(shù)目。 波長(zhǎng)或波數(shù)可以按下式互換：波長(zhǎng)或波數(shù)可以按下式互換：_一般掃描范圍在一般掃描范圍在4000400 cm-1。 波長(zhǎng)在波長(zhǎng)在2.525m，叫中紅外區(qū)。，叫中紅外區(qū)。 波長(zhǎng)波長(zhǎng)0752

21、5m 叫近紅外區(qū)。叫近紅外區(qū)。 波長(zhǎng)在波長(zhǎng)在25100m 叫遠(yuǎn)紅外區(qū)。叫遠(yuǎn)紅外區(qū)。紅外光譜基本原理紅外光譜基本原理化學(xué)鍵的振動(dòng)與頻率化學(xué)鍵的振動(dòng)與頻率 雙原子分子雙原子分子中化學(xué)鍵的振動(dòng)可按中化學(xué)鍵的振動(dòng)可按諧振子諧振子處理。處理。 = 12 K為為鍵力常數(shù)鍵力常數(shù); 為為折合質(zhì)量折合質(zhì)量;m1m2 用虎克定律來(lái)表示振動(dòng)頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間用虎克定律來(lái)表示振動(dòng)頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間的關(guān)系：的關(guān)系： 化學(xué)鍵的力常數(shù)化學(xué)鍵的力常數(shù)鍵鍵分子分子K K（10105 5dyn/cmdyn/cm）鍵鍵分子分子K K（10105 5dyn/cmdyn/cm）H-FH-FHFHF9.79.7H-

22、CH-CCHCH2 2=CH=CH2 25.15.1H-H-ClCl HClHCl4.84.8H-CH-CCHCHCHCH5.95.9H-BrH-Br HBrHBr4.14.1C-CC-C4.5-5.64.5-5.6H-IH-IHIHI3.23.2C=CC=C9.5-9.99.5-9.9H-OH-OH H2 2O O7.87.8CCCC15-1715-17H-OH-O游離游離7.127.12C-OC-O5.0-5.85.0-5.8H-SH-SH H2 2S S4.34.3C=OC=O12-1312-13H-NH-NNHNH3 36.56.5C-C-ClClCHCH3 3ClCl3.43.4H-

23、CH-CCHCH3 3X X4.7-5.04.7-5.0CNCN16-1816-18例例:已知羰基已知羰基C=O的鍵力常數(shù)的鍵力常數(shù)K=l2l05dyn/cm，求，求 C=O解解: =1307 =1725 (cm-1) 1212161216 例如例如CO2分子是分子是N=3的直線型分子，有的直線型分子，有3N-5個(gè)基本振個(gè)基本振動(dòng)，即動(dòng)，即3 3-5=4個(gè)振動(dòng)。個(gè)振動(dòng)。OOOOOOCCCCOOO不 對(duì) 稱(chēng) 伸 縮 振 動(dòng) 2349cm -1對(duì) 稱(chēng) 伸 縮 振 動(dòng) 無(wú) 紅 外 吸 收 ， 有 拉 曼 吸 收彎 曲 振 動(dòng)另 一 個(gè) 平 面 上 的 彎 曲 振 動(dòng)能 量 相 同 ， 兼 并667c

24、m-1 分子的振動(dòng)分為分子的振動(dòng)分為伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)和和變形振動(dòng)變形振動(dòng)兩類(lèi)。兩類(lèi)。 伸縮振動(dòng)是沿原子核之間的軸線作振動(dòng)，伸縮振動(dòng)是沿原子核之間的軸線作振動(dòng)，鍵長(zhǎng)有變化鍵長(zhǎng)有變化而鍵角不變而鍵角不變，用字母，用字母來(lái)表示。來(lái)表示。 變形振動(dòng)是變形振動(dòng)是鍵長(zhǎng)不變而鍵角改變鍵長(zhǎng)不變而鍵角改變的振動(dòng)方式，用字母的振動(dòng)方式，用字母表示。表示。 伸縮振動(dòng)分為不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)分為不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)as和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)s。 亞甲基的振動(dòng)伸縮振動(dòng)對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)變形振動(dòng)面內(nèi)變形振動(dòng)面外變形振動(dòng)面內(nèi)搖擺剪式振動(dòng)面外搖擺扭曲振動(dòng)Sass面內(nèi)面外 躍遷時(shí)能級(jí)變化的大小為：躍遷時(shí)能級(jí)變化的大小

25、為： 。 能級(jí)變化大的出峰在高頻區(qū)，即波數(shù)值大；能級(jí)變化小能級(jí)變化大的出峰在高頻區(qū)，即波數(shù)值大；能級(jí)變化小的出峰在低頻區(qū)，即波數(shù)值小。的出峰在低頻區(qū)，即波數(shù)值小。ass 譜帶的譜帶的位置位置(波數(shù)波數(shù))由由能級(jí)變化能級(jí)變化的大小確定。的大小確定。 譜帶的譜帶的位置位置(波數(shù)波數(shù))也就是振動(dòng)時(shí)吸收紅外線的波數(shù)。也就是振動(dòng)時(shí)吸收紅外線的波數(shù)。譜帶的譜帶的強(qiáng)度強(qiáng)度主要由兩個(gè)因素決定：主要由兩個(gè)因素決定： 一是一是躍遷的幾率躍遷的幾率，躍遷的幾率大，吸收峰也就強(qiáng)。，躍遷的幾率大，吸收峰也就強(qiáng)。 二是振動(dòng)中二是振動(dòng)中偶極矩變化的程度偶極矩變化的程度。瞬間偶極矩變化越大，。瞬間偶極矩變化越大，吸收峰越強(qiáng)。

26、吸收峰越強(qiáng)。 躍遷的幾率與振動(dòng)方式有關(guān)躍遷的幾率與振動(dòng)方式有關(guān): 基頻基頻(V0V1)躍遷幾率大，所以吸收較強(qiáng)；躍遷幾率大，所以吸收較強(qiáng)； 倍頻倍頻(V0V2)雖然偶極矩變化大，但躍率幾率很低，使雖然偶極矩變化大，但躍率幾率很低，使峰強(qiáng)反而很弱。峰強(qiáng)反而很弱。偶極矩變化的大小與以下四個(gè)因素有關(guān)：偶極矩變化的大小與以下四個(gè)因素有關(guān)： （1）化學(xué)鍵兩端化學(xué)鍵兩端原子的原子的電負(fù)性差電負(fù)性差越大，引起的紅外吸收越大，引起的紅外吸收 越強(qiáng)。越強(qiáng)。故吸收峰強(qiáng)度為故吸收峰強(qiáng)度為OHC-HC-C。 (2）振動(dòng)方式振動(dòng)方式。相同基團(tuán)的振動(dòng)方式不同，分子的電。相同基團(tuán)的振動(dòng)方式不同，分子的電 荷分布也不同，偶極

27、矩變化也不同。荷分布也不同，偶極矩變化也不同。 反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)比對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)的吸收強(qiáng)度大；反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)比對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)的吸收強(qiáng)度大； 伸縮振動(dòng)的吸收強(qiáng)度比變形振動(dòng)的吸收強(qiáng)度大。伸縮振動(dòng)的吸收強(qiáng)度比變形振動(dòng)的吸收強(qiáng)度大。（4）其他因素）其他因素: (a)氫鍵氫鍵的形成使有關(guān)的吸收峰變寬變強(qiáng)。的形成使有關(guān)的吸收峰變寬變強(qiáng)。 (b)與極性基團(tuán)與極性基團(tuán)共軛共軛使吸收峰增強(qiáng)。如使吸收峰增強(qiáng)。如C=C、CC等等 基團(tuán)的伸縮振動(dòng)吸收很弱。但是，如果它們與基團(tuán)的伸縮振動(dòng)吸收很弱。但是，如果它們與 C=O或或CN共軛，吸收強(qiáng)度會(huì)大大增強(qiáng)。共軛，吸收強(qiáng)度會(huì)大大增強(qiáng)。 （3）分子的）分子的對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性。 結(jié)構(gòu)為中

28、心對(duì)稱(chēng)的分子，若其振動(dòng)也中心對(duì)稱(chēng)，則此結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱(chēng)的分子，若其振動(dòng)也中心對(duì)稱(chēng)，則此振動(dòng)的偶極矩變化為零。如振動(dòng)的偶極矩變化為零。如CO2的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)沒(méi)有紅外的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)沒(méi)有紅外活性。活性。 對(duì)稱(chēng)性差的振動(dòng)偶極矩變化大，吸收峰強(qiáng)。對(duì)稱(chēng)性差的振動(dòng)偶極矩變化大，吸收峰強(qiáng)。 (c)費(fèi)米共振費(fèi)米共振: 紅外吸收有基頻和倍頻，還有組合頻。紅外吸收有基頻和倍頻，還有組合頻。 組合頻為基頻及倍頻的和或差。組合頻為基頻及倍頻的和或差。 即即1+2、21+2、1-2等。等。 費(fèi)米共振：當(dāng)一個(gè)振動(dòng)的倍頻或組合頻與某一個(gè)強(qiáng)的費(fèi)米共振：當(dāng)一個(gè)振動(dòng)的倍頻或組合頻與某一個(gè)強(qiáng)的基頻基頻有接近的頻率時(shí)，這兩個(gè)振動(dòng)相互作用

29、發(fā)生偶合，弱有接近的頻率時(shí)，這兩個(gè)振動(dòng)相互作用發(fā)生偶合，弱的倍頻或組合頻被強(qiáng)化，振動(dòng)偶合后出現(xiàn)兩個(gè)譜帶。的倍頻或組合頻被強(qiáng)化，振動(dòng)偶合后出現(xiàn)兩個(gè)譜帶。 兩譜帶中均含有基頻和倍頻的成份，倍頻和組合頻明顯兩譜帶中均含有基頻和倍頻的成份，倍頻和組合頻明顯被加強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫費(fèi)米共振。被加強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫費(fèi)米共振。紅外光譜的峰強(qiáng)可以用摩爾吸收系數(shù)紅外光譜的峰強(qiáng)可以用摩爾吸收系數(shù) 表示表示: = Lg （4） 式中：式中： 為摩爾吸收系數(shù)；為摩爾吸收系數(shù)； C為樣品濃度，為樣品濃度，mol/L； L為吸收池厚度，為吸收池厚度，cm； T0為入射光強(qiáng)度；為入射光強(qiáng)度；T為出射光強(qiáng)度。為出射光強(qiáng)度。 當(dāng)當(dāng)l00

30、時(shí)，峰很強(qiáng)，用時(shí)，峰很強(qiáng)，用Vs表示。表示。 在在20100，為強(qiáng)峰，用，為強(qiáng)峰，用S表示。表示。 在在l020，為中強(qiáng)峰，用，為中強(qiáng)峰，用m表示。表示。 在在ll0，為弱峰，用，為弱峰，用w表示。表示。 另外，用另外，用b表示寬峰，用表示寬峰，用Sh表示大峰邊的小肩峰。表示大峰邊的小肩峰。1CLTT0液體樣品的制樣法液體樣品的制樣法（1）溶液法：）溶液法： （2）液膜法：在兩個(gè)窗片之間，滴上）液膜法：在兩個(gè)窗片之間，滴上12滴液體試樣，形滴液體試樣，形成一層薄的液膜用于測(cè)定。此方法只適用于高沸點(diǎn)液體化成一層薄的液膜用于測(cè)定。此方法只適用于高沸點(diǎn)液體化合物。合物。2.4.4氣體樣品：氣體樣品：

31、 氣體樣品一般使用氣體池進(jìn)行測(cè)定。氣體樣品一般使用氣體池進(jìn)行測(cè)定。有機(jī)化合物基團(tuán)的特征吸收有機(jī)化合物基團(tuán)的特征吸收 化合物紅外光譜是化合物紅外光譜是各種基團(tuán)各種基團(tuán)紅外吸收的紅外吸收的疊加疊加 。 各種基團(tuán)在紅外光譜的各種基團(tuán)在紅外光譜的特定區(qū)域特定區(qū)域會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的吸收帶，會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的吸收帶，其位置其位置大致固定大致固定。 受化學(xué)結(jié)構(gòu)和外部條件的影響，吸收帶會(huì)發(fā)生受化學(xué)結(jié)構(gòu)和外部條件的影響，吸收帶會(huì)發(fā)生位移位移，但，但綜合吸收綜合吸收峰位置峰位置、譜帶強(qiáng)度、譜帶形狀及相關(guān)峰的譜帶強(qiáng)度、譜帶形狀及相關(guān)峰的存在，存在，可以從譜帶信息中反映出各種基團(tuán)的存在與否?？梢詮淖V帶信息中反映出各種基團(tuán)的存在與

32、否。 中紅外區(qū)中紅外區(qū)(4000400cm-1)分成兩部分分成兩部分: 官能團(tuán)區(qū)官能團(tuán)區(qū)(37001333cm-1); 指紋區(qū)指紋區(qū)(1333650cm-1)。 官能團(tuán)的特征吸收大多出現(xiàn)在官能團(tuán)區(qū)。官能團(tuán)的特征吸收大多出現(xiàn)在官能團(tuán)區(qū)。 而有關(guān)的分子精細(xì)結(jié)構(gòu)特征，如取代類(lèi)型、幾何異而有關(guān)的分子精細(xì)結(jié)構(gòu)特征，如取代類(lèi)型、幾何異構(gòu)、同分異構(gòu)在指紋區(qū)可以觀察到。構(gòu)、同分異構(gòu)在指紋區(qū)可以觀察到。烷烴烷烴 (a)CH的伸縮振動(dòng)：基本在的伸縮振動(dòng)：基本在29752845cm-1之間，包括甲之間，包括甲基、亞甲基和次甲基的對(duì)稱(chēng)及不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。基、亞甲基和次甲基的對(duì)稱(chēng)及不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。 (b)CH的變形振動(dòng)：

33、在的變形振動(dòng)：在1460附近、附近、1380附近及附近及 720810cm-1會(huì)出現(xiàn)有關(guān)吸收。會(huì)出現(xiàn)有關(guān)吸收。 (c)C-C環(huán)的骨架振動(dòng)環(huán)的骨架振動(dòng),在在7201250cm-1。(1)甲基甲基(CH3): (a)甲基主要具有下列吸收甲基主要具有下列吸收 2960士士15cm-1 (s), 2870士士l0cm-1 (sm) 1465士士l0cm-1 (m), 1380cm-1左右左右 CHasCHsCHasCHs(b)當(dāng)當(dāng)CH3連接于不同基團(tuán)上后，其吸收帶發(fā)生位移，強(qiáng)度連接于不同基團(tuán)上后，其吸收帶發(fā)生位移，強(qiáng)度也會(huì)有變化。也會(huì)有變化。（c）CH3的的 隨著結(jié)構(gòu)變化也有變化。隨著結(jié)構(gòu)變化也有變化

34、。 (d)當(dāng)甲基與雜原子相連時(shí)，當(dāng)甲基與雜原子相連時(shí)， 的吸收位置為：的吸收位置為：P-CH3 1300cm-1，Si-CH3 1255cm-1， S-CH3 1312cm-1。 C(CH3)3 ： 1380cm-1左右分裂成強(qiáng)度不等的兩個(gè)峰左右分裂成強(qiáng)度不等的兩個(gè)峰: 1395cm-1(m),1365cm-1(S)。 CHsCHs CH(CH3)2 (即偕二甲基即偕二甲基) ： 1380cm-1左右左右 分裂成二分裂成二個(gè)強(qiáng)度大體相等的吸收，一個(gè)在個(gè)強(qiáng)度大體相等的吸收，一個(gè)在1385cm-1附近，一個(gè)在附近，一個(gè)在1375cm-1附近。附近。CHs(2)亞甲基亞甲基(CH2)(a)亞甲基主要

35、有如下吸收亞甲基主要有如下吸收 2925士士10cm-1 (s), 2850士士10cm-1 (s), CH 1465士士20cm-1 (b) -(CH2)n-結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)中，CH2的面內(nèi)搖擺在的面內(nèi)搖擺在720810 cm-1之間之間變化，其數(shù)值與變化，其數(shù)值與n的數(shù)值有關(guān)。的數(shù)值有關(guān)。CHasCHs（c）無(wú)）無(wú)1380的峰。的峰。(3) 次甲基次甲基(CH) 次甲基在兩處有弱的吸收，并常被其他吸收所掩蓋。次甲基在兩處有弱的吸收，并常被其他吸收所掩蓋。 2890士士l0 cm-1 (w), 1340cm-1 CH (w)CHs（CH2）n 結(jié)構(gòu)中亞甲基面內(nèi)搖擺振動(dòng)結(jié)構(gòu)中亞甲基面內(nèi)搖擺振動(dòng) 結(jié)

36、構(gòu)結(jié)構(gòu) 譜帶譜帶 (cm-1) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 譜帶譜帶 (cm-1)C- CH2-CH3 770 C- CH2-C 810C-( CH2)2-CH3 750-740 C-( CH2)2-C 754C-( CH2)3-CH3 740-730 C-( CH2)3-C 740C-( CH2)4-CH3 730-725 C-( CH2)4-C 725C-(CH2)n-CH3(n 4) 722 C-(CH2)n-C(n 4) 722 庚烷庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜圖的紅外光譜圖CH3CHCH2CHCH3CH3CH3的紅外光譜的紅外光譜烯烴烯烴（1）烯烴有三個(gè)特征吸）烯烴有三個(gè)特征吸 區(qū)區(qū) (a)

37、31003000cm-1 ， =CH (b)16801620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判斷烯鍵的存在用于判斷烯鍵的存在與否。與否。 (c)l000650cm-1，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動(dòng)，烯碳上質(zhì)子的面外搖擺振動(dòng) =CH，用于判斷烯碳上取代類(lèi)型及順?lè)串悩?gòu)。用于判斷烯碳上取代類(lèi)型及順?lè)串悩?gòu)。 =CH 3000cm-1，這是不飽和碳上質(zhì)子與飽和碳上質(zhì)子，這是不飽和碳上質(zhì)子與飽和碳上質(zhì)子的的重要區(qū)別重要區(qū)別，飽和碳上質(zhì)子，飽和碳上質(zhì)子 CH 3000cm-1。 在在6501000cm-1區(qū)域，根據(jù)烯氫被取代的個(gè)數(shù)、取代位區(qū)域，根據(jù)烯氫被取代的個(gè)數(shù)、取代位置及順?lè)串悩?gòu)的不同，出峰個(gè)數(shù)、

38、吸收峰波數(shù)及強(qiáng)度有區(qū)置及順?lè)串悩?gòu)的不同，出峰個(gè)數(shù)、吸收峰波數(shù)及強(qiáng)度有區(qū)別，可用于判別烯碳上的取代情況及順?lè)串悩?gòu)。別，可用于判別烯碳上的取代情況及順?lè)串悩?gòu)。（2）不同類(lèi)型烯烴的特征頻率見(jiàn)下表）不同類(lèi)型烯烴的特征頻率見(jiàn)下表3-5。不同類(lèi)型烯烴特征頻率表不同類(lèi)型烯烴特征頻率表(cm-1)取代烯烴取代烯烴RCH=CH2 3095 2975 3040 1645 915 995 1840 3075 3010 1640 905(s) 985 1805(w)R1R2C=CH2 3095 2975 / 1660 895 / 1800 3050 1640 885(s) 1780(w)R1R2C=CR3H 3040

39、 1690 830 3020 1670 810(s)R1HC=CR2H 3040 1665 730（順式）（順式） 3010 1635 665(s)R1HC=CR2H（反式）（反式） 3040 1675 980 3010 1665 960(s)R1R2C=CR3R4 w或無(wú)或無(wú)asCH 2sCH 2CHC C2CHCH2=CH2(3) C=C的位置及的位置及強(qiáng)度強(qiáng)度與烯碳的取代情況及分子與烯碳的取代情況及分子對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性密密切相關(guān)。切相關(guān)。 乙烯基型的乙烯基型的 C=C出現(xiàn)在出現(xiàn)在1640cm-1附近。附近。 有對(duì)稱(chēng)中心時(shí)，有對(duì)稱(chēng)中心時(shí)， C=C看不到。看不到。 烯鍵與烯鍵與C=C、C=O、C

40、 N及芳環(huán)等共軛時(shí)，強(qiáng)度及芳環(huán)等共軛時(shí)，強(qiáng)度大大加強(qiáng)。大大加強(qiáng)。(4)環(huán)狀烯烴中環(huán)狀烯烴中, 環(huán)變小時(shí)，環(huán)變小時(shí)， C=C向低頻移動(dòng)，而烯碳上質(zhì)子的向低頻移動(dòng)，而烯碳上質(zhì)子的 =CH則則向高頻移動(dòng)。向高頻移動(dòng)。 C=C(cm-1) 1646 1611 1566 1641 =CH(cm-1) 3017 3045 3060 30761-己烯的紅外光譜圖己烯的紅外光譜圖1642 cm-1是是 C=C ，910cm-1 =CH2，993cm-1是是 =CH，820cm-1的小峰為的小峰為910cm-1的倍頻。的倍頻。 =CH在在3083cm-1。 C=CC=C在在1666 1666 cmcm-1-1。

41、808cmcm-1-1 = =CHCH，30333033cmcm-1-1為為 = =CHCH，小于小于30003000cmcm-1-1那一組峰為那一組峰為 CHCH。13841384和和13731373cmcm-1-1是偕二甲基是偕二甲基 。14601460cmcm-1-1吸收為甲基和亞甲基的吸收為甲基和亞甲基的 。CHasCHs炔烴炔烴（1）炔烴有三個(gè)特征吸收帶：）炔烴有三個(gè)特征吸收帶： CH 33403260cm-1(S，尖，尖) C C 22602100cm-1(mW) 700610cm-1(S、寬、寬)面外三CH(2) CH與與 OH及及 NH有重疊，有重疊， CH 比后兩者尖。比后兩

42、者尖。 (3) C C與與 C=C類(lèi)似，類(lèi)似，強(qiáng)度隨分子對(duì)稱(chēng)性及共軛情況強(qiáng)度隨分子對(duì)稱(chēng)性及共軛情況的不同的不同而變化。分子有中心對(duì)稱(chēng)時(shí)，而變化。分子有中心對(duì)稱(chēng)時(shí)， C C看不到。分子與其他基看不到。分子與其他基團(tuán)共軛時(shí)，團(tuán)共軛時(shí)， C C 強(qiáng)度大大增強(qiáng)強(qiáng)度大大增強(qiáng) 。（4）X Y,X=Y=Z類(lèi)化合物與類(lèi)化合物與 C C有重疊的吸收。如：有重疊的吸收。如： C N 22602210cm-1 (s), C=C=C 19501930cm-1(s) N=C=O 22802260cm-1(s), C=C=O 2150cm-1(s)，芳香烴芳香烴(1)苯環(huán)在四個(gè)區(qū)有其特征吸收：苯環(huán)在四個(gè)區(qū)有其特征吸收：3

43、1003000、20001650、16251450及及900650cm-1.(2） =CH出現(xiàn)在出現(xiàn)在31003000cm-1，常常在，常常在3030cm-1附近。附近。 (3)苯環(huán)的骨架振動(dòng)：在苯環(huán)的骨架振動(dòng)：在16251450cm-1之間，可能有幾個(gè)之間，可能有幾個(gè)吸收，強(qiáng)弱及個(gè)數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸收，強(qiáng)弱及個(gè)數(shù)皆與結(jié)構(gòu)有關(guān)。 其中以其中以1600cm-1和和1500cm-1兩個(gè)吸收為主。兩個(gè)吸收為主。 苯環(huán)與其他基團(tuán)苯環(huán)與其他基團(tuán)共軛共軛時(shí)，時(shí)，1600cm-1峰分裂為二，在峰分裂為二，在1580cm-1處又出現(xiàn)一個(gè)吸收。處又出現(xiàn)一個(gè)吸收。 1450cm-1也會(huì)有一吸收。也會(huì)有一吸收。（4

44、）面外變形振動(dòng)）面外變形振動(dòng) =CH在在900650cm-1，按其位置、吸收，按其位置、吸收峰個(gè)數(shù)及強(qiáng)度可以用來(lái)判斷苯環(huán)上峰個(gè)數(shù)及強(qiáng)度可以用來(lái)判斷苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)及取代模式。取代基個(gè)數(shù)及取代模式。 苯環(huán)的鄰接氫有下列五種情況，一般情況是鄰接氫的苯環(huán)的鄰接氫有下列五種情況，一般情況是鄰接氫的數(shù)目越少，芳環(huán)質(zhì)子頻率越高。數(shù)目越少，芳環(huán)質(zhì)子頻率越高。 苯環(huán)上有五個(gè)鄰接氫：苯環(huán)上有五個(gè)鄰接氫：770730cm-1(VS),710690cm-1(S) 苯環(huán)上有四個(gè)鄰接氫：苯環(huán)上有四個(gè)鄰接氫：770735cm-1(VS) 苯環(huán)上有三個(gè)鄰接氫：苯環(huán)上有三個(gè)鄰接氫：810750cm-1(VS)， 苯環(huán)上有二個(gè)

45、鄰接氫：苯環(huán)上有二個(gè)鄰接氫：860800cm-1(VS) 苯環(huán)上有孤立的氫：苯環(huán)上有孤立的氫：900860cm-1(S) （5）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動(dòng)的倍頻及組合頻在）苯環(huán)質(zhì)子的面外變形振動(dòng)的倍頻及組合頻在20001650cm-1。也可以用于確定苯環(huán)取代類(lèi)型。也可以用于確定苯環(huán)取代類(lèi)型。 （6）其他）其他 除了上述按鄰接氫判斷在除了上述按鄰接氫判斷在900650cm-1的譜帶外，在這區(qū)的譜帶外，在這區(qū)域可能還會(huì)有另外的吸收出現(xiàn)。域可能還會(huì)有另外的吸收出現(xiàn)。 （a）間位二取代在）間位二取代在725680cm-1有強(qiáng)吸收。有強(qiáng)吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在三取代化合物另外在74570

46、5cm-1有強(qiáng)吸收。有強(qiáng)吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在三取代化合物另外在755675cm-1有強(qiáng)吸收。有強(qiáng)吸收。 =CH在在3018cm-1，骨架振動(dòng)在，骨架振動(dòng)在1606、1495及及1466cm-1，四，四個(gè)鄰接氫的吸收在個(gè)鄰接氫的吸收在742cm-1。醇和酚醇和酚（1）醇和酚都含有羥基，有三個(gè)特征吸收帶：）醇和酚都含有羥基，有三個(gè)特征吸收帶： OH, OH和和 C-O。 （2）羥基的伸縮振動(dòng)）羥基的伸縮振動(dòng) OH在在36703230cm-1(S)。 游離的羥基游離的羥基 OH尖尖,且大于且大于3600cm-1； 締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬，小于締合羥基移向低波數(shù)，峰加寬

47、，小于3600cm-1。 締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。締合程度越大，峰越寬，越移向低波數(shù)處。 水和水和NH在此有吸收。在此有吸收。 （3） 在在14201260cm-1。 C-O在在12501000cm-1。 吸收位置與伯、仲、叔醇和酚的類(lèi)別有關(guān)。吸收位置與伯、仲、叔醇和酚的類(lèi)別有關(guān)。 OH面內(nèi) 表表3-6 醇酚的醇酚的 OH和和 C-O吸收帶吸收帶 化合物化合物 C-O 伯醇伯醇 13501260 10701000 仲醇仲醇 13501260 11201030 叔醇叔醇 14101310 11701100 酚酚 14101310 12301140OH面內(nèi) 1-辛醇的紅外光譜圖 OH

48、在在3338cm-1 , C-O在在1059cm-1,醚醚（1）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動(dòng)）醚的特征吸收為碳氧碳鍵的伸縮振動(dòng) 和和 。 C O CasC O Cs (a)脂肪族醚脂肪族醚(R-O-R)： 脂肪族醚中脂肪族醚中 弱。弱。 在在 11501050cm-1(S)C O CasC O Cs (b)芳香族醚和乙烯基醚：芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和和R-C=C-O-R 13101020cm-1為為 的強(qiáng)吸收，的強(qiáng)吸收，10751020cm-1處為處為 強(qiáng)度較弱。強(qiáng)度較弱。 C O CasC O Cs（2）一般情況下，只用）一般情況下，只用IR來(lái)判別醚是困難的。

49、因其他一來(lái)判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類(lèi)都會(huì)在些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類(lèi)都會(huì)在11001250cm-1范圍有強(qiáng)的范圍有強(qiáng)的 C-O吸收。吸收。(c) 環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物 環(huán)氧化合物有三個(gè)特征吸收帶，即所謂的環(huán)氧化合物有三個(gè)特征吸收帶，即所謂的8 峰、峰、11 峰、峰、12 峰。峰。 8 峰峰 12801240cm-1(Sm) 11 峰峰 950810cm-1(Sm) 12 峰峰 840750cm-1（Sm)酮酮 基本上在基本上在19001650cm-1范圍內(nèi)，常常是第一強(qiáng)峰。范圍內(nèi)，常常是第一強(qiáng)峰。 C=O對(duì)化學(xué)環(huán)境比較敏感。對(duì)化學(xué)環(huán)境比較敏感。（1）酮的特征吸收

50、為）酮的特征吸收為 C=O，常是第一強(qiáng)峰。飽和脂肪酮，常是第一強(qiáng)峰。飽和脂肪酮的的 C=O在在17251705cm-1。 （2） -C上有吸電子基團(tuán)將使上有吸電子基團(tuán)將使 C=O升高。升高。 R-CO-R， (R,R，為烷基為烷基) C=O 17251705cm-1 R-CHCl-CO-R， C=O 17451725cm-1 R-CHCl-CO-CHCl-R， C=O 17651745cm-1(3)羰基與苯環(huán)、烯鍵或炔鍵共軛后，使羰基的雙鍵性減羰基與苯環(huán)、烯鍵或炔鍵共軛后，使羰基的雙鍵性減小小,力常數(shù)減小，使力常數(shù)減小，使 C=O移向低波數(shù)移向低波數(shù) 。R-CO-CH=CH-R， C=O169

51、51665cm-1 Ph-CO-R， C=O 16801665cm-1(4)環(huán)酮中環(huán)酮中 C=O隨張力的增大波數(shù)增大。隨張力的增大波數(shù)增大。 環(huán)己酮中環(huán)己酮中 C=O1718cm-1； 環(huán)戊酮中環(huán)戊酮中 C=O1751cm-1； 環(huán)丁酮中環(huán)丁酮中 C=O1775cm-1。（5)二酮的二酮的 C=O吸收吸收 -二酮二酮R-CO-CO-R，在，在17301710cm-1有一強(qiáng)吸收。有一強(qiáng)吸收。 -二酮二酮R-CO-CH2CO-R，有酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。，有酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。RCOOOHCH2CRRCCHCRO 酮式酮式 烯醇式烯醇式在在17301690cm-1有兩個(gè)強(qiáng)有兩個(gè)強(qiáng) C=O吸收

52、吸收烯醇式在烯醇式在16401540cm-1有一有一個(gè)寬而很強(qiáng)的個(gè)寬而很強(qiáng)的 C=O吸收。吸收。 3-戊酮的紅外光譜圖戊酮的紅外光譜圖 苯乙酮的紅外光譜圖苯乙酮的紅外光譜圖在苯乙酮中羰基因?yàn)榕c苯環(huán)共軛，所以在苯乙酮中羰基因?yàn)榕c苯環(huán)共軛，所以 C=O在在1680cm-1。 醛醛 (R-CHO)（1）醛有）醛有 C=O和醛基質(zhì)子的和醛基質(zhì)子的 CH兩個(gè)特征吸收帶。兩個(gè)特征吸收帶。 (2)醛的醛的 C=O高于酮。高于酮。 飽和脂肪醛飽和脂肪醛(R-CHO) C=O ：17401715cm-1 -不飽和脂肪醛不飽和脂肪醛 C=O ： l7051685cm-1 芳香醛芳香醛 C=O ： 17101695

53、cm-1（3）醛基質(zhì)子的伸縮振動(dòng)）醛基質(zhì)子的伸縮振動(dòng) 醛基的醛基的 CH在在28802650cm-1出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相近的中強(qiáng)吸出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相近的中強(qiáng)吸收峰收峰，一般這兩個(gè)峰在，一般這兩個(gè)峰在2820cm-1和和27402720cm-1出現(xiàn)，出現(xiàn)，后者較尖。后者較尖。 這兩個(gè)吸收是由于醛基質(zhì)子的這兩個(gè)吸收是由于醛基質(zhì)子的 CH與與 CH的倍頻的費(fèi)米的倍頻的費(fèi)米共振產(chǎn)生。共振產(chǎn)生。 苯甲醛的紅外光譜圖苯甲醛的紅外光譜圖2820、2738cm-1為醛基的為醛基的C-H伸縮振動(dòng)，伸縮振動(dòng)，1703cm-1是是 C=O羧酸羧酸(RCOOH) 羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以羧酸在液體和固體狀態(tài)，一般以二聚二聚

54、體形式存在：體形式存在： 羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。羧酸分子中既有羥基又有羰基，兩者的吸收皆有。 R-COHOOHOC-R（1）羧酸）羧酸 C=O高于酮的高于酮的 C=O。 這是這是OH的作用結(jié)果。的作用結(jié)果。 單體脂肪酸單體脂肪酸 C=O 1760cm-1； 單體芳香酸單體芳香酸 C=O 1745cm-1 二聚脂肪酸二聚脂肪酸 C=O 17251700cm-1； 二聚芳香酸二聚芳香酸 C=O 17051685cm-1(2) OH 二聚體二聚體 OH在在32002500cm-1一個(gè)較大的范圍內(nèi)，以一個(gè)較大的范圍內(nèi)，以 3000cm-1為中心有一個(gè)寬而散的峰。為中心有一個(gè)寬而散

55、的峰。 此吸收在此吸收在27002500cm-1常有幾個(gè)小峰。常有幾個(gè)小峰。（3）CH2的面外搖擺吸收：的面外搖擺吸收： 晶態(tài)的長(zhǎng)鏈羧酸及其鹽在晶態(tài)的長(zhǎng)鏈羧酸及其鹽在13501180cm-1出現(xiàn)峰間距出現(xiàn)峰間距相等的特征吸收峰組，峰的個(gè)數(shù)與亞甲基個(gè)數(shù)有關(guān)。相等的特征吸收峰組，峰的個(gè)數(shù)與亞甲基個(gè)數(shù)有關(guān)。 當(dāng)鏈中不含不飽和鍵時(shí)，若含有當(dāng)鏈中不含不飽和鍵時(shí)，若含有n個(gè)亞甲基，個(gè)亞甲基， n l0時(shí)時(shí),n若為偶數(shù)，譜帶數(shù)為若為偶數(shù)，譜帶數(shù)為n/2個(gè)；若個(gè)；若n為奇數(shù)，譜帶數(shù)為奇數(shù)，譜帶數(shù)為（為（n+1）/2個(gè)。個(gè)。（4）在）在955915cm-1有一特征性寬峰，有一特征性寬峰， 是酸的二聚體中是酸的二

56、聚體中OHO=的面外變形振動(dòng)引起。的面外變形振動(dòng)引起。COO（5）羧酸鹽）羧酸鹽 羧酸根羧酸根-COO-無(wú)無(wú) C=O吸收。吸收。 COO-是一個(gè)共軛體系是一個(gè)共軛體系,兩個(gè)兩個(gè) 振動(dòng)偶合，在兩個(gè)地振動(dòng)偶合，在兩個(gè)地方出現(xiàn)其強(qiáng)吸收，反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在方出現(xiàn)其強(qiáng)吸收，反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在16101560cm-1；對(duì)；對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在稱(chēng)伸縮振動(dòng)在14401360cm-1，強(qiáng)度弱于反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，強(qiáng)度弱于反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收，并且常是二個(gè)或三個(gè)較寬的峰。吸收，并且常是二個(gè)或三個(gè)較寬的峰。C O 苯甲酸的紅外光譜圖苯甲酸的紅外光譜圖 25003300cm-1為為 OH，1689cm-1為為 C=O，1294cm-

57、1為為 C-O943為為OHO=O=, ,苯甲酸鈉的苯甲酸鈉的IR譜圖譜圖COO在在1563、1413cm-1酯酯(RCOOR)（1）酯有兩個(gè)特征吸收，即）酯有兩個(gè)特征吸收，即C=O和和C-O-C。（2）酯羰基的伸縮振動(dòng)）酯羰基的伸縮振動(dòng)C=O： R-CO-OR (RR為烷基為烷基) 17501735cm-1(S) Ph-CO-OR 、C=C-CO-OR 17301717cm-1(S) R-CO-O-C=C 、R-CO-OPh 18001770cm-1(S)(3)C-O-C 在在13301050cm-1有兩個(gè)吸收帶，即有兩個(gè)吸收帶，即 和和 。 其中其中 在在13301150cm-1，峰強(qiáng)度大

58、而且寬，常為第，峰強(qiáng)度大而且寬，常為第一強(qiáng)峰。一強(qiáng)峰。cocascocscocas 酯酯 酯酯 譜帶位置（譜帶位置（cm-1） HCOOR 12001180 、不飽和酸酯不飽和酸酯 13301160 CH3COOR 12301200 Ph-COOR 13301230 CH3CH2COOR 11971190 內(nèi)酯內(nèi)酯 12501370 CH3CH2CH2COOR 12651262，11941189 碳酸二烷基酯碳酸二烷基酯 12901265 高級(jí)脂肪酸酯高級(jí)脂肪酸酯 12001180*液態(tài)或液態(tài)或CHCl3溶液中測(cè)定溶液中測(cè)定cocas(4)內(nèi)酯的內(nèi)酯的C=O與環(huán)的大小及共軛基團(tuán)和吸電子取代基團(tuán)

59、的與環(huán)的大小及共軛基團(tuán)和吸電子取代基團(tuán)的連接位置有關(guān)。連接位置有關(guān)。 C=O (cm-1) 1818 1770 1735 1727OOOOOOOO 乙酸乙酯的紅外光譜圖乙酸乙酯的紅外光譜圖 1743為為 C=O， 1243為為 是第一強(qiáng)峰。是第一強(qiáng)峰。cocas酸酐酸酐(R-CO-O-CO-R)(1)酸酐的特征吸收為酸酐的特征吸收為C=O和和C-O。 (2) C=O 有有兩個(gè)兩個(gè)C=O吸收，相差約幾十吸收，相差約幾十cm-1， 兩個(gè)兩個(gè)C=O分別在分別在18601800cm-1和和18001750cm-1。 開(kāi)鏈酸酐的開(kāi)鏈酸酐的C=O中高波數(shù)吸收帶強(qiáng)，而環(huán)狀酸酐中低中高波數(shù)吸收帶強(qiáng)，而環(huán)狀酸酐

60、中低波數(shù)的波數(shù)的C=O強(qiáng)。強(qiáng)。（3）C-O吸收吸收 飽和的脂肪酸酐在飽和的脂肪酸酐在11801045Cm-1有一強(qiáng)吸收，環(huán)狀酸有一強(qiáng)吸收，環(huán)狀酸酐在酐在13001200cm-1，有一強(qiáng)吸收。各類(lèi)酸酐在，有一強(qiáng)吸收。各類(lèi)酸酐在1250cm-1都有一中強(qiáng)吸收都有一中強(qiáng)吸收。 乙酸酐的紅外光譜圖乙酸酐的紅外光譜圖 1827、1755為為 C=O，1825強(qiáng)；強(qiáng)；1124為為 C-OCCOOO的紅外光譜的紅外光譜 酰鹵酰鹵(R-CO-X)(l) C=O 鹵素原子的吸電子效應(yīng)，使鹵素原子的吸電子效應(yīng)，使C=O移向高波數(shù)。移向高波數(shù)。 液體脂肪族酰鹵在液體脂肪族酰鹵在18101795cm-1有一強(qiáng)吸收帶。