波譜分析紅外光譜

關(guān)于波譜分析紅外光譜引言

紅外光譜（infraredspectroscopy,IR）是研究分子運(yùn)動(dòng)的吸收光譜，亦稱為分子光譜。通常IR指波長(zhǎng)2~25μm之間的吸收光譜，這段波長(zhǎng)范圍反映出分子中原子間的振動(dòng)和變角運(yùn)動(dòng)。第2頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

盡管轉(zhuǎn)動(dòng)所涉及的能量變化較小，處于遠(yuǎn)紅外區(qū)，但轉(zhuǎn)動(dòng)影響到振動(dòng)產(chǎn)生偶極矩的變化，因而在紅外光譜區(qū)實(shí)際所測(cè)得的譜圖是分子的振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的加合表現(xiàn)。

IR光譜又稱分子振轉(zhuǎn)光譜。第3頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外光譜的發(fā)展歷史

在十九世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了紅外線,到1892年有人利用巖鹽棱鏡和測(cè)熱幅射計(jì)(電阻溫度計(jì))測(cè)定了20多種有機(jī)化合物的紅外光譜

1905年科伯倫茨發(fā)表了128種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的紅外光譜，紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的特定聯(lián)系才被確認(rèn)。到1930年前后，隨著量子理論的提出和發(fā)展，紅外光譜的研究得到了全面深入的開(kāi)展，并且測(cè)得大量物質(zhì)的紅外光譜。

1947年第一臺(tái)實(shí)用的雙光束自動(dòng)記錄的紅外分光光度計(jì)問(wèn)世。這是一臺(tái)以棱鏡作為色散元件的第一代紅外分光光度計(jì)。第4頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

到了六十年代，用光柵代替棱鏡作分光器的第二代紅外光譜儀投入了使用。這種計(jì)算機(jī)化的光柵為分光部件的第二代紅外分光光度計(jì)仍在應(yīng)用。七十年代后期，干涉型傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)投入了使用，這就是第三代紅外分光光度計(jì)。近來(lái)，已采用可調(diào)激光器作為光源來(lái)代替單色器，研制成功了激光紅外分光光度計(jì)，即第四代紅外分光光度計(jì)，它具有更高的分辨率和更廣的應(yīng)用范圍，但目前還未普及。第5頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)IR的基本原理

當(dāng)用一束具有連續(xù)波長(zhǎng)紅外光照射物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的分子就會(huì)吸收一定波長(zhǎng)的紅外光的光能，并轉(zhuǎn)化為分子的振動(dòng)能量和轉(zhuǎn)動(dòng)能量。如果以波長(zhǎng)或波數(shù)為橫坐標(biāo)，以百分吸收率或透過(guò)率為縱坐標(biāo)，把這譜帶記錄下來(lái)，就得到該物質(zhì)的紅外吸收光譜圖。31一、紅外吸收光譜第6頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天橫坐標(biāo)：波數(shù)()400～4000cm-1；表示吸收峰的位置。縱坐標(biāo)：透過(guò)率（T%），表示吸收強(qiáng)度。T↓，表明吸收的越好，故曲線低谷表示是一個(gè)好的吸收帶。

7第7頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外光區(qū)（0.78~300μm）的劃分：32按波長(zhǎng)分為三個(gè)區(qū)：近紅外區(qū)（泛頻區(qū)）

主要用于研究O-H、N-H和C-H鍵的倍頻吸收和組合頻吸收，此區(qū)域的吸收峰的強(qiáng)度一般比較弱。λ：0.78~2μm：12820~5000cm-1第8頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天中紅外區(qū)（基頻區(qū)）λ：2~25μm：5000~400cm-1

主要研究分子的振轉(zhuǎn)能級(jí)的躍遷。絕大多數(shù)有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的基頻吸收都落在這一區(qū)域。遠(yuǎn)紅外區(qū)λ：25~300μm：400~33cm-1

主要用于研究分子的純轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷和晶體的晶格振動(dòng)。第9頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

以雙原子為例，在雙原子作伸縮振動(dòng)時(shí)，可以將其視為一個(gè)簡(jiǎn)單的諧振子。根據(jù)經(jīng)典力學(xué)原理，簡(jiǎn)諧振動(dòng)遵循胡克定律：式中：ν----振動(dòng)頻率

K----化學(xué)鍵的力常數(shù)（N·m-1）振動(dòng)頻率第10頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

對(duì)于雙原子分子來(lái)講，可用折合質(zhì)量μ（Kg）代替m：式中：第11頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天因?yàn)槭街校篗i---i原子的摩爾質(zhì)量，g

NA---阿伏加德羅常數(shù)（6.02×1023mol-1）式中第12頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天則：

第13頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：已知、C=C和C-C

鍵的伸縮振動(dòng)力常數(shù)分別為1650N·s-1、960N·s-1和450N·s-1，求它們的伸縮振動(dòng)波數(shù)。

解：

第14頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

由上面的公式可以得出以下結(jié)論：a.分子的折合質(zhì)量越小，振動(dòng)頻率越高；

b.化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，振動(dòng)頻率越高。由這兩條結(jié)論我們可以得到以下規(guī)律：a.力常數(shù)與化學(xué)鍵的鍵能成正比，質(zhì)量接近的基團(tuán)，力常數(shù)有以下規(guī)律：

K叁鍵

>K雙鍵

>K單鍵第15頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天IR吸收頻率：b.與氫原子相連的化學(xué)鍵的折合質(zhì)量都小，紅外吸收在高波數(shù)區(qū)；

c.與碳原子成鍵的其他原子，隨其原子質(zhì)量的遞增，折合質(zhì)量也遞增，導(dǎo)致紅外波數(shù)遞減；C-H伸縮振動(dòng)在~3000cm-1，O-H伸縮振動(dòng)在3000~3600cm-1，N-H伸縮振動(dòng)在~3300cm-1第16頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天d.彎曲振動(dòng)比伸縮振動(dòng)容易，彎曲振動(dòng)的K均較小，故其吸收在低波數(shù)區(qū)。例如：C-H伸縮振動(dòng)吸收位于~3000cm-1，而彎曲振動(dòng)吸收位于~1340cm-1。e．不對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)分子偶極的改變比對(duì)稱伸縮振動(dòng)大，所以νas吸收帶出現(xiàn)在較高的波數(shù)區(qū)，且吸收強(qiáng)度高。第17頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

根據(jù)量子力學(xué)，諧振子的能量是量子化的，其能量由下式確定：振動(dòng)能級(jí)式中V---振動(dòng)量子數(shù)，其值為0，1，2，3…E0為振動(dòng)基態(tài)；

E1為第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)；

E2為第二振動(dòng)激發(fā)態(tài)；余此類推。第18頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

雙原子分子實(shí)際勢(shì)能隨核間距離的增大而增大。按非諧振子的勢(shì)能函數(shù)求解薛氏方程，體系振動(dòng)：第19頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

光譜選律：原子和分子與電磁波相互作用，從一個(gè)能量狀態(tài)躍遷到另一個(gè)能量狀態(tài)要服從一定的規(guī)律。

允許躍遷：如果兩個(gè)能級(jí)間的躍遷根據(jù)選律是可能的。躍遷概率大，吸收強(qiáng)度大。

禁阻躍遷：如果兩個(gè)能級(jí)間的躍遷根據(jù)選律是不可能的。躍遷概率小，吸收強(qiáng)度很弱甚至觀察不到。第20頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩個(gè)相鄰振動(dòng)能級(jí)間的能量差ΔEV可由下式確定：振動(dòng)能級(jí)躍遷與紅外吸收光譜當(dāng)光子的能量hν`與振子的躍遷能相等，即：時(shí)，光子有可能被諧振子吸收，振子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生吸收譜帶。第21頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

且電磁波的頻率（波數(shù)）與諧振子的振動(dòng)頻率（波數(shù)）相等是產(chǎn)生紅外吸收光譜的必要條件：第22頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天基本術(shù)語(yǔ)

在光譜中，體系由能級(jí)E躍遷到能級(jí)E’要服從一定的規(guī)則，這些規(guī)則叫做光譜選律。不同的光譜，其選律不同。

簡(jiǎn)諧振動(dòng)光譜選律為，即躍遷必須在相鄰振動(dòng)能級(jí)之間進(jìn)行。紅外躍遷稱為本征躍遷，產(chǎn)生的吸收帶稱為本征吸收帶或基頻峰。光譜選律基頻峰第23頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

分子吸收紅外光后，引起振動(dòng)能級(jí)由基態(tài)躍遷到第二、第三激發(fā)態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的吸收稱為倍頻吸收，所對(duì)應(yīng)的吸收帶稱為倍頻峰。由于振動(dòng)的非諧性，能級(jí)間隔不是等距離的，故倍頻的波數(shù)往往不是基頻波數(shù)的整數(shù)倍而是稍小些。

倍頻峰合頻峰

基頻峰之間相互作用，形成頻率等于兩個(gè)基頻峰之和或之差的吸收峰稱為合頻峰。（當(dāng)一個(gè)光子激發(fā)了一個(gè)以上的振動(dòng)發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，即可觀察到組合頻）第24頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

當(dāng)相同兩基團(tuán)在分子中靠得很近時(shí)，相應(yīng)特征峰常發(fā)生分裂，形成兩個(gè)峰，這種現(xiàn)象稱為振動(dòng)偶合。

當(dāng)倍頻峰或合頻峰位于某強(qiáng)基頻峰附近時(shí)，弱的倍頻峰或合頻峰的吸收強(qiáng)度常被大大強(qiáng)化。這種倍頻峰或合頻峰與基頻峰之間的偶合，稱為費(fèi)米共振。泛頻峰倍頻峰和合頻峰統(tǒng)稱為泛頻峰。形成泛頻峰的躍遷幾率較小，故與基頻峰相比，泛頻峰通常為弱峰，常常不能檢出。振動(dòng)偶合費(fèi)米共振第25頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天費(fèi)米共振例苯甲酰氯的紅外光譜苯甲酰氯C-Cl的伸縮振動(dòng)在874cm-1，其倍頻峰在1730cm-1左右，正好在C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰位置附近，發(fā)生費(fèi)米共振從而倍頻峰吸收強(qiáng)度增加。第26頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

分子振動(dòng)時(shí)，分子中原子的基本振動(dòng)數(shù)目稱該分子的振動(dòng)自由度。一個(gè)原子在空間的位置可用x、y、z三個(gè)坐標(biāo)表示，有3個(gè)自由度。n個(gè)原子組成的分子有3n個(gè)自由度，其中3個(gè)分子平動(dòng)自由度，3個(gè)分子轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。線型分子只有2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度(因有一種轉(zhuǎn)動(dòng)方式，原子空間位置改變)。所以，非線型分子振動(dòng)自由度為(3n-6)，對(duì)應(yīng)于(3n-6)個(gè)基本振動(dòng)方式。線型分子振動(dòng)自由度為(3n-5)，對(duì)應(yīng)于(3n-5)個(gè)基本振動(dòng)方式。這些基本振動(dòng)稱簡(jiǎn)正振動(dòng)，簡(jiǎn)正振動(dòng)不涉及分子質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)及分子的轉(zhuǎn)動(dòng)。多原子分子的振動(dòng)第27頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天(一)振動(dòng)定義

在保持整個(gè)分子重心的空間位置不發(fā)生變化的前提下，使分子內(nèi)各個(gè)原子核之間的距離發(fā)生周期性變化的運(yùn)動(dòng)，稱為化學(xué)鍵的振動(dòng)。

由于分子的振動(dòng)能級(jí)比轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)大，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷時(shí)，不可避免地伴隨有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，所以無(wú)法測(cè)得純粹的振動(dòng)光譜，得到的只能是分子的振動(dòng)－轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。但為便于討論，先考慮不帶轉(zhuǎn)動(dòng)能變化的純振動(dòng)光譜。二、化學(xué)鍵的振動(dòng)

第28頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)定義(二)化學(xué)鍵振動(dòng)類型

成鍵原子核沿鍵軸方向作周期性運(yùn)動(dòng)，從而引起成鍵原子核之間的距離（簡(jiǎn)稱鍵長(zhǎng)）發(fā)生周期性變化，這樣的振動(dòng)稱為伸縮振動(dòng)。用“ν”表示。

伸縮振動(dòng)1第29頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第30頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天注：伸縮振動(dòng)均不改變鍵角的大小。相位相同，即在振動(dòng)中各鍵同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短。用“νs”表示。（2）分類伸縮振動(dòng)根據(jù)相位的不同可以分為：a．對(duì)稱伸縮振動(dòng)b．不對(duì)稱伸縮振動(dòng)相位不同，即在振動(dòng)中某些鍵伸長(zhǎng)的同時(shí)，另一些鍵在縮短。用“νas”表示。第31頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第32頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天原子核在垂直于鍵軸的方向上振動(dòng)，從外形上看如同化學(xué)鍵發(fā)生彎曲，故稱之為化學(xué)鍵的彎曲振動(dòng)。用“δ”表示。彎曲振動(dòng)

2(1)定義

以為例來(lái)說(shuō)明各種彎曲振動(dòng)。

的兩個(gè)C-H鍵構(gòu)成一個(gè)平面，假定此平面就是紙面。(2)分類第33頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第34頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第35頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天彎曲振動(dòng)面內(nèi)彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)剪式振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)面外搖擺振動(dòng)面外扭曲振動(dòng)用“σ”、“δ”表示用“ρ”表示用“ω”表示用“τ”表示基團(tuán)的鍵角交替發(fā)生變化基團(tuán)的鍵角不發(fā)生變化，基團(tuán)只是作為一個(gè)整體在分子的對(duì)稱平面內(nèi)左右搖擺兩個(gè)H原子核在垂直于紙面的方向上振動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同---同時(shí)向紙面的同一側(cè)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)H原子核運(yùn)動(dòng)方向相反化學(xué)鍵彎曲振動(dòng)類型分類第36頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天多原子分子的骨架振動(dòng)產(chǎn)生，如苯環(huán)的骨架振動(dòng)。骨架振動(dòng)

3定義第37頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

CO2分子第38頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

紅外光譜的吸收強(qiáng)度通常用峰高或峰面積表示，峰高或峰面積越大，吸收強(qiáng)度越大。紅外光譜的吸收強(qiáng)度既可用于定量分析，也是化合物定性分析的重要依據(jù)。用于定量分析時(shí)，吸收強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)符合朗伯-比爾定律。用于定性分析時(shí)，根據(jù)摩爾消光系數(shù)可區(qū)分吸收強(qiáng)度級(jí)別。紅外光譜的吸收強(qiáng)度及其影響因素(一)紅外光譜的吸收強(qiáng)度第39頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天摩爾消光系數(shù)ε強(qiáng)度符號(hào)>200很強(qiáng)vs75~200強(qiáng)s25~75中等m5~25弱w0~5很弱vw第40頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

根據(jù)量子力學(xué)理論，紅外吸收強(qiáng)度（用ε表示）與偶極矩隨核間距變化的平方成正比。即：振動(dòng)過(guò)程中偶極矩變化幅度越大→吸收強(qiáng)度越大。(二)影響紅外吸收強(qiáng)度的因素振動(dòng)過(guò)程中偶極矩變化受多種因素的影響，如：基團(tuán)極性、電子效應(yīng)、振動(dòng)偶合、氫鍵作用等。估計(jì)吸收強(qiáng)度的基本原則第41頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一般來(lái)講，基團(tuán)極性越大，振動(dòng)過(guò)程中偶極矩變化幅度越大，因而吸收強(qiáng)度越大。1基團(tuán)極性

例如，同質(zhì)雙原子分子（如H2，O2，Cl2等）在伸縮振動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生偶極變化，沒(méi)有紅外吸收峰。對(duì)稱性分子的對(duì)稱伸縮振動(dòng)也沒(méi)有偶極變化，也不產(chǎn)生紅外吸收峰。而，，，

等強(qiáng)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)吸收均為強(qiáng)吸收。

第42頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

使基團(tuán)極性降低的誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致基團(tuán)的吸收強(qiáng)度減小；

使基團(tuán)極性升高的誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致基團(tuán)的吸收強(qiáng)度增加。2誘導(dǎo)效應(yīng)

例如：為強(qiáng)極性基團(tuán)，其吸收帶尖而強(qiáng)，當(dāng)α-C原子上有吸電子基團(tuán)時(shí)，鍵極性降低，吸收帶藍(lán)移、強(qiáng)度降低。

第43頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第44頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第45頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

同樣，六氯丙酮的吸收帶比丙酮的吸收帶弱的多。第46頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天例如：

共軛效應(yīng)使π電子離域程度增大，極化程度增加，故共軛效應(yīng)使不飽和鍵的伸縮振動(dòng)吸收強(qiáng)度顯著增加。3共軛效應(yīng)

芳香腈和α，β-不飽和腈的吸收強(qiáng)度是飽和脂肪腈的4~5倍。2-甲基-1，3-丁二烯的比1-庚烯的吸收強(qiáng)度大的多。第47頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

氫鍵作用大大提高了化學(xué)鍵的極化程度，因此伸縮振動(dòng)吸收峰加寬、增強(qiáng)。4氫鍵作用

例如：隨乙醇濃度的升高，氫鍵效應(yīng)增強(qiáng)，O-H的伸縮振動(dòng)吸收大大加強(qiáng)。第48頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第49頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天5振動(dòng)耦合效應(yīng)

通過(guò)計(jì)算得知：當(dāng)鍵角大于90°時(shí)，反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收強(qiáng)度都比對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收強(qiáng)度大，且相對(duì)處于高波數(shù)區(qū)。

費(fèi)米共振使倍頻和組合頻吸收帶的強(qiáng)度顯著增加。振動(dòng)耦合有對(duì)稱和不對(duì)稱之分第50頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天費(fèi)米共振當(dāng)倍頻或組合頻與某基頻相近時(shí)，由于其相互作用而產(chǎn)生的強(qiáng)吸收帶或發(fā)生峰的分裂。費(fèi)米共振，使倍頻峰增強(qiáng)。51第51頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：

C-Cl=874cm-1,其倍頻峰位于1730cm-1，正好落在C=O附近，發(fā)生費(fèi)米共振，使倍頻峰增強(qiáng)。

52第52頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

同一類基團(tuán)由于具有相同或相近的μ和K，它們的振動(dòng)頻率將在一個(gè)不太大的范圍內(nèi)變動(dòng)，其吸收峰的位置不是固定的。各類官能團(tuán)IR吸收峰位置大致如下表所示：二、紅外光譜吸收頻率的影響因素第53頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天特征頻率區(qū)域名稱波數(shù)范圍/cm-1含H基團(tuán)ν頻率區(qū)O-H、N-Hν頻率區(qū)3700~3000不飽和C-Hν頻率區(qū)3350~3000飽和C-Hν頻率區(qū)3000~2700銨鹽ν頻率區(qū)3100~2250X-Hν頻率區(qū)（X=B、P、S、Si）2650~2000三鍵ν頻率區(qū)2300~1900雙鍵ν頻率區(qū)1950~1500飽和C-H面內(nèi)δ頻率區(qū)1500~1350不飽和C-H面外δ頻率區(qū)1000~650第54頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天烴類官能團(tuán)的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)吸收峰的位置55第55頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天吸收峰的位置受多種因素的影響，分別討論如下：化學(xué)鍵頻率/cm-1化學(xué)鍵頻率/cm-1化學(xué)鍵頻率/cm-1C-H3000F-H4000C-H3000Si-H2150Cl-H2890N-H3400Ge-H2070Br-H2650O-H3600Sn-H1850I-H2310F-H4000質(zhì)量效應(yīng)X-H鍵的伸縮振動(dòng)頻率見(jiàn)下表：31表2-3X-H鍵的伸縮振動(dòng)頻率第56頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天a.

當(dāng)X是同族元素時(shí)，隨質(zhì)量增大頻率顯著變?。挥缮媳砜芍?/p>

另外，當(dāng)含H基團(tuán)的H原子被氘代后，基團(tuán)的吸收頻率會(huì)向低波方向移動(dòng)，且：

所以當(dāng)對(duì)一些含氫基團(tuán)的紅外吸收峰指認(rèn)困難時(shí)，可用此法來(lái)進(jìn)行指認(rèn)。b.

當(dāng)X是同周期元素時(shí)，隨原子序數(shù)的增大頻率升高。第57頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

以羰基化合物為例，當(dāng)羰基碳上所連的烷基被鹵素取代后，由于鹵素的吸電子作用使電荷從氧原子向碳原子移動(dòng)，羰基的雙鍵性增加，吸收頻率上升，且鹵素的電負(fù)性越大，吸收頻率越高。17151800186918281928

32誘導(dǎo)效應(yīng)第58頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

與非共軛的不飽和鍵及單鍵相比，共軛體系中的單鍵具有一定程度的π鍵成分，雙鍵上的π電子云密度有所降低，即π電子云被平均化，因此共軛效應(yīng)使不飽和鍵的伸縮振動(dòng)頻率顯著降低。1725~17051685~16651670~1663

33共軛效應(yīng)第59頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

含有孤對(duì)電子的O、N和S等原子，能與相鄰的不飽和基團(tuán)共軛（p-π共軛）。34中介效應(yīng)其結(jié)果使不飽和基團(tuán)的振動(dòng)頻率降低，

而自身連接的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率升高。酮羰基的伸縮振動(dòng)吸收在1715cm-1

酰胺羰基的伸縮振動(dòng)吸收在1680cm-1例如：孤對(duì)電子易給出去，中介效應(yīng)大；反之則小。第60頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

中介效應(yīng)：vC=0=1715cm-1vC=0=1730cm-1vC=0=1680cm-1I效應(yīng)解釋不了I效應(yīng)>M效應(yīng)vC=0=1715cm-1vC=0=1690cm-1M效應(yīng)>I效應(yīng)vC=0=1735cm-1vC=0=1680cm-1第61頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

分子中大基團(tuán)產(chǎn)生的位阻使鄰近基團(tuán)間的鍵角發(fā)生改變，或使共軛體系之間的單鍵鍵角偏轉(zhuǎn)，從而使吸收峰的位置和峰形發(fā)生改變。νC=O(cm-1)166316861693(1)空間障礙

最常見(jiàn)的是共軛體系的共平面被打破，妨礙了共軛效應(yīng)的充分發(fā)揮，導(dǎo)致吸收頻率升高，吸收強(qiáng)度降低。35空間效應(yīng)第62頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天νC=C(cm-1)164516101565νC-H(cm-1)301730403060環(huán)減小→環(huán)張力增大

→環(huán)內(nèi)各鍵被削弱→伸縮振動(dòng)頻率降低

→環(huán)外的鍵卻增強(qiáng)→伸縮振動(dòng)頻率升高（2）環(huán)張力第63頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天νC=C(cm-1)1650165716781781νC=O(cm-1)1710174517751800第64頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

用X-H…Y-Z表示氫鍵的形成，則X-H鍵和Y-Z鍵均被削弱，吸收頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)，吸收強(qiáng)度增大。-OH和-COOH以及–NH2

均易形成氫鍵。36氫鍵的影響

游離羧酸的νC=O：~1760cm-1

液態(tài)或固態(tài)羧酸的νC=O：~1700cm-1

νO-H：3200~2500cm-1（形成一個(gè)寬峰）

醇的O-H：游離態(tài)二聚體多聚體

νO-H（cm-1）：3640~36103600~35003400~3200第65頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天正己酸在液態(tài)和氣態(tài)的紅外光譜a蒸氣（134℃）b液體（室溫）

66第66頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并由同一原子相連時(shí)，兩個(gè)振動(dòng)相互作用（微擾）產(chǎn)生共振，譜帶一分為二（高頻和低頻）。

C=O

as1820cm-1

s

1760cm-1振動(dòng)的偶合：37第67頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天振動(dòng)偶合：2,4-二甲基戊烷的紅外光譜CH3的對(duì)稱彎曲振動(dòng)頻率為1380cm-1，但當(dāng)兩個(gè)甲基連在同一個(gè)C原子上，形成異丙基時(shí)發(fā)生振動(dòng)偶合，即1380cm-1的吸收峰消失，出現(xiàn)1385cm-1和1375cm-1兩個(gè)吸收峰。第68頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

外因包括：37外在因素樣品的制備方法溶劑的性質(zhì)物質(zhì)狀態(tài)結(jié)晶條件吸收池厚度色散系統(tǒng)測(cè)定溫度第69頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天外在因素1）物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法通常，物質(zhì)由液態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如:丙酮液態(tài)時(shí)：

C=O=1718cm-1;

氣態(tài)時(shí)：

C=O=1742cm-1，

因此在制作和查閱紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。2）溶劑效應(yīng)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性增加而降低。如：羧酸中的C=O：氣態(tài)：

C=O=1780cm-1

非極性溶劑：

C=O=1760cm-1

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(cè)量。第70頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)色散型紅外光譜儀

傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）

紅外樣品的制備

第71頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天色散型紅外光譜儀72第72頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天色散型紅外光譜儀第73頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天傅里葉變換紅外光譜儀干涉儀光源樣品室檢測(cè)器顯示器繪圖儀計(jì)算機(jī)干涉圖光譜圖FTS74第74頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天邁克爾干涉儀工作原理圖

75第75頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天干涉圖

76第76頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天FTIR光譜儀的優(yōu)點(diǎn)

掃描速度快（幾十次/秒），信號(hào)累加，信噪比提高（可達(dá)60：1）。光通量大，所有頻率同時(shí)測(cè)量，檢測(cè)靈敏度高，樣品量減少。掃描速度快，可跟蹤反應(yīng)歷程，作反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，并可與GC、LC聯(lián)用。測(cè)量頻率范圍寬，可達(dá)到4500~6cm-1雜散光少，波數(shù)精度高，分辨率可達(dá)0.05/cm對(duì)溫度、濕度要求不高。光學(xué)部件簡(jiǎn)單，只有一個(gè)動(dòng)鏡在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)，不易磨損。

第77頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外樣品的制備樣品要求：干燥無(wú)水、濃度適當(dāng)、多組分樣要先分離固體樣品：溴化鉀壓片法糊狀法（石蠟油或六氯丁二烯糊劑)

溶液法（溶劑CS2,、CCl4

、CHCl3)

薄膜法(高分子化合物）液體樣品：液膜法溶液法（水溶液樣品可用AgCl池）氣體樣品：氣體樣品槽第78頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天窗片試樣氣體氣泵第79頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、各類化合物的紅外特征光譜飽和烴不飽和烴醇、酚和醚含羰基化合物含氮化合物其他含雜原子有機(jī)化合物金屬有機(jī)化合物高分子化合物無(wú)機(jī)化合物

第80頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

CH2

對(duì)稱伸縮2853cm-1±10CH3

對(duì)稱伸縮2872cm-1±10

CH2不對(duì)稱伸縮2926cm-1±10

CH3不對(duì)稱伸縮2962cm-1±10飽和烴C-H伸縮振動(dòng)νas>νs第81頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天CH3

C-H彎曲振動(dòng)CH2

－CH2CH3－CH(CH3)2－C(CH3)3第82頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天CH2變形振動(dòng)—(CH2)n—，可證明長(zhǎng)碳鏈的存在。n=1

770~785cm-1

（中）

n=2

740~750cm-1

（中）

n=3

730~740cm-1

（中）

n≥722cm-1

（中強(qiáng)）

CH2和CH3的相對(duì)含量也可以由1460cm-1和1375cm-1的峰

強(qiáng)度估算強(qiáng)度cm-1150014001300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷第83頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1155cm-11170cm-11195cm-1

1250cm-1C-C骨架振動(dòng)第84頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第85頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天正己烷的紅外光譜圖

C-H彎曲振動(dòng)

：1475-1300cm-1C-H伸縮振動(dòng)：3000-2800cm-1之間第86頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天烷烴正辛烷的紅外光譜290014651380C-H伸縮振動(dòng)C-H剪式振動(dòng)C-H面外搖擺振動(dòng)C-H面內(nèi)搖擺振動(dòng)720第87頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

庚烷CH3(CH2)5CH3的紅外光譜第88頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)分子中有異丙基（即兩個(gè)甲基連在同一個(gè)碳上）時(shí)，因?yàn)檎駝?dòng)耦合作用甲基的

s

CH31380cm-1發(fā)生裂分，在1375cm-1和1385cm-1左右出現(xiàn)強(qiáng)度相近的兩個(gè)峰。第89頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天環(huán)烷烴1）環(huán)的存在，有環(huán)的變形振動(dòng)，在1020~960cm-1之間，但環(huán)丙烷除外。2）亞甲基的伸縮與變形振動(dòng)伸縮振動(dòng)頻率大于直鏈烷烴，并裂分為兩個(gè)峰；變形振動(dòng)在1450~1440cm-1之間、。第90頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天甲基環(huán)己烷的紅外光譜C-H伸縮振動(dòng)＜3000cm-1C-H變形振動(dòng)第91頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天環(huán)己烷92第92頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天不飽和烴——烯烴3095-3075cm-1

3000-2800cm-13000cm-13080cm-13030cm-13080cm-13030cm-1C-H伸縮振動(dòng)第93頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1

弱，尖1660cm-1

順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1620cm-1

中強(qiáng)，尖C=C伸縮振動(dòng)第94頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

影響C=C伸縮振動(dòng)吸收的因素對(duì)稱性：對(duì)稱性越高，吸收強(qiáng)度越低。取代基：與吸電子基團(tuán)相連，振動(dòng)波數(shù)下降。取代基的質(zhì)量效應(yīng)：雙鍵上的氫被氘取代后，波數(shù)下降10-20

cm-1。共軛效應(yīng)：使波數(shù)下降約30cm-1

。第95頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天C-H面外彎曲振動(dòng)無(wú)第96頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天烯烴類型CH面外彎曲振動(dòng)吸收位置（cm-1）R1CH=CH2995-985，910-905R1R2C=CH2895-885R1CH=CHR2(順)730-650R1CH=CHR2(反）980-965R1R2C=CHR3840-790=C-H的面外彎曲振動(dòng)

對(duì)判斷雙鍵的取代類型有用97第97頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第98頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

=C-H伸縮振動(dòng)C=C伸縮振動(dòng)端乙烯基的C-H彎曲振動(dòng)倍頻強(qiáng)，說(shuō)明CH2多弱，說(shuō)明CH3少1-辛烯C8H16的紅外光譜第99頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天環(huán)己烯的紅外光譜=C-H伸縮振動(dòng)＞3000cm-1-C-H伸縮振動(dòng)C=C伸縮振動(dòng)1670~1640cm-1C-H變形振動(dòng)第100頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

的紅外光譜第101頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天丙二烯類兩個(gè)雙鍵共用中間碳原子，耦合強(qiáng)烈，1600cm-1無(wú)吸收，在2000-1915厘米-1和1100-1000cm-1附近有不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)，兩峰相距900cm-1，前者為中強(qiáng)峰，后者為弱峰。102第102頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．C-H振動(dòng)2．C≡C骨架振動(dòng)不飽和烴——炔烴第103頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

C-H伸縮振動(dòng)C

C-H變形振動(dòng)C

C伸縮振動(dòng)1-辛炔的紅外光譜第104頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．芳環(huán)C-H伸縮振動(dòng)2．芳環(huán)骨架伸縮振動(dòng)——確定苯環(huán)存在不飽和烴——芳烴第105頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．芳環(huán)C-H面外振動(dòng)——判斷苯的取代形式取代類型C-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（cm-1）苯670單取代770-730，710-690二取代1，2-770-7351，3-810-750，710-6901，4-833-810三取代1，2，3-780-760，745-7051，2，4-885-870，825-8051，3，5-865-810，730-675四取代1，2，3，4-810-8001，2，3，5-850-8401，2，4，5-870-855五取代870第106頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)單取代(2)雙取代第107頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第108頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)多取代第109頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天芳香烴3026苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)C=C骨架伸縮振動(dòng)間二甲苯的紅外光譜間位取代苯=C-H的面外變形振動(dòng)第110頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天取代苯鄰位取代苯=C-H面外變形振動(dòng)鄰二甲苯的紅外光譜7423021C=C伸縮振動(dòng)苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)第111頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天乙苯的紅外光譜苯環(huán)的=C-H伸縮振動(dòng)烷基-C-H伸縮振動(dòng)苯環(huán)的骨架振動(dòng)1600~1450cm-1C-H彎曲振動(dòng)第112頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天稠環(huán)：與芳環(huán)化合物相似113α-甲基萘第113頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．O-H伸縮振動(dòng)：2．C-O伸縮振動(dòng)：醇、酚第114頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．O-H彎曲振動(dòng)：第115頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天醇和酚基團(tuán)吸收位置（cm-1）說(shuō)明υO(shè)—H3650~3580(游離)3550~3450(二聚體)3400~3200(多聚體)3600-2500(分子內(nèi)締合)尖中強(qiáng)，較尖強(qiáng)，寬寬，散υC—O1050(伯)1100(仲)1150(叔)1200(酚)強(qiáng)，酚的吸收峰發(fā)生裂分，峰形特別δH—O1350~1260(伯)1350~1260(仲)1410~1310(叔）1410~1310(酚)面內(nèi)彎曲，強(qiáng)第116頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天濃度對(duì)羥基吸收峰的影響第117頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯酚的紅外光譜C-O伸縮振動(dòng)締合的O-H伸縮振動(dòng)苯環(huán)的=C-H伸縮振動(dòng)苯環(huán)的骨架振動(dòng)苯環(huán)的O-H變形振動(dòng)第118頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1-辛醇的紅外光譜締合的O-H伸縮振動(dòng)C-O伸縮振動(dòng)-C-H伸縮振動(dòng)第119頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天醚（1）醚的特征吸收為碳氧鍵的伸縮振動(dòng)和。

(a)脂肪族醚(R-O-R)：脂肪族醚中，較弱。在1150~1060cm-1，較強(qiáng)。

(b)芳香族醚和乙烯基醚：

Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’1310~1020cm-1為的強(qiáng)吸收，

1075~1020cm-1處為，強(qiáng)度較弱。醚第120頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天醚正丁醚的紅外光譜第121頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天注意：

一般情況下，只用IR來(lái)判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類都會(huì)在1100~1250cm-1范圍有強(qiáng)的

C-O吸收。第122頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天化合物類型吸收峰位置（cm-1）醛1735-1715酮1720-1710酸1770-1750酯1745-1720酰胺1700-1680（酰胺“I”帶）酸酐1820和1760

出現(xiàn)在1900-1600cm-1

，峰強(qiáng)，特征明顯，多數(shù)情況下，第一吸收含羰基化合物波數(shù)排序：酸酐>酰鹵>羧酸（游離）>酯類>醛>酮>酰胺第123頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．酮2．醛3．酰鹵

酮、醛、酰鹵第124頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

3-戊酮的紅外光譜第125頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯乙酮的紅外光譜第126頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天戊醛的紅外光譜C=O伸縮振動(dòng)醛基的C-H伸縮振動(dòng)-C-H伸縮振動(dòng)第127頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯甲醛的紅外光譜醛基的C-H伸縮振動(dòng)C=O伸縮振動(dòng)第128頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天金剛烷酰氯的紅外光譜第129頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第130頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

羧酸和羧酸鹽CO2-的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，1610-1500，最強(qiáng)峰，對(duì)稱伸縮振動(dòng)，~1400，強(qiáng)峰特征吸收峰

第131頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯甲酸的紅外光譜

締合O-H伸縮振動(dòng)C=O伸縮振動(dòng)H-O變形振動(dòng)第132頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天締合O-H伸縮振動(dòng)C=O伸縮振動(dòng)H-O變形振動(dòng)C-H伸縮振動(dòng)第133頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天苯甲酸鈉的非對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)在1563和1413cm-115631413第134頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天酯

酯類化合物的特征吸收

羰基伸縮振動(dòng)：大多情況下不是第一吸收

C-O-C伸縮振動(dòng)區(qū)別酯與其他羰基化合物的主要依據(jù)對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收較弱，1100cm-1，吸收較弱C-O-C非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，均很強(qiáng)，酯最有用的特征吸收，通常為第一吸收，1210-1160cm-1第135頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

乙酸乙酯的紅外光譜C=O伸縮振動(dòng)-C-H伸縮振動(dòng)C-O伸縮振動(dòng)第136頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天酸酐

有兩個(gè)羰基伸縮振動(dòng)，相差50cm-1，反對(duì)稱伸縮位于高頻區(qū)~1800cm-1

，對(duì)稱伸縮振動(dòng)位于低頻區(qū)~1750cm-1

。開(kāi)鏈酸酐的高波數(shù)峰比低波數(shù)峰強(qiáng)，有張力的環(huán)狀酸酐兩峰的相對(duì)強(qiáng)度正好相反，強(qiáng)度差別比開(kāi)鏈酸酐懸殊，由此判斷酸酐是開(kāi)鏈還是環(huán)狀。第137頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天C=O伸縮振動(dòng)C-O伸縮振動(dòng)

乙酸酐的紅外光譜第138頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天三甲基乙酸酐的紅外光譜第139頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第140頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天醌羰基伸縮振動(dòng)在1670~1570cm-1

，比標(biāo)準(zhǔn)酮低~40cm-1

；對(duì)位醌由于羰基與雙鍵共軛，吸收峰波數(shù)降低；鄰位醌由于兩個(gè)羰基的偶合作用，羰基吸收發(fā)生裂分。第141頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)苯醌第142頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天酰鹵鹵素原子直接與羰基相連，強(qiáng)誘導(dǎo)效應(yīng)使羰基伸縮振動(dòng)大大升高。脂肪族酰鹵位于1800cm-1附近羰基連不飽和基團(tuán)：1780~1750cm-1C-X伸縮振動(dòng)：脂肪族1000-910cm-1寬芳香族1250-1110cm-1C-X彎曲振動(dòng)：1310-1040cm-1第143頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天鹵素原子對(duì)羰基電子的吸引非常強(qiáng)烈，使羰基的雙鍵性增加，羰基伸縮振動(dòng)向高頻率方向位移

第144頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天金剛烷酰氯第145頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

酰胺（1）伯酰胺(RCONH2)(a)υNH：NH2在3540~3180cm-1有兩個(gè)尖的吸收帶。在稀的CHCl3溶液中測(cè)試時(shí)，在3400~3390cm-1和3530~3520cm-1出現(xiàn)。(b)υC=O：即酰胺I帶。出現(xiàn)在1690~1650cm-1。（c)NH2面內(nèi)變形振動(dòng)：即酰胺Ⅱ帶。此吸收較弱，并靠近υC=O。一般在1640~1600cm-1。（d)υC-N譜帶：在1420~1400cm-1(s)，酰胺III帶。第146頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯甲酰胺的紅外光譜N-H伸縮振動(dòng)，雙峰酰胺I帶酰胺Ⅱ帶第147頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天吡嗪酰胺（抗結(jié)核病藥）第148頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）仲酰胺(R-CO-NHR’)(a)υNH吸收：在3460~3400cm-1有一很尖的吸收。在壓片法或濃溶液中，υNH會(huì)可能出現(xiàn)幾個(gè)吸收帶。(b)υC=O：即酰胺I帶。在1680~1655cm-1。(c)δNH和υC-N之間偶合造成酰胺Ⅱ帶和酰胺Ⅲ帶。酰胺Ⅱ帶在1550~1530cm-1。酰胺Ⅲ帶在~1300cm-1。第149頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的紅外光譜N-H伸縮振動(dòng)，單峰酰胺I帶酰胺Ⅱ帶酰胺Ⅲ帶第150頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）叔酰胺(R-CO-NR’2)：叔酰胺的氮原子上沒(méi)有質(zhì)子，其唯一特征的譜帶是υC=O，在1670~1630cm-1。第151頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天酰胺的特征吸收帶酰胺吸收帶游離態(tài)（cm-1）締合態(tài)（cm-1）R-CO-NH2υNH二個(gè)吸收帶3540~33803360~3180υC=O酰胺Ⅰ帶1690~16501665~1630δNH酰胺Ⅱ帶1640~16001655~1610R-CO-NHR’υNH一個(gè)或多個(gè)吸收帶3470~34003330~3060（多個(gè)帶）υC=O酰胺Ⅰ帶1680~16551655~1630δNH與υC-N

酰胺Ⅱ帶偶合產(chǎn)生酰胺Ⅲ帶1550~15301570~1515~13001335~1200R-CO-NR’R”υC=O1670~16301680~1630第152頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天含氮化合物--胺第153頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天胺、亞胺和胺鹽

特征吸收化合物吸收峰位置(cm-1)吸收峰特征NH伸縮振動(dòng)伯胺類3500-3300兩個(gè)峰，強(qiáng)度中

仲胺類3500-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中

亞胺類3400-3300一個(gè)峰，強(qiáng)度中NH彎曲振動(dòng)伯胺類1650-1590強(qiáng)度強(qiáng)，中

仲胺類1650-1550強(qiáng)度極弱C-N振動(dòng)芳香胺伯1340-1250強(qiáng)度強(qiáng)

仲1350-1280強(qiáng)度強(qiáng)

叔1360-1310強(qiáng)度強(qiáng)

脂肪胺

1220-1020強(qiáng)度中，弱

1410強(qiáng)度弱

第154頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天1-戊胺

~1613cm-1NH2剪式（彎曲）振動(dòng)；~1072cm-1：C—N伸縮振動(dòng)

第155頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天哌啶

~3276cm-1：N-H伸縮振動(dòng)；~1460cm-1：CH2剪式振動(dòng)；~1115cm-1：C-N伸縮振動(dòng)；~745cm-1：N-H非平面搖擺振動(dòng)第156頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天正丙胺的紅外光譜N-H伸縮振動(dòng)，雙峰C-N伸縮振動(dòng)N-H變形振動(dòng)第157頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天第158頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)有兩個(gè)很強(qiáng)的吸收帶，分別為和。脂肪族中，1560cm-1；1370cm-1比吸收峰強(qiáng)芳香族中:1530~1500cm-1，1370~1330cm-1與上述相反

（2）受共軛基團(tuán)的影響較大，對(duì)位有給電子取代基的芳香族硝基化合物的較低。如p-NH2-Ph-NO2

中1475cm-1，1310cm-1。含氮化合物—硝基化合物第159頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天

間二硝基苯的紅外光譜

1535為,1355為第160頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天硝基苯的紅外光譜第161頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天含氮化合物—其它含雜原子有機(jī)化合物第162頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天金屬有機(jī)化合物金屬有機(jī)化合物在中紅外區(qū)的吸收主要是由配位基的振動(dòng)引起；鑒定羰基。三鍵性質(zhì)，以端基形式存在；以橋式形式存在；第163頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天金屬有機(jī)化合物三苯基砷的紅外光譜圖3078cm-1：苯基C-H伸縮振動(dòng)；1607cm-1:苯基C=C伸縮振動(dòng)；1488，1432cm-1苯環(huán)骨架振動(dòng)；734，694cm-1：?jiǎn)稳〈降腃-H彎曲振動(dòng)

第164頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天高分子化合物重復(fù)單元的振動(dòng)可以近似地按照小分子來(lái)處理；紅外光譜中吸收最強(qiáng)的譜峰往往對(duì)應(yīng)于其主要基團(tuán)的吸收。第165頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天聚異戊二烯的紅外光譜圖1652cm-1:C=C伸縮振動(dòng)；1438cm-1：甲基反對(duì)稱變形振動(dòng)和亞甲基剪式振動(dòng)重疊；1369cm-1：甲基對(duì)稱變形振動(dòng)

第166頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)機(jī)化合物紅外譜圖比有機(jī)化合物簡(jiǎn)單；中紅外區(qū)的吸收主要由陰離子的晶格振動(dòng)引起，僅出現(xiàn)幾個(gè)寬吸收峰，與陽(yáng)離子關(guān)系不大；陽(yáng)離子的質(zhì)量增加，僅使吸收位置向低頻率稍作位移。第167頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)機(jī)鹽中基團(tuán)的紅外吸收（1）基團(tuán)譜帶（cm-1）CO3-21450~1410(vs),880~860(m)HCO3-12600~2400(w),1000(m),850(m),700(m),650(m)SO3-21000~900(s),700~625(vs)SO4-21150~1050(s),650~575(s)ClO3-11000~900(m~s),650~600(s),ClO4-11100~1025(s),650~600(s)NO2-11380~1320(w),1250~1230(vs),840~800(w)第168頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)機(jī)鹽中基團(tuán)的紅外吸收（2）NO3-11380~1350(vs),840~815(m)NH3+13300~3030(vs),1430~1390(s)PO4-3,HPO4-2,HPO4-11100~1000(s)CN-1,SCN-1,OCN-12200~2000(s)各種硅酸鹽1100~900(s)CrO4-2900~775(s~m)Cr2O7-2900~825(m),750~700(m)MnO4-1925~875(s)第169頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外光譜的分區(qū)紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖及檢索薩特勒紅外譜圖集是較常用的譜圖集，數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)上資源

紅外圖譜的解析步驟紅外圖譜的解析實(shí)例五、紅外光譜解析第170頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天掌握四先四后原則：

先特征后指紋（4000~1300cm-1特征區(qū)，鑒定官能團(tuán)；1300~650cm-1指紋區(qū)，化合物紅外特征）

先強(qiáng)峰后弱峰第171頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外光譜的分區(qū)400-2500cm-1:這是X-H單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)。2500-2000cm-1:此處為叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)2000-1500cm-1:此處為雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)1500-600cm-1:此區(qū)域主要提供C-H彎曲振動(dòng)的信息第172頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天有機(jī)化合物分子中常見(jiàn)基團(tuán)吸收峰X(qián)—H伸縮振動(dòng)區(qū)（4000

2500cm-1）（1）—O—H3650

3200cm-1

確定醇，酚，酸

在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r(shí)，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時(shí)，發(fā)生締合作用，峰形較寬。第173頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）不飽和碳原子上的=C—H（

C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H3010

2260cm-1

C—H3300

cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH3

2960

cm-1

反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2870

cm-1

對(duì)稱伸縮振動(dòng)

—CH2—2925

cm-1反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2850

cm-1

對(duì)稱伸縮振動(dòng)

—C—H2890cm-1

弱吸收3000cm-1以下第174頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(1200

1900cm-1)苯衍生物在1650

2000cm-1出現(xiàn)C-H和C=C鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來(lái)判斷取代基位置。（1）RC=CR’1600

1670cm-1

強(qiáng)度弱，

R=R’（對(duì)稱）時(shí)，無(wú)紅外活性。（2）單核芳烴的C=C鍵伸縮振動(dòng)（16261650cm-1）第175頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）C=O（1850

1600cm-1）碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。醛，酮的區(qū)分？第176頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天叁鍵(C

C)伸縮振動(dòng)區(qū)(2500

1900cm-1)4.X—Y，X—H變形振動(dòng)區(qū)<1650cm-1

指紋區(qū)(1350

650cm-1),較復(fù)雜。C-H，N-H的變形振動(dòng)；C-O，C-X的伸縮振動(dòng)；C-C骨架振動(dòng)等。精細(xì)結(jié)構(gòu)的區(qū)分。（1）RCCH（2100

2140cm-1）

RCCR’（2190

2260cm-1）

R=R’時(shí)，無(wú)紅外活性（2）RCN（2100

2140cm-1）非共軛2240

2260cm-1

共軛2220

2230cm-1

第177頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天幾種標(biāo)準(zhǔn)圖譜集最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜有三種1.薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜集美國(guó)sadtlerresearchlaborationies編輯出版的。收集的圖譜最多2.分子光譜文獻(xiàn)“DMS”穿孔卡片英國(guó)和德國(guó)聯(lián)合編制3.“API”紅外光譜資料美國(guó)石油研究所（API）編制。主要是烴類化合物的光譜第178頁(yè),共199頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外圖譜的解析步驟

化合物類型的判斷有機(jī)物和無(wú)機(jī)物飽和化合物與不飽和化合物烯烴或芳烴推斷可能含有的功能團(tuán)

先看特征頻率區(qū)（3600-1350），再看指紋區(qū)（1350-400）。先看強(qiáng)峰，再看弱峰先找特征吸收峰，再找相關(guān)峰佐證計(jì)算分子的不飽和度，根據(jù)不飽和度的結(jié)果推斷分子中可能存在的官能團(tuán)。根據(jù)吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀分析各種官能團(tuán)及其相對(duì)關(guān)系，推出化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)P77-78第179頁(yè),