红外吸收光谱.pdf

6-3 红外吸收光谱红外吸收光谱概述概述一、概述概述二、二、分子振动和分子振动和红红外光谱的产外光谱的产生生分子振动和外光谱的产分子振动和外光谱的产三、红外光谱的表示方法三、红外光谱的表示方法四、红外光谱的峰位、峰数与峰强四、红外光谱的峰位、峰数与峰强五五红外光谱的解析红外光谱的解析五五、红外光谱的解析红外光谱的解析?IR的产生：IR的产生：?对入射分子能量的吸收，产生的振动能级的跃迁的跃迁一一、概述概述、概述概述?近红外区（近红外区（800 nm 2 m)适合于测定含适合于测定含-OH、-NH、-CH键振动的倍频吸收键振动的倍频吸收?中红外区中红外区红外光谱红外光谱（2 m 25 m）中红外区中红外区红外光谱红外光谱（2 m 25 m）有机化合物的分子中原子振动的基频带都位于该区有机化合物的分子中原子振动的基频带都位于该区远红外区远红外区（）?远红外区远红外区（25 m 1000 m）骨架弯曲振动及有机金属化合物等重原子振动谱带位骨架弯曲振动及有机金属化合物等重原子振动谱带位骨架弯曲振动及有机金属化合物等重原子振动谱带位骨架弯曲振动及有机金属化合物等重原子振动谱带位于该区于该区光波的几个参数光波的几个参数光波的几个参数光波的几个参数波长波长相邻两个波峰相邻两个波峰（间间）的距离的距离（）波长波长相邻两个波峰相邻两个波峰（间间）的距离的距离（m）;频率频率每秒钟通过某点的波数目（每秒钟通过某点的波数目（S-1）;光速光速 c 光在真空中传播的速度，光在真空中传播的速度，31010cm/s;=C C波数波数每厘米中包含的波的数目（每厘米中包含的波的数目（cm-1）；）；频率与波长成反比频率与波长成反比频率与波长成反比频率与波长成反比：频率与波数成正比：频率与波数成正比：二、二、分子振动与分子振动与红红外光谱的产外光谱的产生生分子振动与外光谱的产分子振动与外光谱的产1.分子中基团的基本振动形式分子中基团的基本振动形式?原子沿键轴方向伸缩使键长变化原子沿键轴方向伸缩使键长变化伸缩振动伸缩振动对称伸缩振动对称伸缩振动/非对称伸缩振动非对称伸缩振动对称伸缩振动对称伸缩振动/非对称伸缩振动非对称伸缩振动聚乙烯中亚甲基的伸缩振动聚乙烯中亚甲基的伸缩振动?原子垂直键轴方向振动使键角变化原子垂直键轴方向振动使键角变化?原子垂直键轴方向振动使键角变化原子垂直键轴方向振动使键角变化弯曲振动弯曲振动面内弯曲振动面内弯曲振动（平面振动平面振动/剪式振动剪式振动）面内弯曲振动面内弯曲振动（平面振动平面振动/剪式振动剪式振动）面外弯曲振动（非平面摇摆/弯曲摇摆）面外弯曲振动（非平面摇摆/弯曲摇摆）聚乙烯中亚甲基的弯曲振动聚乙烯中亚甲基的弯曲振动聚乙烯中亚甲基的弯曲振动聚乙烯中亚甲基的弯曲振动2.分子的振动频率2.分子的振动频率以双原子分子的简谐振动为例，化学键的振动以双原子分子的简谐振动为例，化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧类似于连接两个小球的弹簧，符合虎克定律符合虎克定律：类似于连接两个小球的弹簧类似于连接两个小球的弹簧，符合虎克定律符合虎克定律：k1mm1.21k21=振Nmm2121+=K化学键力常数，化学键力常数，N/cm；u 折合质量；折合质量；N阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数化学键 键长（化学键 键长（nm）键能）键能（KJmol-1）力常数力常数k（Ncm-1）波数范围波数范围（cm-1）CC0.154347.34.57001200CC0.134610.99.616201680C C0 116836 815 621002600CC0.116836.815.621002600某些键的伸缩力常数某些键的伸缩力常数某些键的伸缩力常数某些键的伸缩力常数力常数力常数k k：与与键长键长、键能键能有关：键能有关：键能，键长，键长，k k。以波数表示双原子分子的振动频率：以波数表示双原子分子的振动频率：k11=ucc2吸收峰的峰位吸收峰的峰位：化学键的力常数化学键的力常数k k越大越大，原子的原子的折折吸收峰的峰位吸收峰的峰位：化学键的力常数化学键的力常数k k越大越大，原子的原子的折折合质量越小，合质量越小，振动频率越大，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数吸收峰将出现在高波数区区(短波长区）；(短波长区）；反之，出现在低波数区反之，出现在低波数区(高波长区)。(高波长区)。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130711=kkv6913072=cv1cm16522/126.91307=正己烯中正己烯中C=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-1正己烯中正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为键伸缩振动频率实测值为1652 cm13.分子的振动能级分子的振动能级（量子化量子化）：）：3.分子的振动能级分子的振动能级（量子化量子化）：）：任意两个相邻的能级间的能量差为任意两个相邻的能级间的能量差为khukhhE2=发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于化发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于化学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。学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。4.红外光谱产生的条件4.红外光谱产生的条件红外辐射光的频率与分子振动的红外辐射光的频率与分子振动的频率相当频率相当，?红外辐射光的频率与分子振动的红外辐射光的频率与分子振动的频率相当频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。而产生吸收光谱。红外红外=振振?必须是能引起分子必须是能引起分子偶极矩变化偶极矩变化的振动才能的振动才能必须是能引起分子必须是能引起分子偶极矩变化偶极矩变化的振动才能的振动才能产生红外吸收光谱。产生红外吸收光谱。对称分子对称分子没有偶极矩没有偶极矩辐射不能引起共振辐射不能引起共振对称分子对称分子没有偶极矩没有偶极矩，辐射不能引起共振辐射不能引起共振，无红外活性；，无红外活性；例如：例如：N2、O2、Cl2均无红外吸收光谱。均无红外吸收光谱。非对称分子非对称分子有偶极矩有偶极矩，具有红外活性具有红外活性；非对称分子非对称分子有偶极矩有偶极矩，具有红外活性具有红外活性；三、红外光谱的表示方法三、红外光谱的表示方法横坐标横坐标波长或波数；波长或波数；纵坐标纵坐标透光度透光度 吸光度吸光度纵坐标纵坐标透光度透光度/吸光度吸光度四四、红外光谱的峰位红外光谱的峰位、峰数和峰强峰数和峰强红外光谱主要通过基团的特征吸收频率来解析红外光谱主要通过基团的特征吸收频率来解析四四、红外光谱的峰位红外光谱的峰位、峰数和峰强峰数和峰强有机化合物的结构，通过特征峰的强度来定量分析有机化合物的结构，通过特征峰的强度来定量分析物质的组成物质的组成。物质的组成物质的组成峰位峰位化学键的力常数越大，原子折合质量越化学键的力常数越大，原子折合质量越小小键的振动频率越大键的振动频率越大吸收峰将出现在高波数区吸收峰将出现在高波数区小小，键的振动频率越大键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区吸收峰将出现在高波数区；反之，出现在低波数区。；反之，出现在低波数区。键类型键类型:C C C=C C C 力常数力常数力常数力常数:15 17 9.5 9.9 4.5 5.6峰位峰位:4.5 m 6.0 m 7.0 m 峰数峰数与与分子自由度分子自由度有关有关，无偶极距变化没有无偶极距变化没有峰数峰数与与分子自由度分子自由度有关有关，无偶极距变化没有无偶极距变化没有红外吸收；不同的分子振动方式在不同的峰位会表红外吸收；不同的分子振动方式在不同的峰位会表现出不同的吸收峰现出不同的吸收峰。现出不同的吸收峰现出不同的吸收峰。水分子的红外吸收峰水分子的红外吸收峰峰强峰强偶极距变化大偶极距变化大，分子数目越多分子数目越多，能级的能级的峰强峰强偶极距变化大偶极距变化大，分子数目越多分子数目越多，能级的能级的跃迁几率越大，吸收峰强。跃迁几率越大，吸收峰强。瞬间偶极矩变化的大小与以下各种因素有关瞬间偶极矩变化的大小与以下各种因素有关：瞬间偶极矩变化的大小与以下各种因素有关瞬间偶极矩变化的大小与以下各种因素有关：（1）原子的电负性）原子的电负性C=O吸收峰强于吸收峰强于C=C吸收峰，吸收峰，CN吸收峰强于吸收峰强于CC吸收峰吸收峰。吸收峰强于吸收峰强于吸收峰吸收峰。（2）分子的对称性）分子的对称性对称性越高的分子对称性越高的分子，振动过程中瞬间偶极矩变化越小振动过程中瞬间偶极矩变化越小对称性越高的分子对称性越高的分子，振动过程中瞬间偶极矩变化越小振动过程中瞬间偶极矩变化越小CO2的对称伸缩振动的对称伸缩振动（3）振动形式振动形式（3）振动形式振动形式4000-1500cm-1区域又叫官能团区区域又叫官能团区.该区域出现的吸该区域出现的吸收峰，较为稀疏，容易辨认收峰，较为稀疏，容易辨认.1500-400cm-1区域又叫指纹区区域又叫指纹区.这一区域主要是：这一区域主要是：CC、CN、CO 等单键和各种弯曲振动的等单键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。基团特征吸收峰基团特征吸收峰不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，这种能代表某种基不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，这种能代表某种基团存在并具有较高强度的吸收峰称为团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰基团特征吸收峰。团存在并具有较高强度的吸收峰称为团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰基团特征吸收峰。波数波数/cm-1主要基团主要基团4000-3000 O-H、N-H伸缩振动伸缩振动3300-2700 C-H伸缩振动伸缩振动2500-1900-CC-、-CN、-CC C-、-NC C-伸缩伸缩振动振动1900-1650 CO伸缩振动伸缩振动1675-1500 芳环、芳环、CC、CN-伸缩振动伸缩振动1500-1300 C-H面内弯曲振动面内弯曲振动1300-1000 C-O、C-F、Si-O伸缩振动伸缩振动,C-C骨架振动骨架振动活活泼泼泼泼氢不氢不饱饱含含氢氢特征特征吸吸基基r，饱饱和氢和氢饱饱氢氢化学键化学键吸吸收带（收带（伸伸基基团团吸吸，饱饱和氢三和氢三伸伸缩振动）缩振动）吸吸收收带带键双键双键键带带数数据据键键伸缩伸缩振振据据（反反）振振动变动变形形指纹吸指纹吸收收（反反）rr形形振动振动收收带带重要官能团的红外特征吸收重要官能团的红外特征吸收振振吸收吸收振振动动吸收吸收峰化合物峰化合物C-H拉伸（或伸缩）拉伸（或伸缩）C-H弯曲弯曲烷烃烷烃2960-2850cm-1-CH2-,1460cm-1 -CH3,1380cm-1 2960 2850cmCH3,1380cm异丙基，两个等强度的峰三级丁基，两个不等强度的峰异丙基，两个等强度的峰三级丁基，两个不等强度的峰振动振动吸收峰吸收峰C-H拉伸拉伸（或伸缩或伸缩）C=C，C C，C=C-C=C苯环苯环(拉伸或伸缩拉伸或伸缩)C-H弯曲弯曲化合物化合物（或伸缩或伸缩）苯环苯环(拉伸或伸缩拉伸或伸缩)1680-16201000-800强强烯烃烯烃RCH=CH2 1645（中）（中）R2C=CH2 1653（中）（中）顺顺RCH CHR1650（中中）3000（中）（中）3100-3010910-905强强995-985强强895-885强强730-650弱且宽弱且宽顺顺RCH=CHR1650（中中）反反RCH=CHR1675（弱）（弱）3100 3010三取代三取代1680（中（中-弱）弱）730 650弱且宽弱且宽980-965强强840-790强强四取代四取代1670（弱（弱-无）四取代无无无）四取代无无共轭烯烃与烯烃同向低波数位移，变宽与烯烃同共轭烯烃与烯烃同向低波数位移，变宽与烯烃同吸收峰吸收峰振振动动C-H拉伸拉伸C=C，C C，C=C-C=CC H弯析弯析吸收峰吸收峰化合物化合物动动C-H拉伸拉伸（或伸缩）（或伸缩）C C，C C，C C C C苯环苯环C-H弯析弯析一一取代取代2140-2100弱弱炔烃炔烃3310-3300取代取代2140 2100弱弱非对称二取代非对称二取代2260-2190弱弱700-600较强较强对称无强对称无强3110-3010中中1600中中670弱弱1580弱弱芳烃芳烃倍频倍频 2000-1650取代芳烃同芳烃同芳烃取代芳烃同芳烃同芳烃1500强强1450弱弱-无一取代无一取代770-730，710-690强强取代取代芳烃芳烃邻邻-770-735强强间间-810-750强强二二取代取代间间810 750强强710-690中对中对-833-810强强泛频泛频 2000-1660泛频泛频 2000-1660类类 别别拉拉伸伸说说明明键和官能团键和官能团类类 别别拉拉伸伸说说明明R-XC-F C-Cl C B1350-1100强强750-700 中中700 500中中不明显不明显键和官能团键和官能团C-Br C-I700-500 中中610-685 中中游离游离3650-3500OH游离游离3650 3500缔合缔合3400-3200宽峰宽峰醇、酚、醚醇、酚、醚-OHC O1200-1000不特征不特征C-O1200 1000不特征不特征胺胺RNH2R NH3500-3300（游离）缔合降低（游离）缔合降低100胺胺R2NH3500-3400（游离）缔合降低（游离）缔合降低100类别拉伸类别拉伸(cm-1)说明说明键和官能团键和官能团醛、酮醛、酮C=OR-CHO1750-168027201770-1750（缔合时在（缔合时在1710）羧酸）羧酸C=OOH气相在气相在3550，液固缔合时在，液固缔合时在（宽峰宽峰）酰卤酰卤3000-2500（宽峰宽峰）C=O1800酸酐酸酐C=OC OC=O酯酯1860-1800 1800-175017351690 16 0酰胺酰胺腈腈C=ONH21690-16503520，3380（游离）缔合降低（游离）缔合降低100C N2260-2210腈腈2260-2210五五、图谱解析方法图谱解析方法五五、图谱解析方法图谱解析方法?1.直接查对标准谱图?2.肯定法?3.否定法否?4.否定-肯定法1.直接查对标1.直接查对标准准谱谱图图准图准图?1.Infrared Analysis of Polymers Resins and Additives yy?2.Introduction to Infrared and Roman Spectroscopy?3 红外光谱实用指南?3.红外光谱实用指南?4.红外光谱在邮寄化学和药物化学中的应用高学?5.高分子科学实验方法?6.6.聚合物红外谱分析和鉴定??7 www chinweb com cnwww chinweb com cn(化学信息门户)?cn(化学信息门户)?四先四后原则：四先四后原则：先特征后指纹；先强峰后弱峰；先特征后指纹；先强峰后弱峰；先否定后肯定先否定后肯定；先粗查后细找先粗查后细找;先否定后肯定先否定后肯定；先粗查后细找先粗查后细找;?（1）查找基团时查找基团时，先否定先否定，以逐步缩小范围以逐步缩小范围?（1）查找基团时查找基团时，先否定先否定，以逐步缩小范围以逐步缩小范围（2）注意其它基团吸收峰的干扰（）注意其它基团吸收峰的干扰（3350和和1640cm-1处出现的吸收峰可能为样品中水的吸收）处出现的吸收峰可能为样品中水的吸收）（3）图中的吸收峰往往不可能全部解析图中的吸收峰往往不可能全部解析，特别是特别是（3）图中的吸收峰往往不可能全部解析图中的吸收峰往往不可能全部解析，特别是特别是指纹区指纹区（4）掌握主要基团的特征吸收）掌握主要基团的特征吸收常见化合物的特征基团频率分区常见化合物的特征基团频率分区常见化合物的特征基团频率分区常见化合物的特征基团频率分区4000 2500 2000 1400 400cm-1 X X-H HX X-H H伸缩振动伸缩振动伸缩振动伸缩振动三键和累积三键和累积双键伸缩振双键伸缩振动区动区单键的伸缩单键的伸缩X X-H H伸缩振动伸缩振动伸缩振动伸缩振动区区 区区 O O H H3700310037003100三键和累积三键和累积双键的伸缩振动区双键的伸缩振动区双键伸缩振双键伸缩振动区动区 C=CC=C振动和弯曲振动区振动和弯曲振动区O O-H H N N-H H3500330035003300 C C H H3300270033002700 C C C C 1680162016801620 C=O C=O X X-Y Y：C C O O C C N N C C-H H3300 27003300 2700C C-H H：30003000为界为界，为界为界，30003000以以以以 C C N N C=C=C C=C=C 1850160018501600羰基吸收峰羰基吸收峰羰基吸收峰羰基吸收峰 C C-O O C C-N N N N-O O C C-X X C C-C C 30003000为界为界，为界为界，30003000以以以以上为不饱和化合物上为不饱和化合物上为不饱和化合物上为不饱和化合物的的的的C C-H H CHCH CHCH C=C=N C=C=N C C OC C O强度大强度大芳环芳环 强度大强度大芳环芳环 C=CC=C X X-H H：的的的的C C H H CHCH =CH=CH C HC H;3000;3000以下为以下为以下为以下为饱和化合物饱和化合物饱和化合物饱和化合物 C=C=OC=C=O1600,1580,1600,1580,1500,14501500,1450 C C-H H O O-H H 饱和化合物饱和化合物饱和化合物饱和化合物 C C-H H含羰基聚合物在含羰基聚合物在羰基羰基振动区振动区（1800 1650cm-1）?含羰基聚合物在含羰基聚合物在羰基羰基振动区振动区（18001650cm-1）有强吸收有强吸收;?饱和聚烯烃在饱和聚烯烃在C-H的面内弯曲振动区（的面内弯曲振动区（1500 1300cm-1）出现强吸收；）出现强吸收；?聚醚、聚砜、聚醇类聚合物在聚醚、聚砜、聚醇类聚合物在C-O伸缩振动区伸缩振动区（1300 1000cm-1）出现强吸收出现强吸收；（1300 1000cm）出现强吸收出现强吸收；?含取代苯、不饱和双键及含硅和卤素聚合物的含取代苯、不饱和双键及含硅和卤素聚合物的最强吸收峰出现在最强吸收峰出现在（10006001）区域区域；最强吸收峰出现在最强吸收峰出现在（1000 600cm-1）区域区域；图图谱谱解析解析实实例例：图解析例图解析例分子式为分子式为C3H6O的化合物的红外图谱如下图，推的化合物的红外图谱如下图，推36测其结构。测其结构。1820165033002900C=C1430995920缔合OH2900CH21430-CH21030920-CH=CH2（1 1）3300cm3300cm-1 1强而宽的吸收带强而宽的吸收带，缔合缔合强而宽的吸收带强而宽的吸收带，缔合缔合-OH,OH,OH，（）强而宽的吸收带强而宽的吸收带，缔合缔合强而宽的吸收带强而宽的吸收带，缔合缔合,，醇类化合物，醇类化合物，1030 cmcm-1 1吸收峰吸收峰吸收峰吸收峰C-O（2）1650 cmcm-1 1吸收峰吸收峰吸收峰吸收峰C=C，含，含C=C基团基团995，920 cmcm-1 1有吸收峰有吸收峰，说明说明有吸收峰有吸收峰，说明说明-CH=CH2基团基团920 cmcm 有吸收峰有吸收峰，说明说明有吸收峰有吸收峰，说明说明 CH CH2基团基团（3）30002800 cmcm-1 1有吸收峰，饱和烷基有吸收峰，饱和烷基有吸收峰，饱和烷基有吸收峰，饱和烷基CH吸吸收峰收峰。无吸收峰无吸收峰，说明不含说明不含无吸收峰无吸收峰，说明不含说明不含，收峰收峰。1380 cmcm-1 1无吸收峰无吸收峰，说明不含说明不含无吸收峰无吸收峰，说明不含说明不含-CH3CH3，1430 cm1430 cm-1 1是是是是-CH2CH2-的的的的 CH2无机基团（络阴离子团）的特征振动频率无机基团（络阴离子团）的特征振动频率?在谱图上查出最强谱带的频率位置，以便判断其可能属于在谱图上查出最强谱带的频率位置，以便判断其可能属于何类矿物何类矿物(如自然元素如自然元素、氧化物氧化物、氢氧化物氢氧化物、硅酸盐硅酸盐、硼酸硼酸何类矿物何类矿物(如自然元素如自然元素、氧化物氧化物、氢氧化物氢氧化物、硅酸盐硅酸盐、硼酸硼酸盐盐)。)。检查在检查在40004000-2000cm2000cm-1 1(主要在主要在3000 cm3000 cm-1 1以上以上)是否有结晶水是否有结晶水?检查在检查在40004000-2000cm2000cm-1 1(主要在主要在30003000 cmcm-1 1以上以上)是否有结晶水是否有结晶水或OH的谱带，以判断其属于或OH的谱带，以判断其属于含水矿物或是不含水矿物含水矿物或是不含水矿物。?各类矿物的红外振动频率范围有基团特征频率表可查。有时，单凭一个最强谱带不能确认矿物种类，还要查看其它各类矿物的红外振动频率范围有基团特征频率表可查。有时，单凭一个最强谱带不能确认矿物种类，还要查看其它谱带的频率。谱带的频率。?例如，具聚合四面体结构的硅酸盐和磷酸盐的伸缩振动频例如，具聚合四面体结构的硅酸盐和磷酸盐的伸缩振动频率范围分别为1200-900 cm率范围分别为1200-900 cm-1-1、1300-850 cm、1300-850 cm-1-1，重叠范围宽，它们的弯曲振动频率(硅酸盐800-400 cm，重叠范围宽，它们的弯曲振动频率(硅酸盐800-400 cm-1-1、磷酸盐650-550、磷酸盐650-550 cmcm-1-1)也完全重叠。)也完全重叠。?但所有硅酸盐在但所有硅酸盐在500500-400400 cmcm-1-1范围都有强谱带范围都有强谱带，磷酸盐却没磷酸盐却没但所有硅酸盐在但所有硅酸盐在500500-400 cm400 cm 范围都有强谱带范围都有强谱带，磷酸盐却没磷酸盐却没有，可以据此鉴别这两类矿物。有，可以据此鉴别这两类矿物。?对于一些常见矿物对于一些常见矿物?只要熟悉矿物红外光谱的某些特征谱带，便可准确鉴定有只要熟悉矿物红外光谱的某些特征谱带，便可准确鉴定有无这种矿物无这种矿物。无这种矿物无这种矿物。?如光谱图上位于796 cm如光谱图上位于796 cm-1-1、778 cm、778 cm-1-1、693 cm、693 cm-1-1的中-弱吸的中-弱吸收谱带收谱带，是石英的特征谱带是石英的特征谱带。收谱带收谱带，是石英的特征谱带是石英的特征谱带。?在3693 cm在3693 cm-1-1、3620 cm、3620 cm-1-1两个谱带，是高岭石特有的羟基两个谱带，是高岭石特有的羟基伸缩振动谱带伸缩振动谱带。伸缩振动谱带伸缩振动谱带。?位于860 cm位于860 cm-1-1、710 cm、710 cm-1-1及881 cm及881 cm-1-1、730 cm、730 cm-1-1的谱带，分的谱带，分别是方解石、白云石的CO别是方解石、白云石的CO32-32-弯曲振动。弯曲振动。300020001000-C C-H2120COOH3000游离游离OH3600缔合缔合OH3300-COH-NO21550 1370 C-O-C1300102030003300-NH23300C=C-H28502820,2720C=O17151460 1380-CH3苯苯指指3500-NHRC=C-H2925,CH22870-C N2240C CC=C16301470-CH2-指指纹区纹区C C H2960,CH3-C C-2220苯环苯环1460C-OH伯仲伯仲叔叔酚酚叔叔-C C-H3300-C-H2885苯环苯环1600158015001460X-H伸缩振动伸缩振动(X:C,N,O,S)三键累积双键双键伸缩振动其它伸缩振动，弯曲振动三键累积双键双键伸缩振动其它伸缩振动，弯曲振动1580红外谱图解析1680-1880是否有强峰否见下页1680 1880是否有强峰是3300-25001300-11001740-17201725-17051680强峰180018002500强宽峰1300-1100强峰1720强峰2850,27201705强峰强峰强峰1700双峰羧酸1100宽峰酯2720弱峰酰胺酰卤酸酐羧酸酯醛酮酰胺酰卤酸酐1680 1880没有强峰1680-1880没有强峰3600-330016501650-1450无其他峰6671275-1060强3300有强峰1650弱峰一系列峰无其他峰2860-2960强峰6671060强峰醇烯芳香烃烷溴代烃醚某化合物的分子式某化合物的分子式C6H14，红外谱图如下，试推测该化合物的结构。，红外谱图如下，试推测该化合物的结构。解答解答从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可从谱图看，谱峰少，峰形尖锐，谱图相对简单，可能化合物为对称结构能化合物为对称结构。能化合物为对称结构能化合物为对称结构。从分子式可看出该化合物为烃类，不饱和度的计算：从分子式可看出该化合物为烃类，不饱和度的计算：U=（62+2-14）/2=0表明该化合物为饱和烃类。由于表明该化合物为饱和烃类。由于1380cm-1的吸收峰的吸收峰为单峰为单峰表明无偕二甲基存在表明无偕二甲基存在7751的峰表明的峰表明为为一一单峰单峰，表明无偕二甲基存在表明无偕二甲基存在。775cm-1的峰表明的峰表明亚甲基基团是独立存在的。因此结构式应为：亚甲基基团是独立存在的。因此结构式应为：CH3CH3CH2CHCH3CH2CH3由于化合物分子量较小，精细结构较为明显，当化合物的分子量较高时，由于吸收带的相互重叠，其红由于化合物分子量较小，精细结构较为明显，当化合物的分子量较高时，由于吸收带的相互重叠，其红外吸收带较宽外吸收带较宽外吸收带较宽外吸收带较宽。谱峰归属谱峰归属3000-2800cm-1：饱和：饱和CH的反对称和的反对称和对称伸缩振动（甲基：对称伸缩振动（甲基：2960和和2872cm-1，亚甲基：，亚甲基：2926和和2853cm-1）。）。1461cm-1：亚甲基和甲基弯曲振动（分别为：亚甲基和甲基弯曲振动（分别为1470和和1460cm-1）。）。1380cm-1：甲基弯曲振动：甲基弯曲振动(1380cm-1)。775cm-1：乙基：乙基CH2的平面摇摆振的平面摇摆振动（动（780cm-1）。）。试推断化试推断化合合物物C4H5N的的结构结构试推断化物试推断化物45结构结构解答解答不饱和度计算：不饱和度计算：U=（42+2-5+1）/2=3由不饱和度分析，分子中可能存在一个双键和一个叁键。由由不饱和度分析，分子中可能存在一个双键和一个叁键。由于分子中含于分子中含N可能分子中存在可能分子中存在CN基团基团于分子中含于分子中含N，可能分子中存在可能分子中存在CN基团基团。由红外谱图看：从谱图的高频区可看到。由红外谱图看：从谱图的高频区可看到:2260cm-1，氰基的伸，氰基的伸缩振动吸收缩振动吸收；1647cm-1，乙烯基的乙烯基的C=C伸缩振动吸收伸缩振动吸收。缩振动吸收缩振动吸收；1647cm，乙烯基的乙烯基的C C伸缩振动吸收伸缩振动吸收。可推测分子结构为：可推测分子结构为：CH2CHCH2CN由由1865，990，935cm-1：表明为末端乙烯基。：表明为末端乙烯基。1418cm-1：亚甲：亚甲基的弯曲振动基的弯曲振动（14701受到两侧不饱和基团的影响受到两侧不饱和基团的影响向向CH2CHCH2CN基的弯曲振动基的弯曲振动（1470cm-1，受到两侧不饱和基团的影响受到两侧不饱和基团的影响，向向低波数位移）和末端乙烯基弯曲振动（低波数位移）和末端乙烯基弯曲振动（1400cm-1）。验证推）。验证推测正确测正确。测正确测正确。试推断化合物试推断化合物C7H9N的结构的结构解答解答解答解答不饱和度的计算不饱和度的计算：不饱和度的计算不饱和度的计算：U=（72+2-9+1）/2=4不饱和度为不饱和度为4，可能分子中有多个双键，或者含有一个苯环。，可能分子中有多个双键，或者含有一个苯环。3520和和3430cm-1：两个中等强度的吸收峰表明为：两个中等强度的吸收峰表明为-NH2的反对称和对称伸缩振动吸收（的反对称和对称伸缩振动吸收（3500和和3400cm-1）。）。16221588149414711苯环的骨架振动苯环的骨架振动（16001622，1588，1494，1471cm-1：苯环的骨架振动苯环的骨架振动（1600、1585、1500及及1450cm-1）。证明苯环的存在。）。证明苯环的存在。748cm-1：苯环取代为邻位苯环取代为邻位（770-735cm-1）。748cm：苯环取代为邻位苯环取代为邻位（770 735cm）。1442和和1380cm-1：甲基的弯曲振动（：甲基的弯曲振动（1460和和1380cm-1）。）。1268cm-1：伯芳胺的：伯芳胺的CN伸缩振动（伸缩振动（1340-1250cm-1）。）。由以上信息可知该化合物为邻由以上信息可知该化合物为邻-甲苯胺。甲苯胺。试推测化合物试推测化合物C8H8O2的分子结构。的分子结构。解答解答解答解答不饱和度的计算不饱和度的计算U（82 2 8）/2 5U=（82+2-8）/2=5不饱和度大于不饱和度大于4，分子中可能由苯环存在，由于仅含，分子中可能由苯环存在，由于仅含8个碳个碳，因此分子应为含因此分子应为含一一个苯环个苯环一一个双键个双键，因此分子应为含个苯环个双键因此分子应为含个苯环个双键。1610，1580，1520，1430cm-1：苯环的骨架振动（：苯环的骨架振动（1600、1585、1500及及1450cm-1）。证明苯环的存在。）。证明苯环的存在。825cm-1：对位取代苯（：对位取代苯（833-810cm-1）。）。1690cm-1：醛基：醛基C=O伸缩振动吸收（伸缩振动吸收（1735-1715cm-1，由，由于与苯环发生共轭向低波数方向位移于与苯环发生共轭向低波数方向位移）于与苯环发生共轭向低波数方向位移于与苯环发生共轭向低波数方向位移）。2820和和2730cm-1：醛基的：醛基的CH伸缩振动（伸缩振动（2820和和2720cm-1）。）。1465和和1395 cm-1：甲基的弯曲振动（：甲基的弯曲振动（1460和和1380cm-1）。由以上信息可知化合物的结构为：）。由以上信息可知化合物的结构为：CH3CHO分子式为C4H10O推测化合物结构为推测化合物结构为计算出其不饱和度为计算出其不饱和度为0推测化合物结构为推测化合物结构为：计算出其不饱和度为计算出其不饱和度为0 3350 cm-1缔合羟基的伸缩振动；缔合羟基的伸缩振动；饱和碳原子的 饱和碳原子的C-H伸缩振动；伸缩振动；1380 cm-1双峰为叔氢的弯曲振动双峰为叔氢的弯曲振动 1380 cm-1双峰为叔氢的弯曲振动双峰为叔氢的弯曲振动；一级醇的；一级醇的C-O伸缩振动伸缩振动CH3CH3CHCH2OHCH332分子式为C3H6O分子式为36波谱解析波谱解析?3084、3014、1647、993、919 cm-1等处的吸收，等处的吸收，判断该化合物具有端取代乙烯判断该化合物具有端取代乙烯判断该化合物具有端取代乙烯判断该化合物具有端取代乙烯；?3338 cm-1处有强吸收，峰形圆而钝，判断该化合处有强吸收，峰形圆而钝，判断该化合物为醇类。物为醇类。1028 cm-1有吸收，知为伯醇。由于有吸收，知为伯醇。由于C-O伸缩振动往低波数移动了伸缩振动往低波数移动了20 cm-1，判断，判断-CH2OH与与C=C相连；相连；?推断该化合物结构为：推断该化合物结构为：CH2=CH-CH2-OH分子式为C12H24O2分子式为C12H24O2波谱解析?1703 cm-1最强吸收，知该化合物含羰基；最强吸收，知该化合物含羰基；未知物为未知物为：CH3-(CH2)10-COOH析：?2920、2851 cm-1处的吸收很强而处的吸收很强而2956、2866 cm-1处的吸收很弱处的吸收很弱，说明说明CH2多而多而CH3未知物为未知物为：CH3-(CH2)10-COOH2866 cm 处的吸收很弱处的吸收很弱，说明说明CH2多而多而CH3少，说明未知物可能具有一个正构的长碳链；少，说明未知物可能具有一个正构的长碳链；?2955、2851 cm-1的吸收是叠加在另一个宽的吸收是叠加在另一个宽峰之上峰之上，从分子式含两个氧知此宽从分子式含两个氧知此宽 峰来自峰来自-峰之上峰之上，从分子式含两个氧知此宽从分子式含两个氧知此宽 峰来自峰来自OH，很强的低波数位移说明有很强的氢键缔，很强的低波数位移说明有很强的氢键缔合作用合作用推测含有推测含有合作用合作用，推测含有推测含有-COOH；COOH；?940、1305、1412 cm-1等处的吸收进一步等处的吸收进一步说明羧基的存在说明羧基的存在芳香胺分子式为C H N芳香胺：分子式为C6H8N2波谱解析：?由分子式可计算出其不饱和度为由分子式可计算出其不饱和度为4，可能含苯，可能含苯环环；波谱解析：环环；?3030、1502 cm-1处的吸收证实了苯环的存处的吸收证实了苯环的存在在750 cm-1的吸收知为邻位取代的苯环的吸收知为邻位取代的苯环在在，750 cm-1的吸收知为邻位取代的苯环的吸收知为邻位取代的苯环；?3285、3193 cm-1是伯胺的特征吸收；是伯胺的特征吸收；?3387、3366 cm-1：NH2的伸缩振动；的伸缩振动；?16241NH 弯曲振动弯曲振动?1624 cm-1：NH2弯曲振动弯曲振动；?1274 cm-1：C-N伸缩振动；伸缩振动；推测化合物结构为邻苯二胺推测化合物结构为邻苯二胺推测化合物结构为邻苯二胺推测化合物结构为邻苯二胺Analysis:C8H8OAnalysis:C8H8O 解答解答解答解答IUPAC Name:acetophenoneAnalysis:C H NOAnalysis:C3H7NO 解答解答解答解答IUPAC Name:N-methylacetamide(N-methylethanamide)Analysis:C4H8O2Analysis:C4H8O2C8H16O2C7H6O2OHOH课堂练习1.1.已知化学式为已知化学式为C H1.1.已知化学式为已知化学式为C9H12 80 1364 138640 60T0145514932873300272040%T699760122932300202962-20 1000 2000 2000 3000 cm-12.已知化学式为2.已知化学式为C4H8O80608039634060%T 114662713281020%1734 228772971 02-20 1000 2000 2000 3000 cm-13.已知化学式为3.已知化学式为C8H10O100 10080 60%T 40%02031448965352 201608301233151329331 1000 2000 2000 3000 cm-1红外谱图解析分析步骤红外谱图解析分析步骤 应该对各官能团的特征吸收熟记于心，因为官能团特征吸收是解析谱图的基础。对一张已经拿到手的红外谱图：(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型：根据分子式计算不饱和度，公式：不饱和度=1+n4+(n3-n1)/2 其中：n4：化合价为 4 价的原子个数(主要是 C 原子)，n3：化合价为 3 价的原子个数(主要是 N 原子)，n1：化合价为 1 价的原子个数(主要是 H 原子)，举个例子：比如苯：C6H6，不饱和度=1+6+(0-6)/2=4，3 个双键加一个环，正好 为 4 个不饱和度。(2)分析 33002800