1、第第2章章 紅外光譜紅外光譜 紅外光譜（紅外光譜（infrared spectroscopy, IR）是研究分子運(yùn)動(dòng)的吸收光譜，亦稱為分是研究分子運(yùn)動(dòng)的吸收光譜，亦稱為分子光譜。通常子光譜。通常 IR 指波長指波長 225m 之間之間的吸收光譜，這段波長范圍反映出分子的吸收光譜，這段波長范圍反映出分子中原子間的振動(dòng)和變角運(yùn)動(dòng)。中原子間的振動(dòng)和變角運(yùn)動(dòng)。 引言引言紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜的應(yīng)用 1、根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀可以、根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀可以推斷未知物的化學(xué)結(jié)構(gòu)；推斷未知物的化學(xué)結(jié)構(gòu)； 2、根據(jù)特征吸收峰的強(qiáng)度可以測定混合、根據(jù)特征吸收峰的強(qiáng)度可以測定混合物中各組分的含量；物

2、中各組分的含量； 3、應(yīng)用紅外光譜可以測定分子的鍵長、應(yīng)用紅外光譜可以測定分子的鍵長、鍵角，從而推斷分子的立體構(gòu)型，判斷鍵角，從而推斷分子的立體構(gòu)型，判斷化學(xué)鍵的強(qiáng)弱等。化學(xué)鍵的強(qiáng)弱等。 其中應(yīng)用最廣泛的還是化合物的鑒定其中應(yīng)用最廣泛的還是化合物的鑒定 2.1 紅外光譜的基本原理紅外光譜的基本原理一、紅外吸收光譜一、紅外吸收光譜1、用一束連續(xù)紅外光照射一物質(zhì)時(shí)，該用一束連續(xù)紅外光照射一物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)就要吸收一部分光能，如能量不足物質(zhì)就要吸收一部分光能，如能量不足以使外層電子發(fā)生躍遷，則能使分子的以使外層電子發(fā)生躍遷，則能使分子的振轉(zhuǎn)能級發(fā)生變化。如果以波長或波數(shù)振轉(zhuǎn)能級發(fā)生變化。如果以波長或波

3、數(shù)為橫坐標(biāo)，以百分吸收率或透過率為縱為橫坐標(biāo)，以百分吸收率或透過率為縱坐標(biāo)，把這譜帶記錄下來，就得到該物坐標(biāo)，把這譜帶記錄下來，就得到該物質(zhì)的紅外吸收光譜圖。質(zhì)的紅外吸收光譜圖。紅外光譜圖：紅外光譜圖：縱坐標(biāo)為透過率縱坐標(biāo)為透過率T%T%（或吸光度（或吸光度A A），橫坐標(biāo)為波），橫坐標(biāo)為波數(shù)數(shù)(cm(cm-1-1) )或波長或波長，可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來描述。可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來描述。2、紅外光區(qū)的劃分、紅外光區(qū)的劃分(1)近紅外區(qū)：近紅外區(qū)：0.782 m，128205000/cm-1, 泛音區(qū)（用于研究單鍵泛音區(qū)（用于研究單鍵O-H、C-H、N-H的倍頻、組頻吸收）的倍

4、頻、組頻吸收）(2)中紅外區(qū)：中紅外區(qū)：225 m，5000400/cm-1, 基基頻振動(dòng)區(qū)（各種基團(tuán)基頻振動(dòng)吸收）頻振動(dòng)區(qū)（各種基團(tuán)基頻振動(dòng)吸收）(3)遠(yuǎn)紅外區(qū)：遠(yuǎn)紅外區(qū)：25300m，400 33/cm-1，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)（價(jià)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)、晶格轉(zhuǎn)動(dòng)）動(dòng)區(qū)（價(jià)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)、晶格轉(zhuǎn)動(dòng)）3、為中紅外區(qū)、為中紅外區(qū) 中紅外區(qū)的頻率常用波數(shù)中紅外區(qū)的頻率常用波數(shù) 表示，單表示，單位位cm-1，紅外光譜主要研究中紅外區(qū)，標(biāo)，紅外光譜主要研究中紅外區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖標(biāo)有頻率和波長兩種刻度，波準(zhǔn)紅外譜圖標(biāo)有頻率和波長兩種刻度，波長與波數(shù)的關(guān)系：長與波數(shù)的關(guān)系：v4110()()v cmm 4、振動(dòng)頻率、振動(dòng)頻率 以雙原子為

5、例，在雙原子作伸縮振動(dòng)時(shí)，可以以雙原子為例，在雙原子作伸縮振動(dòng)時(shí)，可以將其視為一個(gè)簡單的諧振子。將其視為一個(gè)簡單的諧振子。 （1）振動(dòng)形式：）振動(dòng)形式： 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) （2）振動(dòng)能級）振動(dòng)能級 ：共價(jià)鍵的振動(dòng)，可看作一彈簧：共價(jià)鍵的振動(dòng)，可看作一彈簧連接的兩個(gè)剛性小球的簡諧振動(dòng)，遵守胡克定律。連接的兩個(gè)剛性小球的簡諧振動(dòng)，遵守胡克定律。胡克定律胡克定律 振動(dòng)頻率：振動(dòng)頻率： mK21 對于雙原子分子來講，用折合質(zhì)量對于雙原子分子來講，用折合質(zhì)量代替代替 m得得12K12Kc1212m mmm質(zhì)合質(zhì)量：質(zhì)合質(zhì)量：單位：單位：Kg K化學(xué)鍵的力常數(shù)（單位化學(xué)鍵的力常數(shù)（單位N

6、.m-1）振動(dòng)頻率：振動(dòng)頻率：波數(shù)：波數(shù)：力常數(shù)力常數(shù)K 力常數(shù)是衡量價(jià)鍵性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，力常數(shù)是衡量價(jià)鍵性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，力常數(shù)與化學(xué)鍵的鍵能是成正比的，對于質(zhì)力常數(shù)與化學(xué)鍵的鍵能是成正比的，對于質(zhì)量相近的基團(tuán)，力常數(shù)有以下規(guī)律：叁鍵量相近的基團(tuán)，力常數(shù)有以下規(guī)律：叁鍵雙鍵單鍵。雙鍵單鍵。 由上公式可得：由上公式可得： a.分子的折合質(zhì)量越小，振動(dòng)頻率越高；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。化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，振動(dòng)頻率越高。12K分子振動(dòng)頻率有以下規(guī)律：分子振動(dòng)頻率有以下規(guī)律：（1）K：化學(xué)鍵的力常數(shù)是衡量價(jià)鍵性質(zhì)的一個(gè)重要：化學(xué)鍵的力常數(shù)是衡量

7、價(jià)鍵性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)（質(zhì)量相近的基團(tuán)）。參數(shù)（質(zhì)量相近的基團(tuán)）。 因因 KccKc=cKc-c 則紅外頻率則紅外頻率cc c=c c-c（2）與氫原子相連的化學(xué)鍵的折合質(zhì)量都小，紅外吸）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)（收在高波數(shù)區(qū)（XH），），C-H伸縮振動(dòng)吸收位于伸縮振動(dòng)吸收位于 3000cm-1，O-H伸縮振動(dòng)吸收位于伸縮振動(dòng)吸收位于3000-3600 cm-1，N-H伸縮振動(dòng)吸收位于伸縮振動(dòng)吸收位于3300 cm-1。（3）與）與C成鍵的其他原子，隨其原子質(zhì)量的遞增，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，則紅外波數(shù)減小。折合質(zhì)量也遞增，則紅外波數(shù)減

8、小。（4）彎曲振動(dòng)比伸縮振動(dòng)容易，彎曲振動(dòng)）彎曲振動(dòng)比伸縮振動(dòng)容易，彎曲振動(dòng)K均均較小，故彎曲振動(dòng)吸收在低波數(shù)區(qū)。如較小，故彎曲振動(dòng)吸收在低波數(shù)區(qū)。如C-H伸伸縮振動(dòng)吸收位于縮振動(dòng)吸收位于3000 cm-1，彎曲振動(dòng)吸收位于，彎曲振動(dòng)吸收位于1340 cm-1。5、振動(dòng)能級、振動(dòng)能級 根據(jù)量子力學(xué)，簡諧振動(dòng)體系的勢能求根據(jù)量子力學(xué)，簡諧振動(dòng)體系的勢能求解體系能量的薛定諤方程，得諧振子的能解體系能量的薛定諤方程，得諧振子的能量是量子化的，其能量由下式確定：量是量子化的，其能量由下式確定： 振動(dòng)量子數(shù)振動(dòng)量子數(shù) E與振動(dòng)量子數(shù)相對應(yīng)的體系能量與振動(dòng)量子數(shù)相對應(yīng)的體系能量11()()(0,1,2,3

9、.)22 2hKEhc 真實(shí)雙原子分子并不是所假設(shè)的理想的真實(shí)雙原子分子并不是所假設(shè)的理想的諧振子，按非諧振子求解得體系的振動(dòng)能：諧振子，按非諧振子求解得體系的振動(dòng)能： 雙原子分子雙原子分子的勢能曲線：的勢能曲線：211()().22Ehchc6、振動(dòng)自由度、振動(dòng)自由度 分子振動(dòng)時(shí)，分子中各原子之間的相對位置稱分子振動(dòng)時(shí)，分子中各原子之間的相對位置稱為該分子的振動(dòng)自由度。為該分子的振動(dòng)自由度。 含含n個(gè)原子的分子，自由度為：個(gè)原子的分子，自由度為： 線性分子有線性分子有 3n-5 個(gè)個(gè) 非線性分子有非線性分子有 3n-6 個(gè)個(gè) 根據(jù)它們的振動(dòng)方向不同，振幅不等，可以根據(jù)它們的振動(dòng)方向不同，振幅

10、不等，可以吸收各種波長不同的光，形成復(fù)雜的紅外光譜。吸收各種波長不同的光，形成復(fù)雜的紅外光譜。 理論上每個(gè)自由度在理論上每個(gè)自由度在IRIR中可產(chǎn)生中可產(chǎn)生1 1個(gè)吸收峰，實(shí)際個(gè)吸收峰，實(shí)際上上IRIR光譜中的峰數(shù)少于基本振動(dòng)自由度，原因是：光譜中的峰數(shù)少于基本振動(dòng)自由度，原因是： （1 1） 振動(dòng)過程中，伴隨振動(dòng)過程中，伴隨有偶極矩有偶極矩的振動(dòng)才能產(chǎn)生的振動(dòng)才能產(chǎn)生吸收峰吸收峰 （2 2） 頻率完全相同的吸收峰，彼此發(fā)生簡并（峰頻率完全相同的吸收峰，彼此發(fā)生簡并（峰重疊）重疊） （3 3） 強(qiáng)、寬峰覆蓋相近的弱、窄峰強(qiáng)、寬峰覆蓋相近的弱、窄峰 （4 4） 有些峰落在中紅外區(qū)之外有些峰落在中

11、紅外區(qū)之外 （5 5） 吸收峰太弱，檢測不出來吸收峰太弱，檢測不出來線型對稱線型對稱的的CO2分子，其簡正振動(dòng)模式有分子，其簡正振動(dòng)模式有 3n-533-54例如例如 在紅外光的作用下，只有偶極矩（在紅外光的作用下，只有偶極矩（ ）發(fā)生變化的振）發(fā)生變化的振動(dòng)，即在振動(dòng)過程中（動(dòng)，即在振動(dòng)過程中（ 0,） 才會產(chǎn)生紅外收，這樣的振才會產(chǎn)生紅外收，這樣的振動(dòng)稱為紅外動(dòng)稱為紅外“活性活性”振動(dòng)，在振動(dòng)過程中，振動(dòng)，在振動(dòng)過程中，=0的振動(dòng)稱為的振動(dòng)稱為紅外紅外“非活性非活性”振動(dòng)，這種振動(dòng)不吸收紅外光，在紅外光譜振動(dòng)，這種振動(dòng)不吸收紅外光，在紅外光譜中觀測不到。中觀測不到。 - + + - 例例

12、1. AB AB 0, 紅外可見紅外可見. + - - + 例例 2. RC CR RC CR =0, 紅外不可見紅外不可見. . 7、紅外光譜的選律、紅外光譜的選律8、基本術(shù)語、基本術(shù)語 （1）基頻峰：簡諧振動(dòng)光譜選律為）基頻峰：簡諧振動(dòng)光譜選律為=1 即躍遷在相即躍遷在相鄰振動(dòng)振動(dòng)能級之間進(jìn)行，最主要的紅外躍遷是鄰振動(dòng)振動(dòng)能級之間進(jìn)行，最主要的紅外躍遷是01，本征躍遷，產(chǎn)生本征吸收帶或基頻峰。本征躍遷，產(chǎn)生本征吸收帶或基頻峰。（2）倍頻峰：分子吸收紅外光后，引起振動(dòng)能級由基態(tài)）倍頻峰：分子吸收紅外光后，引起振動(dòng)能級由基態(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躍遷到第二、第三激發(fā)態(tài)時(shí)

13、所產(chǎn)生的吸收稱為倍頻吸收，所對應(yīng)的吸收帶稱為倍頻峰。由于振動(dòng)的非諧性，收，所對應(yīng)的吸收帶稱為倍頻峰。由于振動(dòng)的非諧性，能級間隔不是等距離的，故倍頻的波數(shù)往往不是基頻能級間隔不是等距離的，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。波數(shù)的整數(shù)倍而是稍小些。 （3）合頻峰：基頻峰之間相互作用，形成頻率）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)生能級躍遷時(shí)，即可觀察到組合頻）能級躍遷時(shí)，即可觀察到組合頻）（4）泛頻峰：倍頻峰和合頻峰統(tǒng)稱為泛頻峰

14、。）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，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。泛頻峰通常為弱峰，常常不能檢出。（5 5）振動(dòng)偶合：當(dāng)分子中兩個(gè)或兩個(gè)以上相同）振動(dòng)偶合：當(dāng)分子中兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的基團(tuán)與同一個(gè)原子連接時(shí)，其振動(dòng)吸收帶常的基團(tuán)與同一個(gè)原子連接時(shí)，其振動(dòng)吸收帶常發(fā)生裂分，形成雙峰，這種現(xiàn)象稱振動(dòng)耦合。發(fā)生裂分，形成雙峰，這種現(xiàn)象稱振動(dòng)耦合。（6）費(fèi)米共振：當(dāng)倍頻峰或合頻峰位于某強(qiáng)的基）費(fèi)米共振：當(dāng)倍頻峰或合頻峰位于某強(qiáng)的基頻峰附近時(shí)，弱的倍頻峰或合頻峰的吸收強(qiáng)度常頻峰附近時(shí)，弱的倍頻峰或合頻峰的吸收強(qiáng)度常

15、被大大強(qiáng)化。這種倍頻峰或合頻峰與基頻峰之間被大大強(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。的偶合，稱為費(fèi)米共振。 二、分子振動(dòng)類型二、分子振動(dòng)類型1、伸縮振動(dòng)：指成鍵原子沿著價(jià)鍵的方向來、伸縮振動(dòng)：指成鍵原子沿著價(jià)鍵的方向來回的相對運(yùn)動(dòng)。在振動(dòng)過程中，鍵角并不發(fā)回的相對運(yùn)動(dòng)。在振動(dòng)過程中，鍵角并不發(fā)生改變。生改變。HCHHCH對稱伸展振動(dòng)（對稱伸展振動(dòng)（s） 反對稱伸展振動(dòng)反對稱伸展振動(dòng)（as） 2、彎曲振動(dòng)：原子核在垂直于鍵軸的方向上振、彎曲振動(dòng)：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)。

16、用化學(xué)鍵的彎曲振動(dòng)。用“”表示。表示。 同一種鍵型，其反對稱伸縮振動(dòng)的頻率大于對稱伸縮振動(dòng)的頻率，同一種鍵型，其反對稱伸縮振動(dòng)的頻率大于對稱伸縮振動(dòng)的頻率，遠(yuǎn)大于彎曲振動(dòng)的頻率。即遠(yuǎn)大于彎曲振動(dòng)的頻率。即s as 化學(xué)鍵彎曲振動(dòng)的類型化學(xué)鍵彎曲振動(dòng)的類型彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng)面內(nèi)彎曲振動(dòng)面內(nèi)彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)剪式振動(dòng)剪式振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)面外搖擺振動(dòng)面外搖擺振動(dòng)面外扭曲振動(dòng)面外扭曲振動(dòng)用用“”、“”表表示示用用“”表示表示用用“”表示表示用用“”表示表示基團(tuán)的鍵角交替基團(tuán)的鍵角交替發(fā)生變化發(fā)生變化 基團(tuán)的鍵角不基團(tuán)的鍵角不發(fā)生變化，發(fā)生變化，基團(tuán)只是作基團(tuán)只是作為一個(gè)整體為一

17、個(gè)整體在分子的對在分子的對稱平面內(nèi)左稱平面內(nèi)左右搖擺右搖擺兩個(gè)兩個(gè)H原子核在原子核在垂直于紙面垂直于紙面的方向上振的方向上振動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同方向相同-同時(shí)向紙面同時(shí)向紙面的同一側(cè)運(yùn)的同一側(cè)運(yùn)動(dòng)動(dòng) 兩個(gè)兩個(gè)H原子核原子核運(yùn)動(dòng)方向相運(yùn)動(dòng)方向相反反三、三、 紅外光譜的吸收強(qiáng)度紅外光譜的吸收強(qiáng)度 紅外光譜的吸收強(qiáng)度可用于定量分析，紅外光譜的吸收強(qiáng)度可用于定量分析，也是化合物定性分析的重要依據(jù)。定量也是化合物定性分析的重要依據(jù)。定量時(shí)吸收強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)符合朗伯時(shí)吸收強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)符合朗伯比爾定量；定性分析時(shí)，根據(jù)其摩爾吸比爾定量；定性分析時(shí)，根據(jù)其摩爾吸收系數(shù)可區(qū)分吸收強(qiáng)度級別，

18、如下表：收系數(shù)可區(qū)分吸收強(qiáng)度級別，如下表： 紅外吸收強(qiáng)度及其表示符號紅外吸收強(qiáng)度及其表示符號摩爾消光系數(shù)摩爾消光系數(shù)強(qiáng)度強(qiáng)度符號符號200很強(qiáng)很強(qiáng)vs75200強(qiáng)強(qiáng)s2575中等中等m525弱弱w05很弱很弱vw影響紅外吸收強(qiáng)度的因素影響紅外吸收強(qiáng)度的因素 根據(jù)量子力學(xué)理論，紅外吸收強(qiáng)度（用根據(jù)量子力學(xué)理論，紅外吸收強(qiáng)度（用 表示）表示）與偶極矩隨核間距變化的平方成正比。即：振動(dòng)過與偶極矩隨核間距變化的平方成正比。即：振動(dòng)過程中偶極矩變化幅度越大程中偶極矩變化幅度越大吸收強(qiáng)度越大。吸收強(qiáng)度越大。（1）基團(tuán)極性基團(tuán)極性：一般來講，基團(tuán)極性越大，振動(dòng)過：一般來講，基團(tuán)極性越大，振動(dòng)過程中偶極矩變化

19、幅度越大，因而吸收強(qiáng)度越大。程中偶極矩變化幅度越大，因而吸收強(qiáng)度越大。（2）誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)：使基團(tuán)極性降低的誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致基：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)團(tuán)的吸收強(qiáng)度減?。皇够鶊F(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。致基團(tuán)的吸收強(qiáng)度增加。（3）共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)：共軛效應(yīng)使：共軛效應(yīng)使 電子離域程度增大，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。動(dòng)吸收強(qiáng)度顯著增加。（4）振動(dòng)耦合效應(yīng)振動(dòng)耦合效應(yīng)：通過計(jì)算得知：當(dāng)鍵角大于：通過計(jì)算得知：當(dāng)鍵角大于90 時(shí)，反對稱伸

20、縮振動(dòng)吸收強(qiáng)度都比對稱伸縮振動(dòng)時(shí)，反對稱伸縮振動(dòng)吸收強(qiáng)度都比對稱伸縮振動(dòng) 吸吸收強(qiáng)度大，且相對處于高波數(shù)區(qū)。收強(qiáng)度大，且相對處于高波數(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。費(fèi)米共振使倍頻和組合頻吸收帶的強(qiáng)度顯著增加。（5）氫鍵作用氫鍵作用：氫鍵作用大大提高了化學(xué)鍵的極化程：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)度，因此伸縮振動(dòng)吸收峰加寬、增強(qiáng)。 2.2 影響紅外光譜吸收頻率的因素影響紅外光譜吸收頻率的因素 各類官能團(tuán)各類官能團(tuán) IR 吸收峰位置大致如下表所示吸收峰位置大致如下表所示 特征頻率區(qū)域名稱特征頻率區(qū)域名稱波數(shù)范圍波數(shù)范圍/cm-1含含H基基團(tuán)團(tuán)頻

21、頻率率區(qū)區(qū)O-H、N-H 頻率區(qū)頻率區(qū)37003000不飽和不飽和C-H 頻率區(qū)頻率區(qū)33503000飽和飽和C-H 頻率區(qū)頻率區(qū)30002700銨鹽銨鹽頻率區(qū)頻率區(qū)31002250X-H 頻率區(qū)（頻率區(qū)（X=B、P、S、Si）26502000三鍵三鍵頻率區(qū)頻率區(qū)23001900雙鍵雙鍵頻率區(qū)頻率區(qū)19501500飽和飽和C-H 面內(nèi)面內(nèi)頻率區(qū)頻率區(qū)15001350不飽和不飽和C-H面外面外頻率區(qū)頻率區(qū)1000650吸收峰的位置的影響因素吸收峰的位置的影響因素1、質(zhì)量效應(yīng)、質(zhì)量效應(yīng)X-H鍵的伸縮振動(dòng)頻率見下表鍵的伸縮振動(dòng)頻率見下表化學(xué)鍵化學(xué)鍵頻率頻率/cm-1化學(xué)鍵化學(xué)鍵頻率頻率/cm-1化學(xué)

22、鍵化學(xué)鍵頻率頻率/cm-1C-H3000F-H4000C-H3000Si-H2150Cl-H2890N-H3400Ge-H2070Br-H2650O-H3600Sn-H1850I-H2310F-H4000由上表可知：由上表可知： a. 當(dāng)當(dāng)X是同族元素時(shí)，隨質(zhì)量增大頻率顯著變??；是同族元素時(shí)，隨質(zhì)量增大頻率顯著變小； b. 當(dāng)當(dāng)X是同周期元素時(shí)，隨原子序數(shù)的增大頻率是同周期元素時(shí)，隨原子序數(shù)的增大頻率升高。升高。 另外，當(dāng)含另外，當(dāng)含 H 基團(tuán)的基團(tuán)的 H 原子被氘代后，基團(tuán)原子被氘代后，基團(tuán)的吸收頻率會向低波方向移動(dòng)，且：的吸收頻率會向低波方向移動(dòng)，且： 所以當(dāng)對一些含氫基團(tuán)的紅外吸收峰指認(rèn)

23、困難所以當(dāng)對一些含氫基團(tuán)的紅外吸收峰指認(rèn)困難時(shí)，可用此法來進(jìn)行指認(rèn)。時(shí)，可用此法來進(jìn)行指認(rèn)。 2XHXD2、電子效應(yīng)、電子效應(yīng) （1）誘導(dǎo)效應(yīng)）誘導(dǎo)效應(yīng)（使振動(dòng)頻率移向高波數(shù)區(qū)）使振動(dòng)頻率移向高波數(shù)區(qū)） 當(dāng)羰基碳上所連的烷基被鹵素取代后，由于鹵素的當(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)，羰基的重吸電子作用使電荷從氧原子向碳原子移動(dòng)，羰基的重鍵性增加，吸收頻率上升，且鹵素的電負(fù)性越大，吸鍵性增加，吸收頻率上升，且鹵素的電負(fù)性越大，吸收頻率越高。收頻率越高。K，雙鍵性吸電性（2）共軛效應(yīng)）共軛效應(yīng)（使振動(dòng)頻率移向低波數(shù)區(qū)）使振動(dòng)頻率移向低波數(shù)區(qū)） 與非共軛

24、的不飽和鍵及單鍵相比，共軛體系中的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單鍵具有一定程度的鍵成分，雙鍵上的鍵成分，雙鍵上的電子云密電子云密度有所降低，即度有所降低，即電子云被平均化，因此共軛效應(yīng)使電子云被平均化，因此共軛效應(yīng)使不飽和鍵的伸縮振動(dòng)頻率顯著降低。不飽和鍵的伸縮振動(dòng)頻率顯著降低。K，電子離域，雙鍵性共軛效應(yīng)使（3）中介效應(yīng)）中介效應(yīng)（使振動(dòng)頻率移向低波數(shù)區(qū)）使振動(dòng)頻率移向低波數(shù)區(qū)） 含有孤對電子的含有孤對電子的 O、N 和和 S 等原子，能與等原子，能與相鄰的不飽和基團(tuán)共軛（相鄰的不飽和基團(tuán)共軛（p-共軛），其結(jié)果共軛），其結(jié)果使不飽和基團(tuán)的振動(dòng)頻率降低，而自身

25、連接使不飽和基團(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。的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率升高。羰羰基基的的雙雙鍵鍵性性K 3、空間效應(yīng)、空間效應(yīng)（1）環(huán)的張力：環(huán)減小）環(huán)的張力：環(huán)減小環(huán)張力增大環(huán)張力增大 環(huán)內(nèi)各鍵環(huán)內(nèi)各鍵被削弱被削弱伸縮振動(dòng)頻率降低伸縮振動(dòng)頻率降低環(huán)外的鍵卻增強(qiáng)環(huán)外的鍵卻增強(qiáng)伸縮振動(dòng)頻率升高。伸縮振動(dòng)頻率升高。 環(huán)酮：環(huán)張力增大，環(huán)酮：環(huán)張力增大， 羰基羰基v 增大增大。 環(huán)烯：環(huán)張力增大，環(huán)烯：環(huán)張力增大， 雙鍵雙鍵v 減小。減小。（2）空間障礙：共軛體系的共平面性被偏離或被）空間障礙：共軛體系的共平面性被偏離或被破壞時(shí)，破壞時(shí)， v 增大。增大。 對峰位，峰強(qiáng)產(chǎn)生極明顯影響，使伸

26、縮振動(dòng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)。C=O（締合）1622 cm-1C=O （游離）1676 cm-1 1673 cm-1（游離）1675 cm-1O-H（締合） 2843 cm-1O-H（游離） 36153605 cm-1OOOHOOOHA 形成分子內(nèi)氫鍵B 未形成分子內(nèi)、分子間氫鍵C=O（締合）1622 cm-1C=O （游離）1676 cm-1 1673 cm-1（游離）1675 cm-1O-H（締合） 2843 cm-1O-H（游離） 36153605 cm-1OOOHOOOHA 形成分子內(nèi)氫鍵B 未形成分子內(nèi)、分子間氫鍵4、氫鍵效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)(分子內(nèi)氫鍵；分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵；分子間氫鍵)2

27、.3 紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)一、紅外光譜儀一、紅外光譜儀 紅外光譜按其發(fā)展歷程分為三代：紅外光譜按其發(fā)展歷程分為三代： 第一代是以棱鏡作為單色器第一代是以棱鏡作為單色器 第二代是以光柵作為單色器第二代是以光柵作為單色器 第三代干涉型分光光度計(jì)第三代干涉型分光光度計(jì)1、色散型紅外光譜儀、色散型紅外光譜儀（1）儀器的工作原理）儀器的工作原理 儀器組成：光源，吸收池，單色器、儀器組成：光源，吸收池，單色器、檢測器、放大器和記錄器。檢測器、放大器和記錄器。 儀器的工作原理：依據(jù)儀器的工作原理：依據(jù)“光學(xué)零位平衡光學(xué)零位平衡”色散型雙光束紅外光譜儀示意圖色散型雙光束紅外光譜儀示

28、意圖工作原理：工作原理： 色散型紅外光譜儀一般均采用雙光束。將光色散型紅外光譜儀一般均采用雙光束。將光源發(fā)射的紅外光分成兩束，一束通過試樣，另一源發(fā)射的紅外光分成兩束，一束通過試樣，另一束通過參比，利用半圓扇形鏡使試樣光束和參比束通過參比，利用半圓扇形鏡使試樣光束和參比光束交替通過單色器，然后被檢測器檢測。當(dāng)試光束交替通過單色器，然后被檢測器檢測。當(dāng)試樣光束與參比光束強(qiáng)度相等時(shí)，檢測器不產(chǎn)生交樣光束與參比光束強(qiáng)度相等時(shí)，檢測器不產(chǎn)生交流信號；當(dāng)試樣有吸收，兩光束強(qiáng)度不等時(shí)，檢流信號；當(dāng)試樣有吸收，兩光束強(qiáng)度不等時(shí)，檢測器產(chǎn)生與光強(qiáng)差成正比的交流信號，從而獲得測器產(chǎn)生與光強(qiáng)差成正比的交流信號，從

29、而獲得吸收光譜。吸收光譜。（2）儀器的主要部件）儀器的主要部件 光源：常用的光源是能斯特?zé)艉凸杼堪?。光源：常用的光源是能斯特?zé)艉凸杼堪簟?吸收池：因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，吸收池：因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸收池要用紅外吸收池要用 可透過紅外光的可透過紅外光的NaCl、KBr、CsI、KRS-5（TiI 58%，TiBr42%）等材料制成窗片。）等材料制成窗片。用用NaCl、KBr、CsI等材料制成的窗片需注意防潮。等材料制成的窗片需注意防潮。固體試樣常與純固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后直接進(jìn)行測定?；靹驂浩?，然后直接進(jìn)行測定。單色器：單色器由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹單色器

30、：單色器由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成?？p構(gòu)成。 色散元件常用復(fù)制的閃耀光柵。由于閃耀光色散元件常用復(fù)制的閃耀光柵。由于閃耀光柵存在次級光譜的干擾，因此，需要將光柵存在次級光譜的干擾，因此，需要將光柵和用來分離次光譜的濾光器或前置棱鏡柵和用來分離次光譜的濾光器或前置棱鏡結(jié)合起來使用。結(jié)合起來使用。 檢測器：常用的紅外檢測器有高真空熱電檢測器：常用的紅外檢測器有高真空熱電偶、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。偶、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。2 2、傅立葉變換紅外分光光度計(jì)、傅立葉變換紅外分光光度計(jì) Fourier變換紅外光譜儀沒有色散元件，變換紅外光譜儀沒有色散元件，主要由光源（硅碳棒、高壓汞燈）、主要

31、由光源（硅碳棒、高壓汞燈）、Michelson干涉儀干涉儀、檢測器、計(jì)算機(jī)和記錄、檢測器、計(jì)算機(jī)和記錄儀組成。儀組成。 光源發(fā)出的紅外輻射，經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變光源發(fā)出的紅外輻射，經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變成干涉圖，通過試樣后得到含有試樣信息的成干涉圖，通過試樣后得到含有試樣信息的干涉圖，由電子計(jì)算機(jī)采集，經(jīng)過快速傅立干涉圖，由電子計(jì)算機(jī)采集，經(jīng)過快速傅立葉變換，得到吸光度或透光度隨頻率或波數(shù)葉變換，得到吸光度或透光度隨頻率或波數(shù)變化的紅外譜圖。變化的紅外譜圖。 傅立葉變換紅外分光光度計(jì)構(gòu)成示意圖傅立葉變換紅外分光光度計(jì)構(gòu)成示意圖Michelson干涉儀結(jié)構(gòu)干涉儀結(jié)構(gòu)干涉圖干涉圖 a. 掃描速度極快掃描速度極快 b

32、. 具有很高的分辨率具有很高的分辨率 c. 靈敏度高靈敏度高 d. 其他優(yōu)點(diǎn)：如光譜范圍寬；測定精度高，其他優(yōu)點(diǎn)：如光譜范圍寬；測定精度高，重復(fù)性可達(dá)重復(fù)性可達(dá)0.1；雜散光干擾?。浑s散光干擾小傅立葉變換紅外光譜的特點(diǎn)傅立葉變換紅外光譜的特點(diǎn)二、樣品的制備二、樣品的制備 要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身要獲得一張高質(zhì)量紅外光譜圖，除了儀器本身的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。的因素外，還必須有合適的樣品制備方法。1、紅外光譜法對試樣的要求、紅外光譜法對試樣的要求（1）試樣應(yīng)該是）試樣應(yīng)該是單一組份的純物質(zhì)單一組份的純物質(zhì)，純度應(yīng)，純度應(yīng)98%。（2）試樣中不應(yīng)含有）試樣中不應(yīng)含有游

33、離水游離水。（3）試樣的）試樣的濃度和測試厚度濃度和測試厚度應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜應(yīng)選擇適當(dāng)，以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%80%范圍范圍內(nèi)內(nèi)。2. 固體試樣固體試樣（1）溴化鉀壓片法）溴化鉀壓片法 將將12mg試樣與試樣與200mg光譜純光譜純KBr混合，一起在混合，一起在瑪瑙研缽中于紅外燈下研磨，直至完全研細(xì)均勻瑪瑙研缽中于紅外燈下研磨，直至完全研細(xì)均勻（粒徑（粒徑2 m左右左右），將粉末置于模具中，用，將粉末置于模具中，用50-100MPa壓力在油壓機(jī)上壓成透明薄片，即可用于壓力在油壓機(jī)上壓成透明薄片，即可用于測定。測定。（2）石蠟糊法）石蠟糊法

34、 將干燥處理后的試樣研細(xì)，與液體石蠟或全將干燥處理后的試樣研細(xì)，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。（3）溶液法）溶液法 對于不易研成細(xì)末的固體樣品，如果能溶于對于不易研成細(xì)末的固體樣品，如果能溶于溶劑，可制成溶液，按照液體樣品測定的方法溶劑，可制成溶液，按照液體樣品測定的方法進(jìn)行測試。進(jìn)行測試。（5）顯微切片）顯微切片 很多高聚物可用顯微切片的方法制備薄膜來很多高聚物可用顯微切片的方法制備薄膜來進(jìn)行紅外測定。進(jìn)行紅外測定。（6）熱裂解法）熱裂解法 實(shí)驗(yàn)室測試，將少量高聚物放在潔凈的試管實(shí)驗(yàn)室測試，將少量高聚物放在潔凈的試管底部，然后用酒精

35、燈加熱進(jìn)行裂解，裂解產(chǎn)生底部，然后用酒精燈加熱進(jìn)行裂解，裂解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物在試管的上方冷凝成液體，用刮鏟的氣體產(chǎn)物在試管的上方冷凝成液體，用刮鏟刮取裂解產(chǎn)物涂于鹽片上進(jìn)行測定。刮取裂解產(chǎn)物涂于鹽片上進(jìn)行測定。2 . 液體和溶液試樣液體和溶液試樣（1）液體池法）液體池法 沸點(diǎn)較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入沸點(diǎn)較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入封閉封閉液體池液體池中，液層厚度一般為中，液層厚度一般為0.011mm。（2）液膜法）液膜法 沸點(diǎn)較高的試樣，直接滴在沸點(diǎn)較高的試樣，直接滴在兩片鹽片之間兩片鹽片之間，形成液膜。形成液膜。 對于一些吸收很強(qiáng)的液體，當(dāng)用調(diào)整厚度對于一些吸收很強(qiáng)的液體，當(dāng)用調(diào)整厚度

36、的方法仍然得不到滿意的譜圖時(shí)，可用適當(dāng)?shù)牡姆椒ㄈ匀坏貌坏綕M意的譜圖時(shí)，可用適當(dāng)?shù)娜軇┡涑上∪芤哼M(jìn)行測定。一些固體也可以溶溶劑配成稀溶液進(jìn)行測定。一些固體也可以溶液的形式進(jìn)行測定。常用的紅外光譜溶劑應(yīng)在液的形式進(jìn)行測定。常用的紅外光譜溶劑應(yīng)在所測光譜區(qū)內(nèi)本身沒有強(qiáng)烈的吸收，不侵蝕鹽所測光譜區(qū)內(nèi)本身沒有強(qiáng)烈的吸收，不侵蝕鹽窗，對試樣沒有強(qiáng)烈的溶劑化效應(yīng)等。窗，對試樣沒有強(qiáng)烈的溶劑化效應(yīng)等。 3、氣體樣品、氣體樣品 氣態(tài)樣品通常灌注于氣體樣槽中測定，也氣態(tài)樣品通常灌注于氣體樣槽中測定，也液體槽結(jié)構(gòu)相似，但氣體槽要長的多，它的兩液體槽結(jié)構(gòu)相似，但氣體槽要長的多，它的兩端粘有紅外透光的端粘有紅外透光的N

37、aCl或或KBr窗片。先將氣槽窗片。先將氣槽抽真空，再將試樣注入。抽真空，再將試樣注入。2.4 各類化合物的紅外特征光譜各類化合物的紅外特征光譜 通常把代表某種基團(tuán)的存在并且有較高通常把代表某種基團(tuán)的存在并且有較高強(qiáng)度或特定的峰的形狀的吸收峰稱為特征強(qiáng)度或特定的峰的形狀的吸收峰稱為特征吸收峰，峰所在的位置稱為特征頻率。吸收峰，峰所在的位置稱為特征頻率。一、一、 飽和烴飽和烴 飽和烴（鏈烴和環(huán)烴）的紅外吸收主要飽和烴（鏈烴和環(huán)烴）的紅外吸收主要是：是：C-H伸縮振動(dòng)、伸縮振動(dòng)、C-H彎曲振動(dòng)和彎曲振動(dòng)和C-C的的骨架振動(dòng)。骨架振動(dòng)。1、C-H伸縮振動(dòng)：對稱伸縮振動(dòng)（伸縮振動(dòng)：對稱伸縮振動(dòng)（s）和

38、反對稱）和反對稱伸縮振動(dòng)（伸縮振動(dòng)（as）在）在3000-2800cm-1之間，之間，as較較s在較高頻率。在較高頻率。2、C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) ：1475-700 cm-1 ，亞甲基的變，亞甲基的變形振動(dòng)和甲基的反對稱變形振動(dòng)均在形振動(dòng)和甲基的反對稱變形振動(dòng)均在1460 cm-1附近，此處只能看到一個(gè)峰。甲基的對稱變形附近，此處只能看到一個(gè)峰。甲基的對稱變形振動(dòng)出現(xiàn)在振動(dòng)出現(xiàn)在1375 cm-1處處 ，可作為甲基存在的，可作為甲基存在的依據(jù)，對于異丙基和叔丁基，吸收峰發(fā)生分裂依據(jù)，對于異丙基和叔丁基，吸收峰發(fā)生分裂。3、C-C平面搖擺：平面搖擺：780-720cm-1對判斷對判斷 -(CH

39、2)n-的的碳鏈長度有用，碳鏈長度有用， n4 ： 722cm-1, n=3 ： 729-726cm-1, n=2： 743-734cm-1, n=1 ： 785-770cm-14、C-C伸縮振動(dòng)：伸縮振動(dòng)：1253-800cm-1， 對結(jié)構(gòu)分析作對結(jié)構(gòu)分析作用不大。用不大。C-H伸縮振動(dòng)2900C-H剪式振動(dòng)1465C-H面外彎曲振動(dòng)1380C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)720正辛烷的紅外光譜正辛烷的紅外光譜 5、對于環(huán)烷烴，由于環(huán)的存在，應(yīng)有一個(gè)環(huán)的、對于環(huán)烷烴，由于環(huán)的存在，應(yīng)有一個(gè)環(huán)的變形振動(dòng)，在變形振動(dòng)，在1020-960 cm-1之間，環(huán)丙烷除外，之間，環(huán)丙烷除外，無此吸收。環(huán)烷還有亞甲基的伸

40、縮和變形振動(dòng)，無此吸收。環(huán)烷還有亞甲基的伸縮和變形振動(dòng)，亞甲基的伸縮振動(dòng)頻率玩玩大于直鏈烷烴，并亞甲基的伸縮振動(dòng)頻率玩玩大于直鏈烷烴，并裂分為兩個(gè)峰，該變形振動(dòng)在裂分為兩個(gè)峰，該變形振動(dòng)在1450-1440 cm-1。1455C-H剪式振動(dòng)波數(shù)小于開鏈烷烴C-H伸縮振動(dòng)波數(shù)大于開鏈烷烴并裂分為兩個(gè)峰環(huán)己烷的紅外光譜環(huán)己烷的紅外光譜注：S 、W 、M表示強(qiáng)、弱、中CH3CHCH2CHCH3CH3CH3的紅外光譜的紅外光譜二、二、 不飽和烴不飽和烴1、烯烴、烯烴 烯烴的特征吸收主要是：烯烴的特征吸收主要是：C=C伸縮振動(dòng)、伸縮振動(dòng)、C-H伸縮振動(dòng)和伸縮振動(dòng)和C-H彎曲振動(dòng)。彎曲振動(dòng)。 C-H伸縮振

41、動(dòng)吸收大于伸縮振動(dòng)吸收大于3000 cm-1 ，C=C鍵鍵的伸縮振動(dòng)在的伸縮振動(dòng)在1600-1680 cm-1 。對于乙烯端基。對于乙烯端基=CH2還存在還存在1400 cm-1處的剪式振動(dòng)和處的剪式振動(dòng)和1800 cm-1處的泛頻吸收。處的泛頻吸收。對稱性：對稱性越高，吸收強(qiáng)度越低。對稱性：對稱性越高，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：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，取代基的質(zhì)量效應(yīng)：雙鍵上的氫被氘取代后，波數(shù)下降波數(shù)下降10-20cm-1。共軛效應(yīng)：使波數(shù)下降約共軛效應(yīng)：使波數(shù)下降約30cm-1 。 影響雙鍵碳碳伸縮振動(dòng)吸

42、收的因素：影響雙鍵碳碳伸縮振動(dòng)吸收的因素：=C-H的面外彎曲振動(dòng)的面外彎曲振動(dòng) 烯烴類型烯烴類型 CH面外彎曲振動(dòng)吸收（面外彎曲振動(dòng)吸收（cm-1）R1CH=CH2 995-985，910-905R1R2C=CH2 895-885R1CH=CHR2(順順) 730-650R1CH=CHR2(反）反） 980-965R1R2C=CHR3 840-790與不飽和碳相連的氫C=C伸縮振動(dòng)端乙烯基的C-H彎曲振動(dòng)倍頻強(qiáng)，說明CH2多弱，說明CH3少C8H16 1-辛烯辛烯C=C伸縮振動(dòng)1670=C-H面外彎曲振動(dòng)900順式2,2,5,5-四甲基己烯紅外光譜完全對稱的反式化合物無C=C伸縮振動(dòng)反式2,2

43、,5,5-四甲基己烯紅外光譜1420末端烯基的剪式振動(dòng)=C-H伸縮振動(dòng)3040=C-H面外彎曲振動(dòng)3-甲基甲基-1-戊烯的紅外光譜戊烯的紅外光譜2、累積雙烯類、累積雙烯類 丙二烯基丙二烯基C=C=C的反對稱伸縮振動(dòng)根據(jù)取代的反對稱伸縮振動(dòng)根據(jù)取代基的不同在基的不同在2000-1900 cm-1區(qū)出現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)峰，區(qū)出現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)峰，此時(shí)丙二烯基位于端位的化合物在此時(shí)丙二烯基位于端位的化合物在850 cm-1處還處還有一個(gè)強(qiáng)的有一個(gè)強(qiáng)的CH2彎曲振動(dòng)吸收。彎曲振動(dòng)吸收。 異氰酸酯有一個(gè)非常強(qiáng)的吸收峰，就是異氰酸酯有一個(gè)非常強(qiáng)的吸收峰，就是-N=C=O基的反對稱伸縮振動(dòng)吸收位于基的反對稱伸縮振動(dòng)吸

44、收位于2275-2263 cm-1，共軛對這個(gè)峰的影響很小。，共軛對這個(gè)峰的影響很小。3、炔烴、炔烴 炔烴的特征吸收主要是炔烴的特征吸收主要是CC叁鍵的伸縮振動(dòng)叁鍵的伸縮振動(dòng)和端基炔的和端基炔的C-H伸縮振動(dòng)。伸縮振動(dòng)。 端基炔的端基炔的CC伸縮振動(dòng)一般在伸縮振動(dòng)一般在2140-2100 cm-1區(qū)，不對稱二取代乙炔則出現(xiàn)在區(qū)，不對稱二取代乙炔則出現(xiàn)在2260-2190 cm-1區(qū)。端基炔的區(qū)。端基炔的C-H伸縮振動(dòng)在伸縮振動(dòng)在3310-3200 cm-1處，處，峰形尖銳，吸收強(qiáng)度中等。峰形尖銳，吸收強(qiáng)度中等。端基炔的C-H伸縮振動(dòng)33802120CC伸伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)端基炔的C-H彎曲振動(dòng)63

45、84、芳香烴、芳香烴 芳香烴的特征吸收為：芳環(huán)芳香烴的特征吸收為：芳環(huán)C-H伸縮振動(dòng)，伸縮振動(dòng)，C-H彎曲振動(dòng)，彎曲振動(dòng)，C=C振動(dòng)類型振動(dòng)類型波數(shù)（波數(shù)（cm-1）說明說明芳環(huán)芳環(huán)C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)305050強(qiáng)度不定強(qiáng)度不定骨架振動(dòng)骨架振動(dòng)1600，1500，1580, 1450 （共（共軛）軛）1650-1450 cm-1峰形尖銳，峰形尖銳，通常為通常為4個(gè)峰，但不一定個(gè)峰，但不一定同時(shí)出現(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)C-H彎曲振動(dòng)（面外）彎曲振動(dòng)（面外）910650隨取代情況改變隨取代情況改變?nèi)〈降娜〈降腃-H面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置取代類型取代類型C-HC-H面外彎曲振動(dòng)吸收

46、峰位置（面外彎曲振動(dòng)吸收峰位置（cmcm-1-1）苯苯670670單取代單取代770-730770-730，710-690710-690二取代二取代1 1，2-2-770-735770-7351 1，3-3-810-750810-750，710-690710-6901 1，4-4-833-810833-810三取代三取代1 1，2 2，3-3-780-760780-760，745-705745-7051 1，2 2，4-4-885-870885-870，825-805825-8051 1，3 3，5-5-865-810865-810，730-675730-675四取代四取代1 1，2 2，3

47、3，4-4-810-800810-8001 1，2 2，3 3，5-5-850-840850-8401 1，2 2，4 4，5-5-870-855870-855五取代五取代870870 各類取代苯的倍頻吸收和面外彎曲振動(dòng)吸收（判斷取代類型）各類取代苯的倍頻吸收和面外彎曲振動(dòng)吸收（判斷取代類型）間二甲苯的紅外光譜間二甲苯的紅外光譜3026苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)C=C骨架伸經(jīng)縮振動(dòng)=C-H面外彎曲振動(dòng)鄰二甲苯的紅外光譜圖鄰二甲苯的紅外光譜圖=C-H面外彎曲振動(dòng)7423021C=C伸縮振動(dòng)苯環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)三、醇、酚和醚三、醇、酚和醚 醇和酚醇和酚存在三個(gè)特征吸收：羥基存在三個(gè)特征吸收：羥基O-H

48、伸縮振伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，動(dòng)和彎曲振動(dòng)，C-O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)基團(tuán)基團(tuán)吸收位置（吸收位置（cm-1）說明說明OH36503580（游離）（游離）35503450（二聚體）（二聚體）34003200（多聚體）（多聚體）3600-2500（分子內(nèi)締合（分子內(nèi)締合）尖尖中強(qiáng)，較尖中強(qiáng)，較尖強(qiáng)，寬強(qiáng)，寬寬，散寬，散CO1050（伯）（伯）1100（仲）（仲）1150（叔）（叔）1200（酚）（酚）強(qiáng)，酚的吸收峰發(fā)生強(qiáng)，酚的吸收峰發(fā)生裂分，峰形特別裂分，峰形特別H內(nèi)彎曲，強(qiáng)，寬面內(nèi)彎曲，強(qiáng)，寬面外彎曲，寬面外彎曲，寬 羥基的伸縮振動(dòng)羥基的伸縮振動(dòng) OH在在36503200cm-

49、1(S)。 游離的羥基游離的羥基 OH尖尖,且大于且大于3600cm-1，一般位于，一般位于36403610cm-1區(qū)。區(qū)。 羥基是強(qiáng)極性基團(tuán)，由于分子間形成氫鍵發(fā)生締合，羥基是強(qiáng)極性基團(tuán)，由于分子間形成氫鍵發(fā)生締合，當(dāng)樣品濃度增加時(shí)，羥基振動(dòng)吸收峰移向低波數(shù)，在當(dāng)樣品濃度增加時(shí)，羥基振動(dòng)吸收峰移向低波數(shù)，在3400-3200cm-1區(qū)出現(xiàn)一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰。區(qū)出現(xiàn)一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰。 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。醇和酚羥基的伸縮振動(dòng)頻率醇和酚羥基的伸縮振動(dòng)頻率乙醇在乙醇在CCl4中濃度變化對紅外吸收的影響中

50、濃度變化對紅外吸收的影響 濃度對羥基吸收峰的影響濃度對羥基吸收峰的影響締合O-H伸縮振動(dòng)3500-32001050C-O伸縮振動(dòng)己醇的紅外光譜己醇的紅外光譜3500-3200締合O-H伸縮振動(dòng)C-O伸縮振動(dòng)，由于 p-共軛鍵增強(qiáng)，吸收向高頻移動(dòng)1230四乙基酚的紅外光譜四乙基酚的紅外光譜醚醚 (-C-O-C-伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng))開鏈開鏈 1275-1060 cm-1脂肪醚脂肪醚 1150-1060 cm-1芳香醚芳香醚 1275-1010 cm-1烷基乙烯基烷基乙烯基 1225-1200 cm-1對稱醚對稱醚 無對稱伸縮振動(dòng)無對稱伸縮振動(dòng)縮醛酮縮醛酮 COCO C多醚結(jié)構(gòu)多醚結(jié)構(gòu) 振動(dòng)偶合振動(dòng)偶

51、合 ，吸收峰分裂為，吸收峰分裂為3峰：峰：1190-1160 cm-1 1143-1125 cm-1 1098-1063 cm-1 縮醛的光譜還存在一個(gè)位于縮醛的光譜還存在一個(gè)位于1116-1105 cm-1的特征吸的特征吸收，是和氧相連的收，是和氧相連的C-H的彎曲振動(dòng)吸收，是區(qū)分縮醛的彎曲振動(dòng)吸收，是區(qū)分縮醛和縮酮的主要依據(jù)。和縮酮的主要依據(jù)。苯乙醛苯乙醛1724cm-12826cm-1 2728cm-1C-H的伸縮振動(dòng)的伸縮振動(dòng)C=O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)費(fèi)米共振苯乙酮苯乙酮1686cm-1C=O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)苯甲醚的紅外光譜圖苯甲醚的紅外光譜圖四、含羰基化合物四、含羰基化合物 羰基的伸縮振

52、動(dòng)吸收出現(xiàn)在羰基的伸縮振動(dòng)吸收出現(xiàn)在1900-1600 cm-1區(qū)，是個(gè)強(qiáng)峰，特征明顯，在區(qū)，是個(gè)強(qiáng)峰，特征明顯，在多數(shù)情況下是第一吸收。多數(shù)情況下是第一吸收。羰基化合物的羰基化合物的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰位置伸縮振動(dòng)吸收峰位置 化合物類型化合物類型吸收峰位置（吸收峰位置（cm-1）醛醛1735-1715酮酮1720-1710酸酸1770-1750酯酯1745-1720酰胺酰胺1700-1680（酰胺（酰胺“I”峰）峰）酸酐酸酐1820和和17601、醛和酮、醛和酮醛和酮的醛和酮的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰位置差多伸縮振動(dòng)吸收峰位置差多,1700cm-1附近附近醛氫伸縮振動(dòng)：醛氫伸縮振動(dòng)：2820-2

53、720 cm-1有尖銳的小吸收峰有尖銳的小吸收峰出現(xiàn)，該峰往往分叉為雙峰，極易識別。根據(jù)出現(xiàn)，該峰往往分叉為雙峰，極易識別。根據(jù)C=O伸縮振動(dòng)和伸縮振動(dòng)和2720 cm-1峰就可判斷醛的存在峰就可判斷醛的存在。醛的羰基比酮高醛的羰基比酮高10-15 cm-1羰基與雙鍵共軛使羰基與雙鍵共軛使C=C吸收強(qiáng)度增加，吸收強(qiáng)度增加，C=O吸收吸收位置向位置向低頻率低頻率方向位移。方向位移。 苯甲醛的紅外光譜圖苯甲醛的紅外光譜圖醛基的醛基的C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)C=O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)2、羧酸和羧酸鹽、羧酸和羧酸鹽(RCOOH)（1） O-H , C=O , OH(面外）三個(gè)特征振動(dòng)面外）三個(gè)特征振動(dòng) （2

54、）由于氫鍵作用，羧酸通常是以）由于氫鍵作用，羧酸通常是以二分子締合二分子締合體體形式存在的，只有測定氣體樣品或非極性形式存在的，只有測定氣體樣品或非極性溶劑的稀溶液時(shí)，才可看到游離羧酸的特征溶劑的稀溶液時(shí)，才可看到游離羧酸的特征吸收。吸收。R-COHOOHOC-R （3）CH2的面外搖擺吸收：的面外搖擺吸收： 晶態(tài)的長鏈羧酸及其鹽在晶態(tài)的長鏈羧酸及其鹽在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)，

55、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)為為奇數(shù)，譜帶數(shù)為（n+1）/2個(gè)。個(gè)。（4）在）在955915cm-1有一特征性寬峰，是酸的二聚體中有一特征性寬峰，是酸的二聚體中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-無無 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)振動(dòng)偶合，在兩個(gè)地方兩個(gè)振動(dòng)偶合，在兩個(gè)地方出現(xiàn)其強(qiáng)吸收，反對稱伸縮振動(dòng)在出現(xiàn)其強(qiáng)吸收，反對稱伸縮振動(dòng)在16101560cm-1；對；對稱伸縮振動(dòng)在稱伸縮振動(dòng)在14401360cm-1，強(qiáng)度弱于反對稱伸縮振，強(qiáng)度弱于反對稱伸縮振動(dòng)吸收，并且常

56、是二個(gè)或三個(gè)較寬的峰。動(dòng)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O-H伸伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)C=O伸伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)C-O伸伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)OHO=的面的面外變形振動(dòng)外變形振動(dòng)3、酯、酯(RCOOR)（1）C=O伸縮振動(dòng)：伸縮振動(dòng)： 1740cm-1（2）-COC-伸縮振動(dòng)：伸縮振動(dòng)： 對稱伸縮振動(dòng)對稱伸縮振動(dòng) s ：1100cm-1 ，弱峰，弱峰 反對稱伸縮振動(dòng)反對稱伸縮振動(dòng) as ：12101160cm-1，第一吸收第一吸收 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 1230120

57、0 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 高級脂肪酸酯高級脂肪酸酯 12001180*液態(tài)或液態(tài)或CHCl3溶液中測定溶液中測定cocas酯的酯的 與其結(jié)構(gòu)關(guān)系與其結(jié)構(gòu)關(guān)系(3)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)。基團(tuán)的連接位置有關(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 C=Oc

58、ocasscoc4、醌類、醌類5、酰鹵、酰鹵(R-CO-X)（1）鹵素原子直接與羰基相連，強(qiáng)誘導(dǎo)效應(yīng)使羰）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?；炜s振動(dòng)大大升高。 脂肪族位于脂肪族位于1800 cm-1附近附近, 不飽和基團(tuán)與羰基共軛：不飽和基團(tuán)與羰基共軛： 1780-1750 cm-1。 芳香酰鹵此區(qū)雙峰：芳香酰鹵此區(qū)雙峰：1773 cm-1，1736 cm-1，由由C=O鍵的伸縮振動(dòng)和鍵的伸縮振動(dòng)和C-X的彎曲振動(dòng)產(chǎn)生的彎曲振動(dòng)產(chǎn)生feimi共振引起共振引起（2）C-X伸縮振動(dòng)：脂肪族伸縮振動(dòng)：脂肪族1000-910 cm-1，峰，峰形寬大，芳香族形寬大，芳香族125

59、0-1110 cm-1，通常分裂為，通常分裂為數(shù)個(gè)峰。數(shù)個(gè)峰。（3）C-X彎曲振動(dòng)：彎曲振動(dòng)：1310-1040 cm-16、酸酐、酸酐(R-CO-O-CO-R)（1）有兩個(gè)羰基伸縮振動(dòng)，相差）有兩個(gè)羰基伸縮振動(dòng)，相差50 cm-1，反對，反對稱伸縮位于高頻區(qū)（稱伸縮位于高頻區(qū)（1800 cm-1），對稱伸縮振），對稱伸縮振動(dòng)位于低頻區(qū)（動(dòng)位于低頻區(qū)（1750 cm-1 ）。）。（2）開鏈酸酐的高波數(shù)峰比低波數(shù)峰強(qiáng)。）開鏈酸酐的高波數(shù)峰比低波數(shù)峰強(qiáng)。（3）有張力的環(huán)狀酸酐兩峰的相對強(qiáng)度正好相）有張力的環(huán)狀酸酐兩峰的相對強(qiáng)度正好相反，強(qiáng)度差別比開鏈酸酐懸殊，且環(huán)越小，兩反，強(qiáng)度差別比開鏈酸酐懸殊

60、，且環(huán)越小，兩峰的強(qiáng)度差越大。峰的強(qiáng)度差越大。乙酸酐的紅外光譜圖乙酸酐的紅外光譜圖 C=OC-O伸伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)7、酰胺（、酰胺（R-CO-NR2） （1）伯酰胺）伯酰胺(RCONH2) (a)NH：NH2在在35403180cm-1有兩個(gè)尖的吸收帶。有兩個(gè)尖的吸收帶。 在稀的在稀的CHCl3溶液中測試時(shí)，在溶液中測試時(shí)，在34003390cm-1和和 35303520cm-1出現(xiàn)。出現(xiàn)。 (b) C=O：即酰胺：即酰胺I帶。出現(xiàn)在帶。出現(xiàn)在16901630cm-1。 (c)NH2面內(nèi)變形振動(dòng)：即酰胺面內(nèi)變形振動(dòng)：即酰胺帶。此吸收較弱，并靠帶。此吸收較弱，并靠 近近C=O。一般在。一般在165