第二章紅外光譜甲基的振動形式伸縮振動甲基：變形振動甲基對稱δs(CH3)1380㎝-1

不對稱δas(CH3)1460㎝-1對稱不對稱υs(CH3)υas(CH3)2870㎝-12960㎝-12.2紅外光譜的吸收強(qiáng)度及其影響因素摩爾吸光系數(shù)強(qiáng)度符號>200很強(qiáng)vs75~200強(qiáng)s25~75中等m5~25弱w0~5很弱vw2.3.紅外光譜的吸收頻率及其影響因素

化學(xué)鍵的振動頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)如成鍵原子的雜化方式，質(zhì)量效應(yīng)等，還受很多外部因素的影響。相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個固定頻率上。影響因素有關(guān)：1.質(zhì)量效應(yīng)2.電子效應(yīng)內(nèi)在因素3.空間效應(yīng)4.氫鍵5.振動的偶合外在因素（1）質(zhì)量效應(yīng)分子中鍵的振動頻率與化學(xué)鍵力常數(shù)成正比，與折合質(zhì)量成反比。同一周期，從左到右X基的電負(fù)性增大，X-H鍵力常數(shù)增大，振動波數(shù)增高。同一主族，至上而下，X-H鍵力常數(shù)依次下降，折合質(zhì)量增加明顯，振動波數(shù)減小。HF，HCl，HBr，HIH-O，H-F，H-N，H-CX-H鍵伸縮振動頻率鍵型波數(shù)鍵型頻率B-H2400Al-H1750C-H2900Si-H2150N-H3400P-H2350O-H3600S-H2570F-H4000Cl-H2890鍵型波數(shù)鍵型波數(shù)C≡N2260~2220C-O1300~1050C≡C2220~2060C-N1400~1020C=O1850~1650C-F1400~1000C=C1680~1600C-Cl800~600C-C1250-1150C-Br600~500化學(xué)鍵的伸縮振動頻率范圍b共軛效應(yīng)共軛效應(yīng):共軛引起C=O雙鍵極性增強(qiáng)，雙鍵性降低，吸收頻率降低，強(qiáng)度提高，共軛體系中的苯環(huán)或雙鍵的吸收頻率也向低波數(shù)移動。CH3C≡N，（CH3）2C=CH-C≡N22551637，2221

b.環(huán)張力:

環(huán)的減小導(dǎo)致張力變大，環(huán)內(nèi)鍵變?nèi)酰l率降低，環(huán)外的振動頻率升高

C

HCHCHCH1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-12222(a)1.4%(b)3.4%(c)7.1%(d)14.3%正丁醇羥基的伸縮振動吸收位置（氯苯中）（5）振動的偶合

分子內(nèi)兩基團(tuán)位置很近并且振動頻率相同或相近時,它們之間發(fā)生強(qiáng)相互作用,結(jié)果產(chǎn)生兩個吸收峰,一個向高頻移動,一個向低頻移動。常見的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的范圍：40001300（官能團(tuán)區(qū)）

1300~650cm-1（指紋區(qū)）依據(jù)基團(tuán)的振動形式，分為四個區(qū)：(1)40002500cm-1X—H伸縮振動區(qū)（X=O，N，C，S）(2)25002000cm-1三鍵，累積雙鍵伸縮振動區(qū)(3)20001500cm-1雙鍵伸縮振動區(qū)(4)1500600cm-1X—Y伸縮，

X—H變形振動區(qū)2.4.紅外光譜的分區(qū)

2.4.1.第一峰區(qū)（4000－2500cm-1）

X－H伸縮振動吸收范圍。X代表O、N、C、S，對應(yīng)醇、酚、羧酸、胺、亞胺、炔烴、烯烴、芳烴及飽和烴類的O－H、N－H、C－H伸縮振動。

(1).O－H

醇與酚：游離態(tài)－－3640～3610cm-1，峰形尖銳中等強(qiáng)度締合－－3300cm-1附近，峰形寬而鈍

羧酸：3300～2500cm-1，中心約3000cm-1,譜帶寬(2).N－H胺類：游離：3500～3300cm-1,締合—吸收位置降低約100cm-1

伯胺：~3500，3400cm-1，（吸收強(qiáng)度比羥基弱）仲胺：~3400cm-1（吸收峰比羥基要尖銳）叔胺：無吸收酰胺：伯酰胺：3350，3150cm-1附近出現(xiàn)雙峰仲酰胺：3200cm-1附近出現(xiàn)一條譜帶叔酰胺：無吸收中等強(qiáng)度吸收中等強(qiáng)度吸收

(3).C－H

烴類：3300～2700cm-1范圍，3000cm-1是分界線。不飽和碳（三鍵、雙鍵及苯環(huán)）＞3000cm-1,飽和碳（除三元環(huán)）＜3000炔烴：～3300cm-1，峰很尖銳,烯烴、芳烴：3100～3000cm-1

飽和烴基：3000～2700cm-1，四個峰

－CH3：～2960（s）、～2870cm-1（m）－CH2－：～2925（s）、～2850cm-1（s）＞CH－：～2890cm-1醛基：2850～2720cm-1，兩個吸收峰巰基：2600～2500cm-1，譜帶尖銳，容易識別

2.4.2.第二峰區(qū)（2500－2000cm-1）

叁鍵、累積雙鍵（－C≡C－、－C≡N、＞C＝C＝C＜、－N＝C＝O、－N＝C＝S）譜帶為中等強(qiáng)度吸收或弱吸收。C≡C:2280～2100cm-1,乙炔及全對稱雙取代炔在紅外光譜中觀測不到。

C≡N:2250～2240cm-1，譜帶較C≡C強(qiáng)。C≡N與苯環(huán)或雙鍵共軛，譜帶向低波數(shù)位移20～30cm-1。此外，X—H（X=B，P，Se，Si）鍵的伸縮振動也出現(xiàn)在此區(qū)域。酰鹵：吸收位于最高波數(shù)端，特征，無干擾。酸酐：兩個羰基振動偶合產(chǎn)生雙峰，波長位移60～80cm-1。酯：脂肪酸酯～1735cm-1，不飽和酸酯或苯甲酸酯低波數(shù)位移約20cm-1

羧酸：～1720cm-1，若在第一區(qū)約3000cm-1出現(xiàn)強(qiáng)、寬吸收。

醛：在2850～2720cm-1

范圍有m或w吸收，出現(xiàn)1～2條譜帶，結(jié)合此峰，可判斷醛基存在。酮：唯一的特征吸收帶酰胺：1690～1630cm-1

，締合態(tài)約1650cm-1

伯酰胺：～1690cm-1（Ⅰ）,1640cm-1（Ⅱ）仲酰胺：～1680cm-1（Ⅰ），1530cm-1（Ⅱ），1260cm-1

（Ⅲ）叔酰胺：～1650cm-1

2).

C＝C伸縮振動

1670~1600cm-1

，強(qiáng)度中等或較低。

烯烴：1680～1600cm-1

芳環(huán)骨架振動：﹝苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它芳環(huán)﹞1650~1450cm-1

范圍

苯：～1600，1580，1500，1450cm-1

吡啶：～1600，1570，1500，1435cm-1

呋喃：～1600，1500，1400cm-1

喹啉：～1620，1596，1571，1470cm-1

2.4.4.第四峰區(qū)（1500～600cm-1）

指紋區(qū)

X－C（X≠H）鍵的伸縮振動及各類彎曲振動

1）.C－H彎曲振動

烷烴：－CH3

約1450cm-1、1380cm-1

－CH(CH3)21380cm-1、1370cm-1

－C(CH3)31390cm-1、1370cm-1

＞CH－1340cm-1（不特征）

烯烴：面內(nèi)：1420～1300cm-1，不特征面外：1000～670cm-1，容易識別，可用于判斷取代情況。

芳環(huán)：面內(nèi)：1250～950cm-1范圍，應(yīng)用價值小面外：910～650cm-1，可判斷取代基的相對位置

一取代——770～730cm-1，710～690cm-1

二取代——鄰：770～735cm-1

對：860～800cm-1

間：900～800cm-1，810～750cm-1，

725～680cm-12）.C－O伸縮振動：

1300～1000cm-1

醇、酚：

1250～1000cm-1，強(qiáng)吸收帶。

醇：～1200cm-1，伯醇：1050cm-1，仲醇：1100cm-1

叔醇：1150cm-1

醚：C－O－C伸縮振動位于1250～1050cm-1，確定醚類存在的唯一譜帶

酯：C－O－C伸縮振動位于1300～1050cm-1，

2-3條譜帶，強(qiáng)吸收

酸酐：C－O－C伸縮振動吸收帶位于1300～1050cm-1，強(qiáng)而寬基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)常見基團(tuán)的紅外吸收帶特征區(qū)指紋區(qū)500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氫鍵）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C紅外光譜的八個峰區(qū)2.5各類化合物的紅外特征吸收飽和烴不飽和烴醇酚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機(jī)化合物2.5.1.飽和烴振動類型：（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H)，C-H伸縮、彎曲振動，C-C伸縮振動C-H伸縮振動：3000~2800，反對稱頻率大于對稱。C-H彎曲振動：1475~700，1375，1450兩峰可作為CH3存在的依據(jù)，CH2的剪式振動峰為1450，CH2的面外振動吸收出現(xiàn)在780-720，當(dāng)4個以上的亞甲基直線相連時，吸收在722，隨著數(shù)目的增多向高頻移動,可通過此峰判斷亞甲基的數(shù)量，環(huán)烷烴變形振動：1020~960之間，亞甲基的伸縮振動頻率大于直鏈烷烴，并裂分為兩個峰。1450~1440。HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3δs

C—C骨架振動

1:11155cm-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:51195cm-1

CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21250cm-1a)由于支鏈的引入，使CH3的對稱變形振動發(fā)生變化。b)C—C骨架振動明顯c)

CH2面外變形振動—(CH2)n—，證明長碳鏈的存在。n=1770~785cm-1（中）

n=2740~750cm-1（中）

n=3730~740cm-1（中）

n≥722cm-1

（中強(qiáng)）

d)

CH2和CH3的相對含量也可以由1460cm-1和1380cm-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正庚烷伸縮振動變形振動a)C-H伸縮振動(>3000cm-1)

3080cm-13030cm-1

3080cm-1

3030cm-1

3300cm-1

υ（C-H）3080-3030cm-1

2900-2800cm-13000cm-12.5.2.不飽和烴：烯烴、炔烴b)C=C伸縮振動(1680-1630cm-1)1660cm-1

υ（C=C）分界線反式烯三取代烯四取代烯1680-1665cm-1

弱，尖順式烯乙烯基烯亞乙烯基烯1660-1630cm-1

中強(qiáng)，尖ⅰ分界線1660cm-1ⅱ順強(qiáng)，反弱ⅲ四取代（不與O，N等相連）無υ（C=C）峰ⅳ端烯的強(qiáng)度強(qiáng)，雙鍵越向中心移動吸收強(qiáng)度越低，完全對稱的反式化合物無雙鍵的伸縮振動吸收ⅴ共軛使υ（C=C）下降20-30cm-1

2140-2100cm-1（中強(qiáng)）

2260-2190cm-1（弱）c)C-H變形振動(1000-700cm-1)面內(nèi)變形（=C-H）1400-1420cm-1

（弱）面外變形（=C-H）

1000-700cm-1

（有價值）（=C-H）970cm-1（強(qiáng)）

790-840cm-1

（820cm-1）

610-700cm-1（強(qiáng)）（=C-H）800-650cm-1（690cm-1）990cm-1910cm-1（強(qiáng)）890cm-1（強(qiáng)）2.5.3芳烴苯環(huán)骨架（C=C）振動，C-H伸縮、彎曲振動C-H伸縮振動：3050~3010C=C伸縮振動:1600~1450cm-1，于1600，1580，1500，

1450附近出現(xiàn)3~4條譜帶。C-H面內(nèi)彎曲:1250-950cm-1，在此范圍干擾大，價值小。C-H面外彎曲：900-650cm-1

，出現(xiàn)1-2條強(qiáng)吸收譜帶，泛頻出現(xiàn)在2000~1660。芳烴上基團(tuán)的頻率隨取代基的不同而不同。判斷苯環(huán)的存在首先看3100~3000及1650~1450兩個區(qū)域的吸收峰是否同時存在，再觀察900~650區(qū)域，以推測取代形式2.5.4.醇（—OH）

a)-OH伸縮振動(強(qiáng)吸收>3600cm-1)b)C-O伸縮振動(最強(qiáng)吸收1200~1100cm-1)C）OH彎曲振動（面內(nèi)：1500~1250cm-1），650cm-1（面外）β游離醇，酚伯-OH3640cm-1仲-OH3630cm-1叔-OH3620cm-1酚-OH3610cm-1υ（—OH）

υ（C-O）

1050cm-11100cm-11150cm-11230cm-1OH基特性雙分子締合（二聚體）3550-3450cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200cm-1分子內(nèi)氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）3600-3500cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200cm-1分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵隨濃度變化小。水（溶液）3710cm-1水（固體）3300cm-1結(jié)晶水3600-3450cm-12.5.5.醚（C—O—C）υas1275-1010cm-1（1250cm-1

）脂肪族環(huán)的C-O-Cυas1250-1060cm-1

兩條譜帶s芳族和乙烯基的=C-O-Cυs1075-1020cm-1甲氧基：脂族R-OCH3υs(CH3)2830-2815cm-1芳族Ar-OCH3υs(CH3)~2850cm-1C-O-C伸縮振動：1275~1060cm-1，強(qiáng)峰2.5.6酚類化合物的紅外光譜C-O伸縮振動，OH伸縮振動，苯環(huán)骨架振動苯酚2.5.7.含羰基化合物

VC=O

1720cm-1

，不飽和酮VC=O~1675cm-1

VC=O~1725cm-1VC-H2850-2720cm-11~2條譜帶（鑒別-CHO）1)醛

2）酮C=O伸縮振動吸收出現(xiàn)在：1900~1600

VC=O~1740cm-1VC-O-C1300~1150（鑒定酯）

VC=O1770~1750cm-1（單體）

，1710cm-1（二聚體）VO-H3000~2500（二聚體）3）酯4）羧酸~920附近一寬峰是兩分子締合體O-H非平面搖擺振動吸收羧酸鹽：~1400，1610-1500兩個峰，對稱、不對稱峰VC=O1860~1800cm-1

，1800~1750cm-1兩個偶合峰（特征）

VC-O-C1170~1050(開鏈酸酐),1310~1210cm-1(環(huán)狀酸酐)脂肪族酰鹵：VC=O1800cm-1

芳香族酰鹵：VC=O1785~1765cm-1

5）酸酐

6）酰鹵7)酰胺8）胺（銨）類N-H伸縮、彎曲振動，C-N伸縮振動特征吸收化合物吸收峰位置吸收峰特征N-H伸縮振動伯胺類3500-33002個峰，m仲胺類3500-33001個峰，m亞胺類3400-33001個峰，mN-H彎曲振動伯胺類1650-1590mors仲胺類1650-1550vwC-N伸縮振動伯芳香胺1340-1250s仲芳香胺1350-1280s叔芳香胺1360-1310s脂肪胺1220-1020，1410m,ww硝基化合物的紅外光譜圖υAS（N=O）=1565-1545cm-1υS（N=O）=1385-1350cm-1脂肪族芳香族υS（N=O）=1365-1290cm-1υAS（N=O）=1550-1500cm-1其它化合物的紅外吸收1）含雜原子有機(jī)化合物2）金屬有機(jī)化合物3）高分子化合物4）無機(jī)化合物3.3.2重要官能團(tuán)的紅外特征吸收振動吸收峰化合物C-H拉伸（或伸縮）C-H彎曲烷烴2960-2850cm-1-CH2-,1460cm-1

-CH3,1380cm-1異丙基，兩個等強(qiáng)度的峰三級丁基，兩個不等強(qiáng)度的峰振動吸收峰化合物C-H拉伸（或伸縮）C=C，CC，C=C-C=C苯環(huán)(拉伸或伸縮)C-H彎曲烯烴1680-16201000-800

RCH=CH21645（中）