波譜學紅外部分(本科學時)課件

1、 波 譜 解 析Spectral Analysis of Organic Compounds第1頁，共123頁。第三章 紅外光譜Infrared spectroscopy，IR第2頁，共123頁。3.1 引言50年代初期，商品紅外儀器問世，紅外光譜法得以開展，至今一直是測定有機化合物的重要物理方法之一。它可用于分子中所含官能團的鑒定，亦可進行組分純度分析及某些理論研究，還可與其它手段配合推斷未知物分子的結構。第3頁，共123頁。紅外光譜法優(yōu)點：任何氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)樣品均可進行紅外光譜測定（這是核磁、質譜、紫外等方法所不能及的）固態(tài)樣品可加溴化鉀晶體共同研碎壓片或加石蠟油調糊進行測定；對不透光樣

2、品可作反射光譜測定。液體樣品可直接在結晶鹽片上涂膜或用適當溶劑配制成溶液裝入液體池而測定。氣體或蒸汽則用氣體吸收池直接測定。每種化合物均有紅外吸收，由有機化合物的紅外光譜可得豐富信息。一般有機化合物的紅外光譜至少有十幾個吸收峰。官能團區(qū)的吸收顯示了化合物中存在的官能團，而指紋區(qū)的吸收則對化合物結構鑒定提供了可靠依據(jù)。第4頁，共123頁。常規(guī)紅外光譜儀價格低廉、易購樣品用量少，可到微克數(shù)量級針對特殊樣品的測試要求，發(fā)展了多種測量技術。如光聲光譜(PAS)，衰減全反射光譜(ATR)，漫反射，紅外顯微鏡等。第5頁，共123頁。紅外光譜（IR）用具有連續(xù)波長的紅外光照射物質，使物質吸收紅外線的能量，由

3、于物質分子的振動轉動能級躍遷所產(chǎn)生的光譜叫紅外光譜，又叫振轉光譜。有振動必有轉動，還可叫振動光譜。第6頁，共123頁。 橫坐標：波數(shù)（）4004000 cm-1；表示吸收峰的位置。 縱坐標：透過率（T %），表示吸收強度。T，表明吸收的越好，故曲線低谷表示是一個好的吸收帶。 I：表示透過光的強度； I0：表示入射光的強度。 第7頁，共123頁。第8頁，共123頁。紅外光在0.75500m 范圍近紅外區(qū)： =0.752.5 m中紅外區(qū)： =2.525m遠紅外區(qū)： 2 5m紅外光也是一種電磁波，按波長常分為三個區(qū)域。其中絕大多數(shù)的有機化合物和無機化合物的化學鍵的（基頻）吸收均出現(xiàn)在中紅外區(qū)域，所以

4、，中紅外區(qū)域是人們研究最多的區(qū)域，在結構與組成分析中最主要。換句話說，中紅外區(qū)就夠了。因為，它能使分子振動、轉動能級變化。即物質分子的振動轉動能級躍遷。第9頁，共123頁。3.2 紅外光譜基本原理 1. 分子的振動 分子中的原子是通過化學鍵連接起來，它們不是靜止的，而是在它的平衡位置周圍振動振動方式分兩大類伸縮振動()彎曲振動()第10頁，共123頁。 (1)伸縮振動： 第11頁，共123頁。 (2)彎曲振動： 值得注意的是：不是所有的振動都能引起紅外吸收，只有偶極矩()發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。 H2、O2、N2 電荷分布均勻，振動不能引起紅外吸收。 HCCH、RCCR，其CC（三鍵）振動

5、也不能引起紅外吸收。 第12頁，共123頁。第13頁，共123頁。紅外譜帶的強度由2個因素決定：(1) 振動中偶極矩變化的程度 瞬間偶極矩變化越大，吸收越強(2) 能級躍遷的概率 概率大-吸收強第14頁，共123頁。偶極矩變化大小影響因素第15頁，共123頁。第16頁，共123頁。第17頁，共123頁。 2.振動方程式（Hooke定律） 分子是由原子組成，原子與原子之間有電子云形成化學鍵。為了簡化討論，可把原子模擬為不同質量（m1、m2）的小球；把化學鍵模擬為不同強度、力常數(shù)為（K）的彈簧。K第18頁，共123頁。 式中：k 化學鍵的力常數(shù)，單位為N.cm-1 折合質量，單位為g1）力常數(shù)k：

6、與鍵長、鍵能有關：鍵能（大），鍵長(短)，k。 化學鍵鍵長（nm）鍵能（KJ mol-1） 力常數(shù) k（N.cm-1） 波數(shù)范圍 （cm-1）CC0.154347.34.57001200CC0.134610.99.616201680CC0.116836.815.621002600其中第19頁，共123頁。一些常見化學鍵的力常數(shù)如下表所示：第20頁，共123頁。 2）折合質量：兩振動原子只要有一個的質量，(v)，紅外吸收信號將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 第21頁，共123頁。 分子振動頻率習慣以 (波數(shù))表示： 由此可見： (v） k， (v)與成反比。 吸收峰的峰位：化學鍵的力常數(shù)k越大，原子的折合質量

7、越小，振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)(短波長區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)(高波長區(qū))第22頁，共123頁。第23頁，共123頁。第24頁，共123頁。 分子的振動是量子化的，其能級為： 式中：V 為振動量子數(shù)(0,1,2,); 振為化學鍵的振動頻率。 第25頁，共123頁。第26頁，共123頁。分子由基態(tài)v = 0 躍遷到激發(fā)態(tài)v = 1 時，吸收光的能量為： 第27頁，共123頁。 結論： 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是： 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動的頻率相當，才能滿足分子振動能級躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 2. 振動過程中必須是能引起分子偶極矩變化的分子才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。故，

8、偶極矩變化大則紅外吸收強度也大。所以分子中含雜原子時，其紅外吸收峰一般也較強。 第28頁，共123頁。3.3 紅外光譜儀第29頁，共123頁。儀器類型與結構 types and structure of instruments兩種類型：色散型 干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀）第30頁，共123頁。3.3.1 雙光束紅外光譜儀工作原理第31頁，共123頁。3.3.2 色散型紅外光譜儀主要部件(1) 光源 能斯特燈：氧化鋯、氧化釔和氧化釷燒結制成的中空或實心圓棒，直徑1-3 mm，長20-50mm； 室溫下，非導體，使用前預熱到800 C； 特點：發(fā)光強度大；壽命0.5-1年； 硅碳棒：兩端粗，中間

9、細；直徑5 mm，長20-50mm；不需預熱；兩端需用水冷卻；(2) 單色器 光柵；傅立葉變換紅外光譜儀不需要分光；第32頁，共123頁。(3) 檢測器 真空熱電偶；不同導體構成回路時的溫差電現(xiàn)象涂黑金箔接受紅外輻射； 傅立葉變換紅外光譜儀采用熱釋電(TGS)和碲鎘汞(MCT)檢測器； TGS：硫酸三苷肽單晶為熱檢測元件；極化效應與溫度有關，溫度高表面電荷減少(熱釋電)； 響應速度快；高速掃描；第33頁，共123頁。2. 傅里葉變換紅外光譜儀結構框圖干涉儀光源樣品室檢測器顯示器繪圖儀計算機干涉圖光譜圖FTS第34頁，共123頁。內部結構Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR第35

10、頁，共123頁。3. 傅立葉變換紅外光譜儀的原理與特點 光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉變?yōu)楦缮婀猓ㄟ^試樣后，包含的光信息需要經(jīng)過數(shù)學上的傅立葉變換解析成普通的譜圖。特點：(1) 掃描速度極快(1s)；適合儀器聯(lián)用； (2)不需要分光，信號強，靈敏度很高； (3)儀器小巧。第36頁，共123頁。傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖 第37頁，共123頁。邁克爾干涉儀工作原理圖 第38頁，共123頁。3.4 制樣方法 sampling methods1）氣體氣體池2）液體：液膜法難揮發(fā)液體（BP80C）溶液法液體池溶劑： CCl4 ，CS2常用。3) 固體:研糊法（液體石臘法）KBr壓片法薄膜法第39頁，共

11、123頁。聯(lián)用技術 hyphenated technologyGC/FTIR（氣相色譜紅外光譜聯(lián)用）LC/FTIR（液相色譜紅外光譜聯(lián)用）PAS/FTIR（光聲紅外光譜）MIC/FTIR（顯微紅外光譜）微量及微區(qū)分析第40頁，共123頁。四、 定量分析第41頁，共123頁。3.5 紅外光譜圖與有機分子結構 的關系1 基團頻率和IR光譜區(qū)域的關系 總結大量紅外光譜資料后，發(fā)現(xiàn)具有同一類型化學鍵或官能團的不同化合物，其紅外吸收頻率總是出現(xiàn)在一定的波數(shù)范圍內，我們把這種能代表某基團，并有較高強度的吸收峰，稱為該基團的特征吸收峰（又稱官能團吸收峰,出現(xiàn)在較高波數(shù)區(qū)）。第42頁，共123頁。 按照光譜與

12、分子結構的特征可將整個IR光譜大致分成以下兩個區(qū)域。A. 4000-1300cm-1區(qū)域 (官能團區(qū))B. 1300-400cm-1區(qū)域 (指紋區(qū))第43頁，共123頁。 官能團區(qū)40001300cm-1 (多為伸縮振動)高頻區(qū)40002000cm-1低頻區(qū)20001300cm-1 指紋區(qū): 1300400cm-1 （主要為化學鍵的彎曲振動）（指紋區(qū)）高 頻 區(qū)4000 3000 2000 1400 650 400 cm-120406080T%低 頻 區(qū) （官能團頻率區(qū)）第44頁，共123頁。A. 4000-1300cm-1區(qū)域 (官能團區(qū))該區(qū)是官能團特征吸收峰出現(xiàn)較多的部分，且該區(qū)的官能團

13、特征吸收頻率受分子中其它部分的影響較小，有比較穩(wěn)定的吸收頻率。第45頁，共123頁。紅外光譜的八個峰區(qū)低頻區(qū)高 頻 區(qū)指紋區(qū)第46頁，共123頁。這是因為該區(qū)域的吸收帶相對應的是含氫官能團或含雙鍵、三鍵的官能團。 含氫官能團由于其折合質量??；含雙鍵或三鍵的官能團因其鍵力常數(shù)大，所以它們的振動頻率較高。這些官能團的振動受其分子的其它部分影響小，也易與其分子中的其它振動相區(qū)別。故可根據(jù)這一區(qū)域吸收峰的情況，推測化合物中可能存在的官能團。為何各官能團有其穩(wěn)定的吸收頻率？第47頁，共123頁。A. 4000-1300cm-1區(qū)域 該區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰，較為稀疏，容易辨認. (1)YH 伸縮振動區(qū)： (2

14、)YZ 三鍵和累積雙鍵伸縮振動區(qū)： 21002400 cm-1，主要是：CC、CN 三鍵和 CCC、CNO 等累積雙鍵的伸縮振動吸收峰。 25003700 cm-1，Y = O、N、C。 (3)YZ雙鍵伸縮振動區(qū)：16001800 cm-1，主要是：CO、CN、CC等雙鍵。 第48頁，共123頁。B. 1300-400cm-1區(qū)域 (指紋區(qū))這部分的紅外光譜對于各個化合物來說特異性較強。其中各振動吸收峰受整個分子結構影響較大，只要分子結構發(fā)生微小變化就會引起吸收譜帶的不同，尤如人們各自有獨特的指紋一樣。結構不同的分子，在此區(qū)域各有不同的圖譜，所以此區(qū)稱為指紋區(qū)。第49頁，共123頁。Why各化

15、合物有各自指紋圖？這一區(qū)域的吸收帶所對應的是分子中不連氫原子的單鍵的伸縮振動(CC、CN、CO 等)及各種鍵的彎曲振動，其特點是譜帶密集、難以辨認。 由于折合質量大或鍵力常數(shù)小，這些振動頻率都比較低，而且頻率差別不大，比較密集。另外在該區(qū)內，各基團間的連接易產(chǎn)生各種振動間的較強偶合作用、化合物分子的骨架振動等。這些原因使得各化合物在指紋區(qū)內產(chǎn)生許多特異性的吸收峰。第50頁，共123頁。官能團區(qū)和指紋區(qū)的不同特點使IR譜圖很有用從官能團區(qū)可找出某化合物存在的官能團，指紋區(qū)的吸收帶宜于與已知物標準譜圖比較，得出未知物與已知物結構相同與否的結論。相同的化合物必有完全一樣的紅外吸收光譜，所以物質分子結

16、構或構型的微小差異都可通過IR光譜鑒別出來。（P51例）第51頁，共123頁。 C.倍頻區(qū)： 3700 cm-1的區(qū)域，出現(xiàn)的吸收峰不表示基團的基本 頻率，而是一些基團的倍頻率，其數(shù)值略低于基本頻率的倍數(shù)。 第52頁，共123頁。各主要有機化合物紅外光譜的 特征吸收峰頻率第53頁，共123頁?；衔镱愋玩I的類型特征頻率范圍（cm-1）強度烷 烴C-H伸縮C-H彎曲2850296013501470強中烯 烴（芳 烴）=C-H伸縮C=C伸縮3010310016201680（芳烴15001600）中可變炔 烴=C-H伸縮C=C伸縮330021002260強可變鹵代烴C-ClC-Br700750500

17、700中中醇 酚醇、酚、醚O-H伸縮O=H彎曲C-O伸縮稀溶液35903650氫 鍵 320035501260150010801300尖峰，強度可變寬峰，強強（氫鍵則寬）強醛、酮C=O伸縮O=C-H伸縮169017602720，2820強（常呈雙峰）羧酸及其衍生物-COOH2800320017001850寬，強強胺N-H伸縮N-H彎曲C-N伸縮330035001590165010301230強度可變，尖弱或中中第54頁，共123頁。 烷烴CH：29602850cm-1 24 峰 CH：14751380cm-1 多為雙峰另外：(CH2)n n4 725cm-1 雙峰13851380cm-1137

18、51365cm-113951385cm-1雙峰13751365cm-1強弱1 ：11 ：2-CH3 單峰 1380cm-1第55頁，共123頁。正辛烷2980295014701390720圖中：2980cm-1為CH3，CH2的不對稱伸縮振動2950cm-1為CH3，CH2的對稱伸縮振動1390cm-1為CH2的對稱彎曲振動1470cm-1為CH3不對稱彎曲振動及CH2剪式振動720cm-1為 -(CH2)n- ，n4面內搖擺振動第56頁，共123頁。13851380cm-1雙峰13751365cm-1 CH：第57頁，共123頁。雙峰13951385cm-113751365cm-1弱強1 ：

19、2 CH：第58頁，共123頁。CH：29602850cm-1 CH：14751380cm-1烷烴第59頁，共123頁。 烯烴 C=C ： 16801600cm-1 （課本P65）=C-H ： 980650cm-1 =C-H ：31003000cm-1 峰形尖銳 R2CCH2順反675730cm-1（s）9851000cm-1（m）905920cm-1（s）880900cm-1（s）960980cm-1（s）=C-H ： 980650cm-1（面外彎曲）第60頁，共123頁。第61頁，共123頁。3000295016001400965720700135014701680295030803000

20、cm-1為=C-H 伸縮振動1600cm-1為 C=C 伸縮振動965cm-1為反式烯烴彎曲振動2950 2890cm-1雙峰為 CH3，CH2伸縮振動720cm-1為-(CH2)n- n4 彎曲振動1400cm-1為C-H 彎曲振動700cm-1順式烯烴彎曲振動2980 2850cm-1為 CH3，CH2伸縮振動1350cm-11470cm-1為C-H 彎曲振動1680cm-1為C=C 伸縮振動3080cm-1為=C-H 伸縮振動第62頁，共123頁。第63頁，共123頁。 炔烴CC 22602100cm-1 C-H 700 600cm-1（峰強且寬）其中：22602190cm-121402

21、100cm-1 強度不很強，但易識別 強度為 0RR強度稍弱C-H 33203310cm-1（峰形尖銳）第64頁，共123頁。4學時完第65頁，共123頁。 芳烴1500 1450cm-11600 1585cm-1CCC-H3080 3030cm-1C-H900 650cm-1苯 ： 670cm-1二取代苯：鄰位： 770 735cm-1對位： 860 800cm-1間位：725 680cm-1810 750cm-1770 730cm-1一取代苯：710 690cm-1第66頁，共123頁。第67頁，共123頁。第68頁，共123頁。第69頁，共123頁。3300303021101600150

22、07707006503300cm-1為 伸縮振動2110cm-1為 伸縮振動650cm-1為 彎曲振動3030cm-1為 伸縮振動700cm-1770cm-1為 取代彎曲振動1500cm-11600cm-1為 伸縮振動第70頁，共123頁。 醇與酚第71頁，共123頁。 醚第72頁，共123頁。 羰基化合物第73頁，共123頁。第74頁，共123頁。第75頁，共123頁。第76頁，共123頁。第77頁，共123頁。第78頁，共123頁。第79頁，共123頁。第80頁，共123頁。第81頁，共123頁。第82頁，共123頁。第83頁，共123頁。第84頁，共123頁。第85頁，共123頁。第86

23、頁，共123頁。第87頁，共123頁。 胺第88頁，共123頁。第89頁，共123頁。第90頁，共123頁。第91頁，共123頁。 硝基化合物第92頁，共123頁。 含鹵素化合物第93頁，共123頁。紅外識譜歌 紅外可分遠中近，中紅特征指紋區(qū)，1300來分界，注意橫軸劃分異?？磮D要知紅外儀，弄清物態(tài)液固氣。樣品來源制樣法，物化性能多聯(lián)系。 識圖先學飽和烴，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亞甲峰。1470碳氫彎，1380甲基顯。二個甲基同一碳，1380分二半。面內搖擺720，長鏈亞甲亦可辨。烯氫伸展過三千，排除倍頻和鹵烷。末端烯烴此峰強，只有一氫不明顯。化合物，又鍵偏

24、，1650會出現(xiàn)。烯氫面外易變形，1000以下有強峰。910端基氫，再有一氫990。順式二氫690，反式移至970；單氫出峰820，干擾順式難確定。炔氫伸展三千三，峰強很大峰形尖。三鍵伸展二千二，炔氫搖擺六百八。芳烴呼吸很特征，16001430。16502000，取代方式區(qū)分明。900650，面外彎曲定芳氫。五氫吸收有兩峰，700和750；四氫只有750，二氫相鄰830；間二取代出三峰，700、780，880處孤立氫第94頁，共123頁。醇酚羥基易締合，三千三處有強峰。CO伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇顯，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚鏈伸，注意排除酯酸醇

25、。若與鍵緊相連，二個吸收要看準，1050對稱峰，1250反對稱。苯環(huán)若有甲氧基，碳氫伸展2820。次甲基二氧連苯環(huán)，930處有強峰，環(huán)氧乙烷有三峰，1260環(huán)振動，九百上下反對稱，八百左右最特征?？s醛酮，特殊醚，1110非縮酮。酸酐也有CO鍵，開鏈環(huán)酐有區(qū)別，開鏈強寬一千一，環(huán)酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。吸電效應波數(shù)高，共軛則向低頻移。張力促使振動快，環(huán)外雙鍵可類比。二千五到三千三，羧酸氫鍵峰形寬，920，鈍峰顯，羧基可定二聚酸、酸酐千八來偶合，雙峰60嚴相隔，鏈狀酸酐高頻強，環(huán)狀酸酐高頻弱。羧酸鹽，偶合生，羰基伸縮出雙峰，1600反對稱，1400對稱峰。第95頁，共123

26、頁。1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸，1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常為鄰苯二甲酸。氮氫伸展三千四，每氫一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有強峰；NH變形酰胺II，1600分伯仲。伯胺頻高易重疊，仲酰固態(tài)1550；碳氮伸展酰胺III，1400強峰顯。胺尖常有干擾見，NH伸展三千三，叔胺無峰仲胺單，伯胺雙峰小而尖。1600碳氫彎，芳香仲胺千五偏。八百左右面內搖，確定最好變成鹽。伸展彎曲互靠近，伯胺鹽三千強峰寬，仲胺鹽、叔胺鹽，2700上下可分辨，亞胺鹽，更可憐，2000左右才可見。硝基伸縮吸收大，相連基團可弄清。1350、1500，分為對稱反對稱

27、。氨基酸，成內鹽，31002100峰形寬。1600、1400酸根展，1630、1510碳氫彎。鹽酸鹽，羧基顯，鈉鹽蛋白三千三。礦物組成雜而亂，振動光譜遠紅端。鈍鹽類，較簡單，吸收峰，少而寬。注意羥基水和銨，先記幾種普通鹽。1100是硫酸根，1380硝酸鹽，1450碳酸根，一千左右看磷酸。硅酸鹽，一峰寬，1000真壯觀。勤學苦練多實踐，紅外識譜不算難。第96頁，共123頁。3.影響基團頻率的因素 化學鍵的振動頻率不僅與其性質有關，還受分子的內部結構和外部因素影響，也會因測定條件及樣品的物理狀態(tài)而改變。所以同一基團的特征吸收會在一定范圍內波動。A內部因素 （1）電子效應a誘導效應：吸電子基團使雙鍵

28、性吸收峰向高頻方向移動（蘭移）R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ;第97頁，共123頁。共軛效應cm -1cm -1cm -1cm -1c共振效應 羰基與別的雙鍵共軛，其電子離域性增大，從而減小了雙鍵的鍵級，使其雙鍵性降低，即振動頻率降低。典型的例子就是酰胺的羰基吸收降低了羰基的雙鍵性，故吸收頻率移向低波數(shù)。 R-CONH2 C=0 1690cm-1 第98頁，共123頁。（2）氫鍵效應氫鍵的形成使電子云密度平均化，從而使

29、伸縮振動頻率降低。游離羧酸的C=O鍵頻率出現(xiàn)在1760 cm-1 左右，在固體或液體中，由于羧酸形成二聚體， C=O鍵頻率出現(xiàn)在1700 cm-1 。又例：乙醇的自由羥基的伸縮振動頻率是3640 cm-1，而其締合物的振動頻率是3350 cm-1。形成氫鍵還使伸縮振動譜帶變寬。第99頁，共123頁。（3） 振動的耦合 若分子內的兩個基團位置很近，振動頻率也相近，就可能發(fā)生振動耦合，使譜帶分成兩個，在原譜帶高頻和低頻一側各出現(xiàn)一個譜帶（相鄰一公共原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使另一個鍵的長度發(fā)生改變，產(chǎn)生一個“微擾”，從而形成了強烈的振動相互作用）。 常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中，例如：乙酸

30、酐的兩個羰基間隔一個氧原子，它們發(fā)生耦合。羰基的頻率分裂為1818和1750 cm-1。(預期如果沒有耦合其羰基振動將出現(xiàn)在約1760 cm-1)。 彎曲振動也能發(fā)生耦合。第100頁，共123頁。 當一振動的倍頻與另一振動的基頻接近時，由于發(fā)生相互作用而產(chǎn)生很強的吸收峰或發(fā)生裂分，這種現(xiàn)象稱為Fermi共振。（4） Fermi共振a.空間位阻: 共軛體系具有共平面性質，當其共平面性被破壞時，共軛體系亦受到破壞，吸收頻率將移向高波數(shù)。b.環(huán)張力: 環(huán)張力加大，環(huán)上官能團的吸收頻率也上升（以脂環(huán)酮羰基為例：六元環(huán)五元環(huán)四元環(huán)50%弱吸收T%50%強吸收T%=50%中等強度吸收1750 1650cm

31、-11680 1600cm-1強 度： 強吸收 中等強度吸收頻率范圍： 峰的形狀寬峰締合峰雙峰一般為對稱結構(分裂峰)肩峰可能有二種峰如： =C-H 和-C-H =C-H 和 C-H如： 和 -O-H-O-H如：氫鍵第105頁，共123頁。紅外光譜吸收峰形狀第106頁，共123頁。紅外譜圖解析的基本步驟： 鑒定已知化合物： 1.觀察特征頻率區(qū)：判斷官能團，以確定所屬 化合物的類型。 2.觀察指紋區(qū)：進一步確定基團的結合方式。 3.對照標準譜圖:驗證(Sadtler紅外譜圖集）。 收錄7萬多張紅外譜，備有多種方式索引 (P83)第107頁，共123頁。測定未知化合物：1.準備性工作：了解試樣的來

32、源、純度、熔點、沸點等； 經(jīng)元素分析確定實驗式； 有條件時可有MS譜測定相對分子量，確定分子式； 根據(jù)分子式計算不飽和度，其經(jīng)驗公式為： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：代表不飽和度；n1、n3、n4分別代表分 子中一價、三價和四價原子的數(shù)目。 雙鍵和飽和環(huán)狀結構的為1、三鍵為2、苯環(huán)為4。 譜圖解析示例： 第108頁，共123頁。舉個例子：比如苯：C6H6不飽和度U 1+6+（0-6）/24，3個雙鍵加一個環(huán)，正好為4個不飽和度； U = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1）第109頁，共123頁。 2.按鑒定已知化合物的程序 解析譜圖 第110頁，共123頁。（

33、1）解譜注意紅外吸收譜的三要素 位置、強度、峰形解譜注意事項：第111頁，共123頁。解析紅外譜時要同時注意紅外吸收峰的位置、強度和峰形。只有當吸收峰位置和強度都處于一定范圍時，才能準確推斷某官能團存在。 例：羰基的吸收是較強的。若在1680-1780cm-1有吸收峰，但強度低，則不表明試樣中存在羰基，而說明該化合物中存在羰基化合物的雜質。 吸收峰的形狀也決定官能團的種類，從峰形可輔助判斷官能團。例：締合羥基，締合伯胺基和炔氫，它們的吸收峰位置只是略有差別，但主要差別在于吸收峰形不一樣：締合羥基圓滑而鈍；締合伯胺基只有一個小或大的分叉，炔氫則顯示尖銳的峰形?？傊?，只有同時注意吸收峰的位置、強度

34、和峰形，綜合地與已知譜圖進行比較，才能得出較為可靠的結論。第112頁，共123頁。（2）解譜順序由高到低：一般先看官能團區(qū)，找出該化合物存在的官能團。再查看指紋區(qū)。若為芳香族化合物，應找出苯環(huán)取代位置。第113頁，共123頁。1）分析33002800cm-1區(qū)域C-H伸縮振動吸收；以3000 cm-1為界:高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收，有可能為烯, 炔, 芳香化合物,而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收；第114頁，共123頁。2）若在稍高于3000cm-1有吸收,則應在 22501450cm-1 頻區(qū)，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰，其中： 炔 220

35、02100 cm-1 烯 16801640 cm-1 芳環(huán) 1600,1580,1500,1450 cm-1若已確定為烯或芳香化合物，則應進一步解析指紋區(qū)，即1000650cm-1的頻區(qū) ,以確定取代基個數(shù)和位置（順反，鄰、間、對）；第115頁，共123頁。（3）碳骨架類型確定后,再依據(jù)其他官能團,如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收來判定化合物的官能團；（4）解析時應注意把描述各官能團的相關峰同時聯(lián)系起來，以準確判定官能團的存在。如2820，2720和17501700cm-1的三個峰同時存在，才說明醛基的存在。第116頁，共123頁。 1，2，3四、紅外光譜的應用第117頁，共123頁。1. 確證兩種化合物是否同一物同一物兩 者 相 同兩者相差?。赡芎s質）兩者相差大不同物2. 鑒別未知