第3章 紅外4-儀分教程

第3章紅外光譜法3.3.1有機(jī)化合物的紅外光譜

3.3.2無機(jī)化合物的紅外光譜3.3化合物的紅外光譜

2023/2/3

3.3化合物的紅外光譜

化合物的紅外光譜中的吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀包含了該化合物的結(jié)構(gòu)信息。譜圖解析就是要確定這些特征峰和相關(guān)峰是由什么基團(tuán)或化學(xué)鍵產(chǎn)生的，各種基團(tuán)和化學(xué)鍵的關(guān)系如何。2023/2/3

3.3.1有機(jī)化合物的紅外光譜有機(jī)化合物中的特定的基團(tuán)具有類似的吸收帶，這種吸收（帶）稱為特征吸收，其振動(dòng)頻率稱為特征頻率或基團(tuán)頻率（groupfrequency）。

同一類型的基團(tuán)在不同物質(zhì)中所處的化學(xué)環(huán)境各不相同，因此其基團(tuán)頻率會(huì)有一定的差別。這種差別常常能反映出結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。

本書將中紅外區(qū)分為七個(gè)區(qū)段。2023/2/3

一、紅外光譜的七個(gè)重要區(qū)段

1.O-H、N-H伸縮振動(dòng)區(qū)

2.Y-H伸縮振動(dòng)區(qū)（Y=C、S、B、P等）

3.三鍵及累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)

4.C=O伸縮振動(dòng)區(qū)

5.C=C伸縮振動(dòng)區(qū)

6.C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)、C-O及C-N伸縮振動(dòng)區(qū)

7.C-H面外彎曲振動(dòng)區(qū)2023/2/3

1.O-H、N-H伸縮振動(dòng)區(qū)（3700～3200cm－1）（1）vO-H（醇、酚）游離3700～3500cm－1

s（尖）

締合3450～3200cm－1vs（較寬）（2）vO-H（羧酸）

游離～3520cm－1

vs（尖）

締合3300～2500cm－1vs

（寬）（3）vN-H（胺）

游離3700～3500cm－1m（尖）

締合3450～3200cm－1m（略尖）伯胺雙峰，仲胺單峰，叔胺無峰。（4）vN-H（酰胺）伯酰胺3450～3225cm－1

s（略寬），雙峰仲酰胺～3330cm－1s（略寬）單峰，

δN－H

倍頻峰

3070cm－1（w）伯酰胺雙峰，仲酰胺單峰，叔酰胺無峰。2023/2/3—OH基團(tuán)特性

雙分子締合（二聚體）3550-3450

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1分子內(nèi)氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）

3600-3500

cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1

分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內(nèi)氫鍵不隨濃度而變。水（溶液）3600～3000cm-1水（固體）～3300cm-1結(jié)晶水3660～2800cm-12023/2/3

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2.Y-H伸縮振動(dòng)區(qū)（3300～2400cm－1）

（Y＝C、S、B、P）2023/2/3

C-H伸縮振動(dòng)的特點(diǎn)：（1）不飽和C-H伸縮振動(dòng)頻率通常>3000cm－1：

v

=C-H3300cm－1，

v=C-H3100cm－1,

vAr-H3050cm－1

。（2）環(huán)丙烷的vC-H在3060cm－1附近，隨著環(huán)的增大，頻率下降至3000cm－1以下。2023/2/3

C-H伸縮振動(dòng)的特點(diǎn)：（3）飽和C-H伸縮振動(dòng)頻率通常在3000cm－1以下：

vCH3

2960、2870cm－1，

vCH22930、2850cm－1

vCH2890cm－1。（4）醛氫的vC-H與δCH

的倍頻產(chǎn)生費(fèi)米共振，出現(xiàn)雙峰：

2840、2720cm－1。2023/2/3

烴類化合物中，vC-H頻率與C原子雜化狀態(tài)有關(guān)，雜化C原子的s成分比例越高，其電負(fù)性越大，則相應(yīng)C-H鍵長(zhǎng)越短，力常數(shù)越大，vC-H頻率越高。

烷烴烯烴炔烴

C雜化態(tài)sp3sp2sp

C-H鍵長(zhǎng)0.1095nm0.1071nm0.1058nm

K/N.cm－1

4.75.15.9

波數(shù)/cm－1

2960～28503100～3000～33002023/2/3

2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/31730272028402023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

3.三鍵及累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（2400～1950cm－1）2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

4.羰基伸縮振動(dòng)區(qū)（1900～1500cm－1）2023/2/3

vC=O1900~1500cm－1，吸收強(qiáng)烈且受其他吸收帶干擾的可能性較小。

酮1725~1705cm－1,vs，特征。醛1740~1720，s。不飽和醛，紅移。酯1750~1725，s。特征。當(dāng)C=O與不飽和鍵共軛時(shí)，紅移。

羧酸1760~1700，s，（二聚體1725~1700，單體~1760cm-1）

酸酐1810，1760cm-1，雙峰，系兩個(gè)羰基偶合所致。

vC=O倍頻3550~3200cm-1，w。2023/2/31730272028402023/2/317152023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

5.雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（1690～1500cm－1）（1）C=C雙鍵伸縮振動(dòng)：1680～1620cm－1，m，w2023/2/32023/2/3

反式－2－壬烯的IR譜圖2023/2/3

（2）芳環(huán)骨架振動(dòng)：有四個(gè)吸收峰，約位于

1600、1580、1500、1450cm－1。2023/2/3

對(duì)甲基苯腈的IR譜2023/2/3

（3）硝基（－NO2）的伸縮振動(dòng):

vas

1580～1520cm－1，vs1380～1320cm－1。都是很強(qiáng)的吸收帶。2023/2/3

6.C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)及

C-Y伸縮振動(dòng)區(qū)：

1500～1000cm－1

（Y=C、O、N、鹵素）（1）δas,CH3及δ剪式,CH2

：約1460cm－1，m。

δs,CH3

：約1380cm－1，m。異丙基δs：約1385，1375cm－1，m，等強(qiáng)度雙峰。叔丁基δs：約1395，1365cm－1，m,雙峰，前弱后強(qiáng)。2023/2/32023/2/32023/2/3

（2）醇的C-O伸縮振動(dòng)：約1000～1200cm－1

，vs，寬。（3）酚的C-O伸縮振動(dòng)：約1100～1300cm－1，vs，寬，有時(shí)裂分為雙峰。（4）醚的C-O伸縮振動(dòng)：約1050～1280cm－1，vs，較寬。（5）酯的C-O伸縮振動(dòng)：約1000～1300cm－1，vs，寬。（6）羧酸的C-O伸縮振動(dòng)：約1250cm－1，vs、v、m，寬。（7）酸酐的C-O伸縮振動(dòng)：約1000～1250cm－1，vs，寬。

（8）酮的C-C-C伸縮振動(dòng)：約1100~1300cm－1，s，窄。（9）胺的C-N伸縮振動(dòng)：約1020～1360cm－1，s、m、w。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/31730272028402023/2/31715

2023/2/31170

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7.低頻彎曲振動(dòng)區(qū)（1000～600cm－1）

包括烯氫的面外彎曲振動(dòng)、芳?xì)涞拿嫱鈴澢駝?dòng)、氨基的面外彎曲振動(dòng)、亞甲基的面內(nèi)搖擺振動(dòng)、羧酸及醇－OH的面外彎曲振動(dòng)、酰氯的C－Cl伸縮振動(dòng)、炔氫的面外彎曲振動(dòng)等。

（1）烯氫的面外彎曲振動(dòng)（1000～670cm－1）2023/2/3

2023/2/3

1820cm－1附近的弱峰為δ＝CH2（面外）的倍頻峰，可幫助鑒定

C＝CH2結(jié)構(gòu)。1820

2023/2/3

700

970

2023/2/3910

990

1820

965

1650

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（2）芳?xì)涞膹澢駝?dòng)吸收峰

芳?xì)涞摩拿鎯?nèi)吸收峰位于1250～950cm－1，有5～6個(gè)中、弱吸收帶，應(yīng)用較少。

芳?xì)涞摩拿嫱馕辗逦挥?00～650cm－1，可出現(xiàn)1～3個(gè)強(qiáng)吸收峰，這些峰的位置、數(shù)目要隨芳環(huán)上的取代基的位置和數(shù)目而變化，由此可以判斷芳環(huán)的取代狀況。P.64～65.2023/2/3

例如，

苯：670cm－1。

一取代苯：～750，～700cm－1。

鄰二取代苯：～750cm－1。

對(duì)二取代苯：～830cm－1。

間二取代苯：～790，～700，～880cm－1。

1，2，3－三取代苯：770，～725cm－1......等等。2023/2/3

芳?xì)洇拿嫱獾谋额l與合頻吸收帶位于2000～1650cm－1，很弱，但其形狀與苯環(huán)的取代狀況有關(guān)，可作為確定取代苯的輔助手段。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/37