24典型化合物的红外光谱
红外吸收光谱法
不饱和度：U=1/2（ 2+2n4+n3-n1 ） ① 链状饱和脂肪化合物的U=0 ②一个双键或一个饱和环状结 构的U=1 ③一个三键的U=2 ④一个苯环的U=4
解析方法 一般原则：先特征，后指纹；先最 强，后次强；先粗查，后细找；先 否定，后肯定。 解析三要素：峰位、峰强、峰形。 原则：一组相关峰确认一个官能团。
所以非线性分子振动自由度=3N-6 线性分子振动自由度=3N-5
意义
用振动自由度可以估计分子的基本 振动频率所产生的吸收峰的数目。
不能用官能团所含的原子数估计官能团的 基本振动频率所产生的吸收峰的数目。
基本原理（二）
IR产生的条件和吸收峰强度 1、条件：①红外辐射的能量必须等于分子的振动 能级差②分子振动的过程中偶极矩必须发生变化。 分子振动的过程中偶极矩发生变化的振动称 为红外活性振动。
示例（1）
已知分子式C6H10O推断分子结构。
示例（2）
已知分子式C10H10O4推断分子结构。
特征吸收峰 （简称特征峰 ） 可用于鉴别官能团 存在的吸收峰。 相关峰（简称相关峰） 由一个官能团产生的一 组相互具有依存关系的吸收峰。
有机化合物的典型光谱
脂肪烃类 芳香烃类 醇、酚、醚 羰基化合物 含氮化合物
脂肪烃类
芳香烃类
醇、酚、醚
羰基化合物
含氮化合物
红外光谱仪
特征区、指纹区
特征区 红外光谱4000~1300cm -1区域。 吸收峰稀疏、易辨认、与官能团一一对应。 确定官能团的存在、化合物的类型。 指纹区 红外光谱1300~400cm -1区域。 吸收峰密集、多变复杂，体现化合物的光谱 特征性如人的指纹一样强。 查找相关吸收峰，进一步确定官能团的存在。
完整版红外各基团特征峰对照表
完整版红外各基团特征峰对照表红外光谱是一种常用的分析技术，可以用于确定化合物的结构和功能基团。
在红外光谱中，每个功能基团都有特定的吸收峰，这些吸收峰可以用来鉴定和确认化合物。
下面是一个完整版的红外各基团特征峰对照表：1. 烷基C-H伸缩振动：- 2900-3000 cm^-1：脂肪烃的C-H伸缩振动；- 2850-2950 cm^-1：烯烃的C-H伸缩振动；- 1450-1475 cm^-1：烷基的对称和非对称拉伸振动。
2. 芳香族C-H伸缩振动：- 3100-3020 cm^-1：芳香族环的C-H伸缩振动。
3. 烷基C-C伸缩振动：- 1450-1375 cm^-1：脂肪烃的C-C伸缩振动；- 1375-1350 cm^-1：烯烃的C-C伸缩振动。
4. 羧酸和酰基C=O伸缩振动：- 1725-1700 cm^-1：酸的C=O伸缩振动；- 1750-1700 cm^-1：酰基的C=O伸缩振动。
5. 醇和酚的O-H伸缩振动：- 3650-3200 cm^-1：醇的O-H伸缩振动；- 3600-3200 cm^-1：酚的O-H伸缩振动。
6. 胺和胺盐的N-H伸缩振动：- 3500-3300 cm^-1：一级胺的N-H伸缩振动；- 3400-3200 cm^-1：二级胺的N-H伸缩振动；- 3300-3100 cm^-1：三级胺的N-H伸缩振动。
7. 酰胺的C=O和N-H伸缩振动：- 1750-1650 cm^-1：酰胺的C=O伸缩振动；- 3300-3250 cm^-1：酰胺的N-H伸缩振动。
8. 羧酸盐的C-O伸缩振动：- 1300-1000 cm^-1：羧酸盐的C-O伸缩振动。
9. 烷基和芳香族C-Cl伸缩振动：- 800-600 cm^-1：烷基和芳香族的C-Cl伸缩振动。
10. 硫醚的C-S伸缩振动：- 1250-1000 cm^-1：硫醚的C-S伸缩振动。
11. 羰基C=O伸缩振动：- 1800-1700 cm^-1：醛的C=O伸缩振动；- 1750-1650 cm^-1：酮的C=O伸缩振动。
有机化合物的光谱分析红外光谱
有机化合物的光谱分析红外光谱一、引言有机化合物的光谱分析是一种重要的实验手段，其中红外光谱是最常用的一种方法。
红外光谱能够提供有机化合物中基团的信息，通过分析红外光谱，我们可以确定有机化合物的结构以及它所含有的基团类型。
二、红外光谱的原理红外光谱是通过测量有机化合物在红外辐射下吸收光线的能量来得到的。
红外辐射的频率范围是10^12 Hz到10^14 Hz，相当于波长在0.74 μm到100 μm之间。
在红外光谱图上，横轴表示波数，纵轴表示吸光度。
有机化合物中的化学键会吸收特定频率的红外光，这些吸收峰对应着不同的基团类型。
例如，羰基（C=O）的振动频率通常在1700-1750 cm^-1范围内，而羟基（OH）的振动频率通常在3200-3600 cm^-1范围内。
通过观察红外光谱图中的吸收峰位置和形状，我们可以确定有机化合物中存在哪些基团。
三、红外光谱的应用1. 有机化合物的结构确定红外光谱可以帮助确定有机化合物的结构。
通过对红外光谱图进行分析，我们可以识别出有机化合物中的各种基团，进而确定其结构。
例如，如果红外光谱图中出现了1650 cm^-1附近的吸收峰，则可以判断有机化合物中含有羰基。
2. 有机化合物的质量分析红外光谱还可以用于有机化合物的质量分析。
通过比对样品的红外光谱与已知有机化合物的红外光谱数据库，可以确定样品的成分和纯度。
这对于药物分析、环境监测以及食品安全等领域非常重要。
3. 有机化合物的反应监测红外光谱还可以用于监测有机化合物的反应过程。
通过在反应过程中多次采集红外光谱，我们可以观察吸收峰的强度和位置的变化，从而了解反应的进行情况。
这对于研究有机合成反应机理以及工业生产中的过程控制非常有帮助。
四、红外光谱的实验操作进行红外光谱分析需要使用红外光谱仪。
下面是一般的实验步骤：1. 准备样品：将有机化合物制备成固体样品或液体样品，并挤压成透明薄片。
2. 放样：将样品放置在红外光谱仪的样品室中，确保样品和仪器接触良好。
各类化合物的红外光谱特征
各类化合物的红外光谱特征红外光谱是一种常用的分析技术，可以用于识别和表征不同化合物的结构和功能团。
不同类型的化合物在红外光谱中显示出特定的吸收峰，这些峰对应于特定的振动模式和化学键。
有机化合物的红外光谱特征：1. 烷烃：烷烃的红外光谱特征主要包括C-H伸缩振动峰和C-H弯曲振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，烷烃显示出强的C-H伸缩振动峰。
在1450-1375 cm-1区域，烷烃显示出C-H弯曲振动峰。
2. 卤代烃：卤代烃的红外光谱特征主要包括C-X伸缩振动峰和C-H弯曲振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，卤代烃显示出C-H伸缩振动峰。
在700-600 cm-1区域，卤代烃会显示出C-X伸缩振动峰（X表示卤素）。
3. 醇：醇的红外光谱特征主要包括O-H伸缩振动峰和C-O伸缩振动峰。
在3650-3200 cm-1区域，醇显示出非常强的O-H伸缩振动峰。
在1050-1000 cm-1区域，醇会显示出C-O伸缩振动峰。
4. 酸：酸的红外光谱特征主要包括O-H伸缩振动峰和C=O伸缩振动峰。
在3650-3200 cm-1区域，酸显示出非常强的O-H伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，酸会显示出C=O伸缩振动峰。
5. 醛和酮：醛和酮的红外光谱特征主要包括C=O伸缩振动峰和C-H伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，醛和酮会显示出强的C=O伸缩振动峰。
在3000-2850 cm-1区域，醛和酮显示出C-H伸缩振动峰。
6. 酯：酯的红外光谱特征主要是C=O伸缩振动峰和C-O伸缩振动峰。
在1750-1690 cm-1区域，酯显示出强的C=O伸缩振动峰。
在1250-1100 cm-1区域，酯会显示出C-O伸缩振动峰。
7. 醚：醚的红外光谱特征主要是C-O伸缩振动峰。
在1250-1100cm-1区域，醚会显示出C-O伸缩振动峰。
8. 腈：腈的红外光谱特征主要是C≡N伸缩振动峰。
在2250-2100cm-1区域，腈会显示出C≡N伸缩振动峰。
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种重要的分析技术，可以用于确定化合物的结构和化学键的类型。
在红外光谱图中，横坐标表示波数（单位为cm⁻¹），纵坐标表示吸收强度或透射率。
有机化合物：1. 烷烃：烷烃的红外光谱图通常没有明显的峰。
C-H键的拉伸振动一般在3000-2900 cm⁻¹范围内，C-H键的弯曲振动通常在1450 cm⁻¹附近。
2. 烯烃：烯烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1650-1600 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动和弯曲振动与烷烃类似。
3. 芳香烃：芳香烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1600-1475 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸和弯曲振动在3100-3000 cm⁻¹和1500-1000 cm⁻¹范围内。
4. 醇和酚：醇和酚的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-3200 cm⁻¹范围内。
C-O键的拉伸振动通常在1300-1000 cm⁻¹范围内。
5. 酮：酮的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-C和C-H键的伸缩振动可以在3000-2850cm⁻¹范围内观察到。
6. 醛：醛的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动通常在2850-2700 cm⁻¹范围内。
7. 酸：酸的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-2500 cm⁻¹范围内。
C=O伸缩振动通常在1800-1600 cm⁻¹范围内。
9. 酯：酯的红外光谱图中通常有一个称为C=O伸缩振动的特征峰，在1750-1735 cm⁻¹范围内。
各种类型化合物的红外光谱
23
C14H10
1600，1500，1450，745，690 U＝10
1. 2.
对称性 叁键不在分子端头，没有氢，所 以，既没有高波数区的伸缩振动， R 也没有低波数区的弯曲振动
C C H
H H
2）α －单取代：三个H 810－785
37
CH3
-乙萘的红外光谱图
d＝Ｃ－Ｈ：760（四个氢），795（三个氢）
10
Summary
4. 1470-1370 cm-1（C－H 弯曲振动） 1）dasCH3与dsCH2重叠，后者较弱； 2）CH(CH3)2和C(CH3)3的特殊性 • 异丙基：1385，1375（dCH(CH3)2） • 叔丁基：1395，1370 （dC(CH3)3） • 骨架吸收： • 1210、
X OCOR OCH3 CHO OC6H5 944, 962 851 COR
990
950
960
940
989
910
873
813
963
958
17
Cyclo Alkene
1646 1650 1651
1611
1657
1657
1566
1678
1678
1641
1781
1885
18
张 力 增加， nC=C 增加
8
解析－－归属
• 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 （ weak ） ， 1460 ， 1395，1380，1365，1250，1210，775
nC－H：2960，2870（CH3） • nC－H：2925，2853（CH2） • dCH2： 1465（CH2） • dCH3： 1460（CH3） • dCH2： 1395，1365[-C(CH3)2] • dCH2： 1380（CH3） • nC－C：1250，1210 [-C(CH3)2] • dCH2： 775（CH2）
各种类型化合物的红外光谱
10
Summary
4. 1470-1370 cm-1（C－H 弯曲振动） 1）dasCH3与dsCH2重叠，后者较弱；
2）CH(CH3)2和C(CH3)3的特殊性 • 异丙基：1385，1375（dCH(CH3)2） • 叔丁基：1395，1370 （dC(CH3)3） • 骨架吸收： • 1210、
nC-H
2985
~ 3050 (w)
ds
1442
920~910 dC-C 1020~1000 1000~960
2947 2863
2927 2841
1445
1452
1005~925 977
1055~1000
7
C H • 2960 ， 2925 ， 2870 ， 2853 ， 1465 8 18 （ weak ） ， 1460 ， 1395 ， 1380 ， 1365，1250，1210，775 8
2,2,3-trimethyl pentane
9
Summary
烷烃中只有 C-H，C-C 两种σ键 n and d 1. 2960~2850 cm-1（ nC－H） 2. 1200－800 cm-1（C-C骨架伸缩振动区） 异丙基和叔丁基的特殊性 异丙基：1170－1140（nCH(CH3)2） 叔丁基：1260－1250
各种类型化合物的红外光谱
2010-09-20
alkanes
nas：2960（s），150（e）
ns：2870（s），90（e）
CH3
das：1450（s）
R
－CH3，1380（s）
常见聚合物的红外光谱
2020/8/8
.
12
红外吸收光谱分析
2020/8/8
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13
红外吸收光谱分析
2. Polypropylene ⑴ 3000 - 2800 cm-1区域
多重叠合的CH2，CH，CH3中的C—H 伸 缩振动；
⑵ 1462 cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动；
⑶ 1380 cm-1附近的CH3弯曲振动。
2020/8/8
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18
红外吸收光谱分析
2020/8/8
.
19
红外吸收光谱分析
5. PVC (1) 1250和1340 cm-1的较强谱带，归属于C—H弯曲振 动，由于它与氯原子连接在同一碳原子上，使其吸收强度 大大增强； (2) 1430 cm-1的强谱带归属于CH2的变形振动，和正 常CH2的变形振动频率（~1475 cm-1）比较，谱带向低频 方向位移了约45 cm-1，同时强度显着增加，这也是受氯原 子的影响所造成的； ⑶ 800-600 cm-1有一些较宽、较强的谱带，彼此重叠 在一起，它们是C—Cl伸缩振动的吸收； ⑷ 1100cm-1处的谱带是C—C伸缩振动的吸收； ⑸ 960cm-1处的谱带是CH2面内摇摆振动吸收。
2020/8/8
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2
红外吸收光谱分析
1. 否定法 如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，
我们就判断样品中部不存在该基团。
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3
红外吸收光谱分析
对应与否定法认别光谱的特征基团频率
2020/8/8
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4
红外吸收光谱分析
图2 未知聚合物的IR谱图 （否定法）
2020/8/8
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5
红外吸收光谱分析
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乙酸苯酯
A
C
B
D FG
A 3070,3040 B 1770 C 1593 1493
芳 CH 偏高 C O
CC
D 1360 F 1205 G 1183
饱和 C H O
CCO
OC C
10. 胺 3500 ~ 3100 cm1 N-H 伸缩振动吸收 1350 ~ 1000 cm1 C-N 的伸缩振动吸收
辛胺
A
E
B
A 3365,3290 B 2910,2850
NH
CH
E 1063 C N
11. 腈 腈类的光谱特征: 三键伸缩振动区域 有弱到中等的吸收
脂肪族腈 2260 – 2240 cm1 芳香族腈 2240 – 2222 cm1
邻甲基苯乙腈
AB
C
A 3070,3025 B 2910,2860 C 2210
CH
CC
CH
A 675 顺-2-丁烯
B 970 反-2-丁烯
3 . 炔烃
C C 伸缩振动（2250 ~ 2100 cm1） 炔烃 C- H伸缩振动（3300 cm1附近）
1-己炔
C
AB
A 3268 B 2857-2941 C 2110
CH
CH CC
4. 芳烃 3100 ~ 3000 cm1 芳环上 C-H 伸缩振动 1600 ~ 1450 cm1 C=C 骨架振动 880 ~ 680 cm1 芳环上 C-H 面外弯曲振动
苯甲醇
BC A
A 3300
OH
B 3100 ~ 3000 芳 C H
C 2980 ~ 2840 CH 2 C H
E
GH
E 1497,1453 C C
G 1017
CO
H 735 C H 面外弯曲
AA B
A 3355
OH
B 3000~2800 C H
D C
C 1373,1355 偕二甲基
D 1138
C-O 伸缩 O-H 弯曲振动
920 cm1 成键的 O-H 键的面外弯曲振动
庚酸
F A
E
B
C
A 3300--2500 B 2950,2920,2850 C 1730
OH
CH
CO
E 1280 F 930
CO O H 面外弯
9. 酯
饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的 C=O 吸收谱带 1750 ~ 1735 cm1 区域
芳 CH 脂肪 C H
CN
12. 酰胺
3500 – 3100 cm1 N-H伸缩振动
1680 – 1630 cm1 C=O 伸缩振动 （酰胺I谱带）
1655 – 1590 cm1 N-H 弯曲振动 （酰胺II谱带）
1420 – 1400 cm1 C-N 伸缩
异丁酰胺
A
A 3350,3170 C 1640
§2.4 典型化合物的红外光谱
1. 烷烃
C-H 伸缩振动（3000 – 2850 cm1 ） C-H 弯曲振动（1465 – 1340 cm1 ）
一般饱和烃 C-H 伸缩均在 3000 cm1 以下 接近 3000 cm1 的频率吸收
十二烷
CH3 : 2962 as 2872 s CH2: 2926 as 2853 s
B 1605, 1495, 1466 C C
C 742
芳环 C H
5. 醇和酚 主要特征吸收是 O-H 和 C-O 的伸
缩振动吸收
自由羟基 O-H 的伸缩振动： 3650 ~ 3600 cm1 尖锐的吸收峰
分子间氢键的 O-H 伸缩振动: 3500 ~ 3200 cm1 宽的吸收峰
C-O 伸缩振动 1300 ~ 1000 cm1 O-H 面外弯曲 769 – 659 cm1
苯甲醚
A B
苯甲醚
DEF
G
A 3060,3030,3000 B 2950,2835 D 1590,1480
芳 CH 饱和 C H
CC
E 1245 F 1030 G 800~740
C OC C OC C H 面外弯
7. 醛和酮
醛的主要特征吸收: 1750 ~ 1700 cm1（C=O 伸缩） 2820，2720 cm1（醛基 C-H 伸缩）
芳香化合物的重要特征: 一般在 1600，1580， 1500 和 1450 cm1可能出现强度不等的4个峰
880 ~ 680 cm1 苯环上C-H 面外弯曲振动吸收 依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化 在芳香化合物红外谱图分析中常常用此频区 吸收判别异构体
邻二甲苯
B
A C
A 3008
芳环 C H
2-戊酮
ABC
D
A B C 2955,2930,2866 D 1725
饱和 C H CO
苯乙酮
B 1683
B 共轭 C O
8. 羧酸
羧酸二聚体: 3300 ~ 2500 cm1 1720 ~ 1706 cm1
1320 ~ 1210 cm1 1440 ~ 1395 cm1
宽,强的 O-H 伸缩吸收 C=O 吸收
CH3 : 1450 as 1375 s CH2: 1465 s
2. 烯烃
烯烃 C-H 伸缩（3100 ~ 3010 cm1） C=C 伸缩 (1675 ~ 1640 cm1) 烯烃 C-H 面外弯曲振动（1000 ~ 675 cm1）
1-癸烯
B
C
D
D
B 3049 C 1645 D 986 907
CO
苯酚
AB
D
F
A 3333 B 3045
OH 芳C H
D 1580, 1495, 1468 C C
F 1223
CO
6. 醚
特征吸收
1300 ~ 1000 cm1 的伸缩振动
脂肪醚 1150 ~ 1060 cm1 强的吸收峰
芳香醚 两个 C-O 伸缩振动吸收 1270 ~ 1230 cm1（为 Ar-O 伸缩） 1050 ~ 1000 cm1（为 R-O 伸缩）
D
C
NH CO NH
伸缩 I 谱 弯曲 II谱
D 1425
CN
13. 有机卤化物
C-X 伸缩
脂肪 C-F 1400 - 730 cm1 C-Cl 850 - 550 cm1 C-Br 690 - 515 cm1 C-I 600 - 500 cm1
脂肪酮: 1715 cm1 强的 C=O 伸缩振动吸收 如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收
频率降低
2-苯基丙醛
A C
E
B
D
G
A 3077,3040 B 2985,2941 C 2825,2717
芳 CH 饱和C H 醛 CH
D 1730
CO
E 1600,1497,1453 C C
G 749
C H 面外弯