4-4红外光谱解析实例
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
红外光谱谱图解析实例
各种官能团的吸收频率范围
—C≡N
第 —N≡N 二 —C≡C—
区 域 —C=C=C—
2260—2220 2310—2135 2260—2100
1950附近
伸缩 伸缩 伸缩
伸缩
s针 状 m v
v
干扰少
R—C≡C—H，2100—2140；R— C≡C—R` ， 2190—2260 ； 若 R`=R，对称分子无红外谱带
红外吸收光谱的解谱及应用
能力目标
解析红外谱图，获得官能团的基本信息，推导未知物 的可能结构
认识红外光谱图，分析特点
横坐标波数，纵坐标百分透过率 ，谷底表示吸收峰。
特征区：4000-1350 指纹区： 1350 650 cm-1
谱图解析的一般程序
图解析方法： 先根据分子式其不饱和度，初步判断结构，查看特征官能团
区域基团吸收频率cm1振动形式吸收强度说明第一oh游离oh缔合nh2nh游离nh2nh缔合shch伸缩振动不饱和chch叁键ch双键苯环中ch饱和ch3650358034003200350033003400310026002500伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩mshsbmsbsss判断有无醇类酚类和有机酸的重要依据不饱和ch伸缩振动出现在3000cm1以上末端ch2出现在3085cm1附近强度上比饱和ch稍弱但谱带较尖锐饱和ch伸缩振动出现在3000cm1缩以下30002800cm1取代基影响较小区域ch3ch3ch2ch23300附近301030403030附近2960528701029305285010反对称伸缩对称伸缩反对称伸缩对称伸缩ssss现三元环中的ch2出现在3050cm1ch出现在2890cm1很弱第二区域cnnncccccccc2260222023102135226021001950附近伸缩伸缩伸缩伸缩伸缩s针状mv干扰少rcch21002140
红外光谱图分析步骤解析：从谱图到化合物的信息解读
红外光谱图分析步骤解析：从谱图到化合物的信息解读红外光谱图是一种常用的分析工具，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
通过分析红外光谱图，我们可以了解化合物中的官能团和化学键的存在与类型。
本文将详细介绍红外光谱图分析的步骤，帮助读者更好地理解和解读红外光谱图。
1.步骤一：获取红外光谱图在进行红外光谱图分析之前，首先需要获取待分析化合物的红外光谱图。
这可以通过红外光谱仪来实现。
红外光谱仪会向待分析样品中发射红外光，然后测量样品对不同波长光的吸收情况。
通过这个过程，我们可以得到一张红外光谱图。
2.步骤二：观察谱图的整体形态在获得红外光谱图后，我们首先要观察谱图的整体形态。
红外光谱图通常以波数为横坐标，吸收强度为纵坐标。
我们可以注意到谱图中的吸收峰和吸收带。
吸收峰通常表示特定官能团的存在，而吸收带则表示化学键的存在。
3.步骤三：确定吸收峰的位置接下来，我们需要确定红外光谱图中各个吸收峰的位置。
不同官能团和化学键在红外光谱图中有特定的吸收位置。
通过比对已知化合物的红外光谱图和待分析化合物的红外光谱图，我们可以初步确定各个吸收峰的位置。
4.步骤四：解读吸收峰的强度除了吸收峰的位置，吸收峰的强度也是红外光谱图分析的重要信息之一。
吸收峰的强度可以反映化合物中特定官能团或化学键的含量。
通过比较吸收峰的强度，我们可以推断化合物中不同官能团或化学键的相对含量。
5.步骤五：分析吸收带的形态除了吸收峰，红外光谱图中的吸收带也提供了重要的信息。
吸收带的形态可以帮助我们判断化学键的类型。
例如，C=O键通常表现为一个尖锐的吸收带，而-OH键则表现为一个宽而平坦的吸收带。
6.步骤六：结合上述信息解析化合物通过观察红外光谱图中吸收峰和吸收带的位置、强度和形态，我们可以逐步解析化合物的结构和功能。
我们可以根据已知的红外光谱图数据库，对比待分析化合物的红外光谱图，找到相似的谱图，从而确定化合物的结构和功能。
7.结论红外光谱图分析是一种重要的化学分析方法，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
手把手教你红外光谱谱图解析
手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。
3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。
图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。
N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。
为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。
U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。
泛频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。
特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
红外吸收光谱分析法 红外谱图解析
顺式烯 乙烯基烯 亚乙烯基烯
08:12:21
R1 H R1 H R1 R2
1660cm-1
1660-1630cm-1
中强，尖
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 ⅱ 顺强，反弱
ⅲ 四取代（不与O，N等相连）无υ
ⅳ 端烯的强度强
（C=C）峰
ⅴ共轭使υ
下降20-30 cm-1 （C=C）
H C C R R1 C C R2
08:12:21
υ υ
C C
2140-2100cm-1 （弱） 2260-2190 cm-1 （弱）
C C
c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱） 面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
R1 H R1 R2 R1 R2 C C R4
O—H，C—O
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
C Cα C Cα′ C C Cα″ β
υ
（C-O）
OH
υ
游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH 伯-OH
（—OH） 3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
第四章 红外吸收光谱分 析法
infrared absorption spec-troscopy，IR
一、红外谱图解析
analysis of infrared spectrograph
二、未知物结构确定
structure determination of compounds
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为-CH2-的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2-的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2-的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
红外光谱谱图解析PPT讲稿
1~650cm-1。大多数有机化合物及许多无机化合物的化学键振动均
落在这一区域 。
13:05:12
3、分子中基团的基本振动形式 basic vibration of the group in molecular
（1）两类基本振动形式 伸缩振动 亚甲基：
变形振动 亚甲基
13:05:12
甲基的振动形式
例： 2800 3000 cm-1 —CH3 特征峰； 1600 1850 cm-1 — C=O 特征峰；
基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：
—CH2—CO—CH2— 1715 cm-1 酮
—CH2—CO—O—
1H— 1680 cm-1 酰胺
13:05:12
当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的 数目，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2
UN = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
13:05:12
（三）从特征频率区中确定主要官能团取代基
与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率— —基团特征频率（特征峰）；
红外光谱谱图解析课件
13:05:12
概述 introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构
近红外区：低能电子 跃迁、含氢原子团伸 缩振动的合频吸收； 稀土、过渡金属
中红外区： 远红外区：纯转动能 级跃迁，变角、骨架 振动；异构体、金属 有机物、氢键
红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75~1000μm（1μm=10-
4 cm）范围。
0.75~2.5μm为近红外区 2.5~25μm为中红外区 25~1000μm为远红外区 2.5~15.4μm的中红外区应用最广
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H C C R2 C C R3
（=C-H）
970 cm-1（强）
R1 H R1 H R1 R2 C C C C C C
R2 H
（=C-H）
800-650 cm-1 （690 cm-1）
790-840 cm-1 -1 H （820 cm ）
05:11:25
5．醛、酮
05:11:25
醛
05:11:25
05:11:25
6．羧酸及其衍 生物
羧酸的红外光谱图
05:11:25
酰胺的红外光谱图
05:11:25
不同酰胺吸收峰数据
谱带类型 υ 伯 酰 δ 胺 υ
（N-H） （C=O）
谱带名称
酰胺Ⅰ谱带 （面内） 酰胺Ⅱ谱带 （N-H） υ （Ｃ－Ｎ） 酰胺Ⅲ谱带 δ （N-H） （面外） 酰胺Ⅳ谱带 υ
α 支化：-15 cm-1 α 不饱和：-30 cm-1
05:11:25
—OH基团特性
分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1 分子内氢键：
多元醇（如1，2-二醇 ）
3600-3500 cm-1
螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1 水（溶液）3710 cm-1 水（固体）3300cm-1 结晶水 3600-3450 cm-1
（N-H）
游离 3500 cm-1 3400 cm-1 1690 cm-1 1600 cm-1 1400 cm-1 700 cm-1 3440 cm
-1
缔合 3350-3100 几个峰 1650 cm-1 1640 cm-1
υ （C=O） 仲 （面内） 酰 δ （N-H） υ （Ｃ－Ｎ） 胺 δ （N-H） （面外） δ (OCN) 叔 υ （C=O） 酰 υ （Ｃ－Ｎ） 胺
1650 cm-1
酸酐和 酰氯的 红外光 谱图
05:11:25
氰基化合物 的红外光谱 图
υ
=2275-2220cm-1 C≡N
05:11:25
硝基化合物的 红外光谱图
脂肪族
υ
AS （N=O）=1565-1545cm
-1
υ
υ 芳香族 υ
S （N=O）=1385-1350cm
-1
-1
AS （N=O）=1550-1500cm S
05:11:24
一、红外谱图解析
analysis of infrared spectrograph
1．烷烃
（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H ) δ as1460 cm-1 3000cm-1 CH3 重 叠 δ s1380 cm-1 CH2 δ s1465 cm-1 CH2 r 720 cm-1（水平摇摆） CH2 CH3 对称伸缩2872cm-1±10 CH2不对称伸缩2926cm-1±10 CH3不对称伸缩2962cm-1±10
=1365-1290cm-1 （N=O）
05:11:25
二、未知物结构确定
structure determination of compounds
1. 未知物
05:11:25
2.推测C4H8O2的结构
解：1）=1-8/2+4=1
2）峰归属
3）可能的结构
05:11:25
O H C O CH 2CH 2CH 3 1180 O H3C C O CH 2CH 3 1240 O H3CH 2C C O CH 3 1160
3.推测C8H8纯液体
解：1） =1-8/2+8=5
2）峰归属
3）可能的结构
05:11:25
H C CH2
4. C8H7N，确定结构
解：1） =1-（1-7）/2+8=6
2）峰归属
3）可能的结构
05:11:25
H3C
CN
内容选择：
第一节 第二节 红外基本原理 红外光谱与分子结构
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
O—H，C—O
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
C Cα C Cα′ C C Cα″ β
υ
（C-O）
OH
υ
游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH 伯-OH
（—OH） 3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
05:11:25
n≥ 722 cm-1 （中强 ）
d) CH2和CH3的相对含量也可以由1460 cm-1和1380 cm-1的峰 强度估算强度
正庚烷
正十二 烷
正二十八 烷
1500 1400 1300cm-1 1500 1400 1300 cm-1 1500
05:11:24
1400 1300cm-1
05:11:24
05:11:25
υ υ
C C
2140-2100cm-1 （弱） 2260-2190 cm-1 （弱）
C C
c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱） 面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
R1 H R1 R2 R1 R2 C C R4
-1
1:1
1155cm-1
1170cm-1
4:5
C H3
C H3 C C H3 C H3
05:11:24
1195 cm-1
1405-1385cm-1 1:2
1372-1365cm
-1
1250 cm-1
c) CH2面外变形振动—(CH2)n—，证明长碳链的存在。 n=1 770~785 cm-1 （中 ） n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
脂族和环的C-O-C 芳族和乙烯基的=C-O-C 脂族 R-OCH3 υ 芳族 Ar-OCH3 υ
s
υ
1150-1070cm-1 as
υ as 1275-1200cm-1 （1250cm-1 ） υ s 1075-1020cm-1
2830-2815cm-1 ~2850cm-1
(CH3)
s (CH3)
2. 烯烃，炔烃
C H C H 伸缩 振动 C C C C a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1) H υ （C-H）
C H H C H C CH2 C H
05:11:24
C H 变形
振动
3080 cm-1
3030 cm-1 3080 cm-1 3030 cm-1 3300 cm-1 3080-3030 cm-1
05:11:25
分子间氢键随浓度而变， 而分子内氢键不随浓度而变。
3515cm-1
2895 cm-1 0．01M 0．1M 0．25M 1．0M
2950cm-1
3640cm-1
3350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
05:11:25
05:11:25
05:11:25
4. 醚（C—O—C）
顺式烯 乙烯基烯 亚乙烯基烯
05:11:24
R1 H R1 H R1 R2
1660cm-1
1660-1630cm-1
中强，尖
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 ⅱ 顺强，反弱
ⅲ 四取代（不与O，N等相连）无υ
ⅳ 端烯的强度强
（C=C）峰
ⅴ共轭使υ
下降20-30 cm-1 （C=C）
H C C R R1 C C R2
05:11:24
对称伸缩2853cm-1±10
-（CH2）nn
a)由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。 b)C—C骨架振动明显
H C C H3 C H3
C H3 C
CH3 δ
s
C—C骨架振动
1385-1380cm-1
1372-1368cm-1 1391-1381cm-1 1368-1366cm
3000
cm-1
2900-2800 cm-1
b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1 ) υ H R
反式烯
1
（C=C）
H
C C R2 C C R3 H R3 C C R4
R2 C C H H C C H H C C H
三取代烯 四取代烯
R1 R2 R1 R2
1680-1665 cm-1
弱，尖 分界线
H 990 cm-1 H 910 cm-1 （强） H
2：1850-1780 cm-1
-1 H 890 cm （强）
R3
2：1800-1780 cm-1
H C C R
05:11:25
R1 C C R2
谱图
05:11:25
05:11:25
对比
烯烃顺反异构体
05:11:25
3.醇（—OH）
infrared spectroscopy and molecular structure
第三节
第四节 第五节
红外光谱仪器
红外谱图解析 激光拉曼光谱
结束
infrared absorption spectrophotometer analysis of Infrared spectrograph laser Raman spectrometry