红外光谱中的吸收峰类型及影响吸收峰强度的因素
红外光谱的特征吸收峰
（C-H面外弯曲） 官能团
2 R C H C H
吸收频率（cm-1） 1000和900
______________________________________________________
顺式 R C H C H R 反式
730~675
970~960 880 840~800
R2C CHR
C-H 伸缩 （cm-1）
3300
5. 组成化学键的原子质量
原子质量越小，红外吸收频率越大
C-H C-C C-O C-Cl C-Br C-I 800 550 500
伸缩 (cm-1) ~3000 1200 1100
各类官能团的特征吸收峰
4000~2400cm-1（主要为Y-H伸缩振动吸收） 官能团 吸收频率（cm-1） _______________________________________________________ -醇，酚 3650~3600（自由） OH3500~3200（分子间氢键）
R2C CH2
（C-H面外弯曲）
官能团 吸收频率（cm-1） ______________________________________________
R
770~和710~690 770~735 810~和725~680 860~800
R R
R R
R
R
官能团区
3600 ~ 1500 cm-1 吸收带不多，化学键和官能团的特征频率区 OH 3650~3100 cm-1 1700 cm-1
C
O
指纹区
1500~400 cm-1 吸收带多，整个分子振动转动引起的，反映整个 分子的特征。可用于鉴定两个化合物是否同一化合物
红外吸收谱峰的三要素
红外吸收谱峰的三要素
红外吸收谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、生物学、药
学等领域。
在解读红外吸收谱时，要关注谱图中的各个峰，而理解红
外吸收谱峰的三个要素是至关重要的。
1. 波数：谱图中的峰将出现在一定的波数范围内。
波数指的是光谱中
吸收峰的位置，以cm-1为单位，反映了分子中不同化学键的振动频率。
不同波数的吸收峰对应着不同类型的化学键或官能团，因此波数可以
帮助确定化合物的结构。
2. 强度：吸收峰的强度反映了分子中特定振动的相对丰度。
强度主要
取决于振动态度、分子结构以及共振增强等因素。
一般来说，强度较
高的峰说明该种振动在分子中更为常见或振动幅度更大。
3. 形状：吸收峰的形状可以提供关于分子内部相互作用和分子间力的
信息。
例如，如果一个峰呈单峰形状，说明相应的振动是分子内部的
基本模式；如果一个峰呈现肩峰或肩部增强现象，说明分子中存在一
些特殊的相互作用或结构。
此外，还需注意吸收峰的峰宽和峰的背景。
峰宽是指峰的宽度，主要
受分子中键的强度、分子间相互作用和分子自由度的影响。
峰的背景
通常是指吸收谱中没有特定峰的区域，可以帮助区分谱图中其他重要
峰的属性。
总结起来，红外吸收谱峰的三个要素是波数、强度和形状。
深入理解和准确解读各个峰的这些要素，对于从红外光谱中获取有关分子结构和化学键信息至关重要。
红外光谱的影响因素和基团分析讲解
叔铵盐：2700~2200cm-1宽谱带
(3). C－H
烃类：3300～2700cm-1范围，3000cm-1是分界线。不饱和碳 （三键、双键及苯环）＞3000cm-1, 饱和碳（除三元环）＜3000
炔烃：～3300 cm-1，峰很尖锐, 烯烃、芳烃：3100～3000 cm-1
键型 Al-H Si-H P-H S-H Cl-H
频率 1750 2150 2350 2570 2890
化学键的伸缩振动频率范围
键型
波数
键型
C≡N
2260~2220 C-O
C≡C
2220~2060 C-N
C=O
1850~1650 C-F
C=C
1680~1600 C-Cl
C-C
1250-1150 C-Br
2.3. 红外光谱的吸收频率及其影响因素
化学键的振动频率不仅与其性质有关如成键原子的杂 化方式，质量效应等，还受很多外部因素的影响。相同基 团的特征吸收并不总在一个固定频率上。影响因素有关：
1. 质量效应 2.电子效应 内在因素 3.空间效应 4.氢键 5.振动的偶合 外在因素
（1）质量效应
分子中键的振动频率与化学键力常数成正比，与折合 质量成反比。
3). 其它键的振动 C-C：伸缩振动一般很弱，无鉴定价值 C-X：伸缩振动 F：1400~1000 cm-1 (m~s) Cl: 800~600 cm-1 (s) Br: 600~500 cm-1 (s) I: ~500 cm-1 (s) O-H：弯曲振动：面内（1500-1300）面外（650cm-1） B-O：伸缩振动 1500-1300 cm-1 （m~s）B-C：1435 cm-1 Si-O-Si：1100~1000cm-1
红外吸收光谱峰位的影响因素
红外吸收光谱峰位的影响因素光谱峰位的影响因素分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。
所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。
影响因素有： 1. 化学键的强度一般地说化学键越强，则力常数K 越大，红外吸收频率ν 越大。
如碳碳三键，双键和单键的伸缩振动吸收频率随键强度的减弱而减小。
伸缩振动频率 (cm -1) 2150 1715 1200 2. 诱导效应诱导效应可以改变吸收频率。
如羰基连有拉电子基团可增强碳氧双键，加大C=O 键的力常数K ，使C=O 吸收向高频方向移动。
C=O 伸缩振动频率（cm -1 ） 1715 1815 ~ 17853. 共轭效应共轭效应常使C =O 双键的极性增强，双键性降低，减弱键的强度使吸收向低频方向移动。
例如羰基与α、β不饱和双键共轭，从而削弱了碳氧双键，使羰基伸缩振动吸收频率向低波数位移。
C=O 伸缩振动频率（cm -1） 1715 1685 ~ 16704. 成键碳原子的杂化状态一般化学键的原子轨道s 成分越多，化学键力常数K 越大，吸收频率越高。
sp sp 2 sp 3C?H伸缩振动频率（cm-1）3300 3100 29005. 键张力的影响主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或环上基团的振动频率发生变化。
具体变化在不同体系也有不同。
例如：环丙烷的C-H伸缩频率在3030 cm-1，而开链烷烃的C-H伸缩频率在3000 cm-1以下。
6．氢键的影响氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。
形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。
游离羧酸的C=O键频率出现在1760 cm-1 左右，在固体或液体中，由于羧酸形成二聚体，C=O键频率出现在1700 cm-1 。
分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。
例如：乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是3640 cm-1，而其缔合物的振动频率是3350 cm-1。
红外光谱分析习题解答
红外光谱分析习题解答解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。
从基态向第一激跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。
另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。
因此，如果化学键两接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大=C的原因。
一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。
解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπkc 21 （1） AN M M M M )(2121+ （2）） 式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）） 式中：M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（6.021023mol -1） （2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】Cl 键的键力常数12212121.0079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅+⨯⨯⎪⎭⎫+⎪⎭⎫ ⎝⎛cm N M M M M σ解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ＝9 N cm -1，M H =1.0079，M F =18.998代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。
解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己位于较高处。
原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键，导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。
影响红外光谱吸收频率的因素
影响红外光谱吸收频率的因素红外光谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、物理、材料科学等领域。
红外光谱的吸收频率取决于分子的振动和转动模式，因此与分子的结构和化学键以及环境条件等因素相关。
以下是影响红外光谱吸收频率的主要因素：1. 分子的共振和吸收频率：分子在红外光谱中主要表现为振动和转动的模式。
不同的化学键和分子结构会导致不同的振动频率。
例如，C-H 键的伸缩振动通常出现在3000-3100 cm-1的频率范围内，C=O键的伸缩振动通常出现在1700-1800 cm-1的频率范围内。
2.电性：分子的极性和电性会影响其红外光谱的吸收行为。
极性分子通常会在较低频率范围内出现强烈的吸收峰，而非极性分子则在较高频率范围内显示吸收。
3.分子中的共振结构：分子中的键和官能团之间的相互作用会影响红外光谱的吸收频率。
共轭体系中的分子可以通过共振结构引起红外光谱的变化。
4.氢键：氢键是分子间或分子内的一种特殊相互作用力，它可以引起红外光谱的频率变化。
氢键通常会导致拉伸振动和弯曲振动频率的红移。
5.溶剂效应：溶剂可以通过与分子进行氢键或其他相互作用来改变分子的振动和转动特性，从而影响红外光谱。
溶剂效应通常会导致红外光谱吸收峰的位置和强度的变化。
6.温度和压力：温度和压力可以改变分子的振动和转动能级，从而影响红外光谱的吸收频率。
随着温度的升高或压力的增加，振动能级会发生变化，导致红外光谱的吸收频率发生偏移。
7.结晶和分子排列：分子的结晶状态和排列方式也会影响红外光谱的吸收频率。
晶格效应和分子间相互作用会导致红外光谱的吸收峰位置和强度的变化。
总之，红外光谱的吸收频率受到分子的振动和转动模式、分子极性、共振结构、氢键、溶剂效应、温度和压力、以及分子的结晶状态和排列方式等因素的影响。
这些因素都可以通过红外光谱技术来分析和研究，为科学研究和工业应用提供重要的信息。
红外光谱吸收峰值
红外光谱吸收峰值
红外光谱是一种常用的分析技术，可以用于物质的结构鉴定、功能群的确定以及化合物的定量分析。
不同的化学键和功能团在红外光谱中会表现出特定的吸收峰，以下是一些常见的红外光谱吸收峰值的示例：
1.羰基吸收峰：C=O键通常在波数范围在1600-1800 cm^-1
处出现。
酮和醛通常在1710-1740 cm^-1处吸收，而羧酸和酰氯的羰基吸收位于1700-1800 cm^-1。
2.羧酸吸收峰：羧酸的羧基会在2500-3500 cm^-1附近出现
宽而强烈的吸收峰，称为羧酸的O-H伸缩振动。
3.羧酸盐吸收峰：羧酸盐的COO-官能团通常在1300-1600
cm^-1附近显示出C=O拉伸振动峰。
4.烷基（碳氢化合物）吸收峰：烷基的C-H键通常会在
2800-3200 cm^-1范围内显示吸收峰。
5.羟基吸收峰：羟基通常在3200-3600 cm^-1之间显示广泛
的吸收峰。
这些只是一些常见的红外光谱吸收峰值示例，不同化合物的红外光谱吸收峰的位置和强度会有所不同。
因此，在进行红外光谱分析时，需要参考已知的标准光谱或数据库来进行对比和鉴定。
简述红外吸收光谱中影响峰位变化的内部因素及其含义
简述红外吸收光谱中影响峰位变化的内部因素及其含义红外吸收光谱中影响峰位变化的内部因素包括：分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。
所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。
影响频率位移主要有两方面的因素：外部因素与内部因素。
外部因素包括样品的状态、粒度、溶剂、重结晶条件及制样方法的不同等；内部因素包括化学键的强度、振动形式、空间效应等。
红外吸收光谱中影响峰位变化的内部因素主要包括振动频率、键长、取代基、分子结构以及试样状态等。
1.振动频率：振动频率与红外吸收峰位的关系是，振动频率增加，峰位向高波数移动，反之亦然。
2.键长：一般而言，键长的变化会导致吸收峰位向低波数移动，反之亦然。
例如，C=O、N-H、O-H等基团的振动频率随键长的增加而降低。
3.取代基：取代基的极性、大小、形状和电子效应等都会影响分子振动频率，从而影响红外吸收峰位。
例如，当分子中的氢被其他原子取代时，振动频率会降低；当分子中存在吸电子基团时，振动频率也会降低。
4.分子结构：分子的分子结构，如对称性、空间构型等，也会影响分子的振动频率。
例如，对称性高的分子往往具有较低的振动频率。
5.试样状态：试样的状态，如固态、液态或气态等，也会影响红外吸收光谱的峰位。
例如，在液态或气态中，分子间的相互作用较弱，振动频率较低，吸收峰位向低波数移动。
综上所述，红外吸收光谱中影响峰位变化的内部因素主要包括振动频率、键长、取代基、分子结构以及试样状态等。
这些因素的变化会导致吸收峰位的移动，从而影响红外吸收光谱的分析结果。
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◆学习目的⊙
◆知识要求⊙
◆能力要求⊙
◆进入章节学习请点这里第1节 第2节 第3节
1
◆学习目的
通过学习红外分光光度法的基本原理、红外光谱产 生的条件、红外光谱中的吸收峰类型及影响吸收峰 的因素等有关知识，了解典型有机化合物的重要基 团在红外光谱中出现的区域和红外分光光度计的使 用，为药物鉴别打下基础。
A．原子内层电子能级跃迁
B．分子外层价电子跃迁
C．分子转动能级跃迁 D．分子振动-转动能级跃迁
19
分析化学
第二节 基本原理
课堂互动
红外光谱产生的条件是什么？
20
第二节 基本原理
二、红外光谱中的吸收峰类型及影响吸收峰强度的因素 (一) 红外光谱中的吸收峰类型
1．基频峰与泛频峰
基频峰：分子吸收一定频率的红外线，振动能级由基态 跃迁至第一激发态时所产生的吸收峰称为基频峰。 泛频峰：分子的振动能级由基态跃迁至第二、第三激发 态等高能级时所产生的吸收峰称为倍频峰。除倍频峰外， 还有由两个或多个振动类型组合而成的合频峰、差频峰。 倍频峰、合频峰和差频峰合称为泛频峰。
11
第一节 概 述
课堂互动
您能说出为什么紫外光谱在对有机 物定性鉴定和结构分析上仅是红 外光谱的一种辅助工具呢？
12
第二节 基本原理
第二节
基本原理
一、红外光谱产生的基本原理及条件
（一）红外光谱产生的基本原理
1．分子振动与红外吸收
分子处在不停的运动之中，除了价电子跃迁外， 还有分子中原子的振动和分子本身的转动。
17
第二节 基本原理
（二）红外光谱产生的条件 1．红外辐射的能量与分子的振转能级跃迁所需要 的能量刚好相等时，分子才会吸收红外辐射。 2．红外辐射与分子之间有偶合作用。只有发生偶 极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带， 这种红外活性的振动才能产生红外吸收。
18
第二节 基本原理
课堂互动
产生红外光谱的原因是（ ）
主要是由于形成氢键的影响，以及氢键强弱的不 同，使原子间距离增大，相应地偶极矩变化增大， 导致吸收强度增大。
13
第二节 基本原理
当一定频率的红外线照射分子时，如果分子中 某个基团的振动频率与其相同，两者就会产生共 振，分子吸收红外光的能量由原来的基态能级跃 迁到较高的振动能级，同时也伴随着转动能级的 跃迁。 对于大多数复杂的气、液、固体，分子间的自 由旋转受到阻碍，由转动能级跃迁所引起的红外 吸收几乎观察不到，可以观察到的主要由分子振 动能级跃迁产生的红外吸收光谱。
化学键两端所连接的原子的电负性相差越大，即 极性越大，偶极矩变化越大，伸缩振动的吸收峰 越强。
2．振动方式的影响 振动方式不同，吸收峰强度也不同。基团的振动 方式与其吸收峰强度的大小关系（依次）为： νas ＞νs＞δ
23
第二节 基本原理
3．分子对称性的影响 分子越对称，吸收峰就越弱，完全对称时，偶极 矩无变化，不产生红外吸收。 4．溶剂的影响
14
第二节 基本原理
2．振动形式 大多数的物质分子为多原子组成的非线性分子， 振动形式较复杂。在红外光谱中的基本振动形式 可分为伸缩振动和弯曲振动两类。
15
第二节 基本原理
16
第二节 基本原理
每一种振动形式对应一个振动能级，在产生跃迁 时所需的能量不同，将选择吸收不同频率的红外 光，即在红外光谱图上出现相应的特征吸收峰。学会使用红外分光光度。4第一节 概 述
第一节 概 述
红外分光光度法（infrared spectrophotometry，IR）是利 用物质对红外线的特征吸收而建立起来的分析方法，又 称红外吸收光谱法。
5
第一节 概 述
一、红外线及红外光谱 1．红外线及红外光谱区域
在可见光部分红色光之外，波长大于0.76μm而小于 1000μm的电磁波称为红外线。 目前广泛用于化合物定性、定量和结构分析的红外光 谱，是指化合物吸收中红外光区的红外光后引起分子 振转能级跃迁而产生的吸收光谱，称为红外吸收光谱 简称红外光谱（IR）。
6
第一节 概 述
2．红外光谱的表示方法 红外光谱的表示常采用T-σ曲线或T-λ曲线，即以波 数 σ （ cm-1 ）或波长 λ （ μm ）为横坐标，表示吸收 峰的位置，以百分透光率T%为纵坐标，表示吸收 峰的强度。红外光谱图最常采用的是波数等距绘 制的 T-σ 曲线，其吸收峰是向下的“谷”，吸收 峰多而尖锐，图谱复杂。
能级的跃迁而形成，故称为电子光谱。 2．特征性不同 红外吸收光谱中峰较密集，光谱形状复 杂，信息量多，特征性强，与分子结构密切相关;紫外吸 收光谱的吸收峰一般较少，峰形比较简单，仅反映的是 少数官能团的的特性，而不是整个分子的特性。
10
第一节 概 述
3．应用范围不同 红外光谱提供的信息量很多， 对药物定性鉴定和结构分析具有重要意义。紫外 光谱只适用于研究不饱合化合物，特别是分子中 具有共轭体系的化合物,在有机物定性鉴定和结 构分析上仅是红外光谱的一种辅助工具。 因此在分析中紫外光谱常用于定量分析，而红 外光谱常用于定性鉴别和结构分析。
21
第二节 基本原理
2．特征峰与相关峰 特征峰：能够用于鉴别官能团存在并具有较高强度 的吸收峰称为特征吸收峰，简称特征峰，其频率称 为特征频率。 吸收峰：由一个官能团所产生的一组具有依存关系 的特征峰称为相关吸收峰，简称吸收峰。
22
第二节 基本原理
(二) 影响吸收峰强度的因素 1．原子电负性的影响
2
◆知识要求
1．了解红外线、红外光谱的概念以及在药物分析中的主 要应用 。
2．熟悉红外光谱与紫外光谱的区别；熟悉红外光谱产生 的原理及条件；熟悉红外光谱中的吸收峰类型及影响 吸收峰的因素 。
3．了解典型有机化合物的重要基团在红外光谱中出现的 重要区段；了解红外分光光度计的基本结构 。
3
◆能力要求
7
第一节 概 述
8
第一节 概 述
波数σ 是波长λ 的倒数，单位为cm-1。 波长与波数的换算关系为：
1 10 (cm ) (cm) (μm)
1
4
9
第一节 概 述
二、红外光谱与紫外光谱的区别 1. 成因不同 红外光谱是由分子的振转能级的跃迁而形
成，即称分子振-转光谱。紫外可见光谱是分子外层电子