红外基团的特征频率和指纹区图
红外吸收光谱特征峰
典型有机化合物的重要基团频率（/cm-1）化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s) asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:～1340(w)烯烃CH:3040～3010(m) C=C:1695～1540(m) CH:1310～1295(m)CH:770～665(s)CH:3040～3010(m) C=C:1695～1540(w) CH:970～960(s)炔烃-C≡C-HCH:≈3300(m)C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频:2000～1667(w)C=C:1650～1430(m)2～4个峰CH:1250～1000(w)CH:910～665单取代：770～730(vs)≈700(s)邻双取代:770～735(vs) 间双取代:810～750(vs)725～680(m)900～860(m) ～对双取代:860～790(vs)醇类R-OHOH:3700～3200(变) OH:1410～1260(w)CO:1250～1000(s)OH:750～650(s)酚类Ar-OHOH：3705～3125(s) C=C:1650～1430(m) OH:1390～1315(m)CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O-R＇CO:1230～1010(s)酮C=O:≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH：3400～2500(m) C=O:1740～1690(m) OH:1450～1410(w)CO:1266～1205(m)酸酐C=O:1850～1880(s)C=O :1780～1740(s)CO:1170～1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s) COC:1300～1000(s)胺-NH2NH2:3500～3300(m)双峰NH:1650～1590(s,m) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1340～1250(s)-NHNH:3500～3300(m) NH:1650～1550(vw) CN(脂肪):1220～1020(m,w)CN(芳香):1350～1280(s) 酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680～1650(s) CN:1420～1400(m)sNH:≈3180(s)NH:1650～1250(s) NH2:750～600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680～1630(s)NH+CN:1750～1515(m)CN+NH:1310～1200(m)C=O:1670～1630酰卤C=O:1810～1790(s)腈-C≡NC≡N:2260～2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565～1543(s) NO2:1385～1360(s)CN:920～800(m)Ar-NO2NO2:1550～1510(s) NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667～1430(m) CH:1175～1000(w) CH:910～665(s)嘧啶类CH:3060～3010(w) C=C及C=N:1580～1520(m) CH:1000～960(m) CH:825～775(m)*表中vs,s,m,w,vw用于定性地表示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。
第3节 基团频率和特征吸收峰
C—I
500~200
=CH2
910~890
—（CH2）n— 720
CH3不对 称弯曲
m
CH2剪式 m 弯曲
对称弯曲 s
弯曲
m~s
伸缩 S
S S S S S S
摇摆 S 摇摆 S
大部分有机化合物都含CH3， CH2，此峰经常出现
烷烃CH3 的特征吸收 C—O键（脂、醚、醇）极性强， 谱图中最强峰 醚类 1100±50，最强
一、四个吸收区域的划分
根据化学键的性质，结合波数与键力常数、折合质量 之 间的关系，可划分四个区域：
1． X—H 伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ），氢键区
（1）—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸
（2）不饱和碳原子上的=C—H（ C—H ） 苯环上的C—H 3030 cm-1
指纹区内,也存在几种基团的特征吸收峰.如烯烃的=C—H面外
弯曲振动
R
H
H
R
C=C
H
H
730~675cm-1
（1）1300~910cm-1 ：所有单键伸缩振动及分子骨架振动； 部分含氢基团的一些变形振动；C—O伸缩振动 1300~1000cm-1是该区域最强峰。
（2）910~600cm-1 ：苯环取代。是红外光谱推断苯环取代 位置的主要依据。
=C—H 3010 3040 cm-1 3000 cm-1 以上
C—H 3300 cm-1
（3）饱和碳原子上的—C—H
—CH3
2960 cm-1 反对称伸缩振动
2870 cm-1 对称伸缩振动
—CH2—
2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动
红外光谱-10-15
18
(2) 空间位阻 使共轭受限制，基团频率向高频移动。
C O 1663 cm－1
H3C
CO
CH3 O
C H
CH3
1680 cm－1
2020/2/4
C O 1715 cm－1
H3C
CO
CH3 C
CH3
O CH3
1700 cm－1
19
(3) 环张力 当环变小，环的张力增大时，环内双 键的伸缩振动向低频移动，而环外双键的伸缩振 动向高频移动。
HCOOH C=O 1739 cm-1
CH3COOH 1722 cm-1
CH3(CH3)16COOH 1703 cm-1
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14
-I效应 取代基电负性↑→电子分布改变→k↑→ 蓝移
如C=O：随着取代基电负性增大，-I效应增加，使羰基双 键性增加（化学键力常数增加）学键，不管分子中其 他部分的结构如何，它总是在相同或几乎相同的波数处产生 特征的吸收谱带，除光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎 没有两种化合物具有相同的IR谱图。
2020/2/4
2
• 红外区域的划分：
近红外区： 中红外区： 远红外区：
波长（m） 0.78 ~ 2.5 2.5 ~ 25 25 ~ 300
O RCX
O RCX
C=O 1715 cm-1 1800 cm-1
1828 cm-1
1928 cm-1
C=O 1715 cm-1
2020/2/4
1735 cm-1
1800 cm-1
1870 cm-1
15
2. 共轭效应（C效应） 分子中形成大π键
共轭体系中的电子云密度平均化，使双键略有伸长（键强 降低，电子云密度降低），单键略有缩短。因此，双键的 吸收频率向低波数方向位移。 红移
基团频率区和指纹区
基团频率区和指纹区（一）基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1800cm-1 （1300 cm-1 ）~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 （1300 cm-1 ）~600 cm-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。
这种振动与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域：LT7U 键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。
若分子中含有C、H、N原子， -C N基吸收比较强而尖锐。
若分子中含有O原子，且O原子离-C N基越近， -C N基的吸收越弱，甚至观察不到。
1900~1200 cm-1为双键伸缩振动区该区域重要包括三种伸缩振动：① C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm-1 ，是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰。
② C=C伸缩振动。
烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620 cm-1 ，一般很弱。
单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm-1和1500 cm-1附近，有两个峰，这是芳环的骨架结构，用于确认有无芳核的存在。
③苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650 cm-1范围，是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收，虽然强度很弱，但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上是有用的。
（二）指纹区d 1. 1800（1300）~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。
红外图谱特征
一、基团频率区和指纹区（一）基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1800cm-1 （1300 cm-1 ）~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 （1300 cm-1 ）~600 cm-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。
这种振动与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域：LT7U 键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。
若分子中含有C、H、N原子，-C ≡N基吸收比较强而尖锐。
若分子中含有O原子，且O原子离-C ≡N 基越近，-C ≡N基的吸收越弱，甚至观察不到。
1900~1200 cm-1为双键伸缩振动区该区域重要包括三种伸缩振动：①C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm-1 ，是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰。
②C=C伸缩振动。
烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620 cm-1 ，一般很弱。
单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm-1和1500 cm-1附近，有两个峰，这是芳环的骨架结构，用于确认有无芳核的存在。
③苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650 cm-1范围，是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收，虽然强度很弱，但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上是有用的。
（二）指纹区d 1. 1800（1300）~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O 等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。
各类有机化合物的红外吸收
一、第一峰区（4000 ~2500 cm-1）
为X-H伸缩振动区，X可以是O、N、 C 或 S 等原子。
1、O--H的伸缩振动
出现在3650 ~3200 cm-1 范围内，它可以 作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要 依据。
（1）醇和酚 游离态：在3650 ~3590 cm-1 处出现中等强 度吸收带，峰形尖锐。 缔合态：在3350 cm-1 出现一个宽而强的吸 收峰。 （2） 羧酸 缔合态：在3300~2500 cm-1 出现一个宽吸 收峰。
甲苯
四、第四峰区（ 1500 ~ 600 cm-1）
为X-C（X≠H）键的伸缩振动及各类 弯曲振动区。 1、C-H弯曲振动 烷烃：
-CH3 as 1450 cm-1（m）， s 1380 cm-1（w）
烯烃：
=C-H的面外弯曲振动 对判断双键的取代类型有用 CH面外弯曲振动吸收位置 （cm-1） 990（反），910（顺） 890 730-650 970
1-己炔
正丁腈
三、第三峰区（2000~1500 cm-1）
为双键伸缩振动区和N-H的弯曲振动区。
该区域主要包括三种伸缩振动： 1、C=O伸缩振动 出现在1900~1650 cm-1 ，是红外光谱中特 征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮 类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。
羰基化合物的C=O伸缩振动吸 收峰位置
2、 N-H伸缩振动
胺和酰胺的N-H伸缩振动出现在 3500~3150 cm-1 弱或中等强度的吸收带。 胺类： 伯胺----- 3500，3400 cm-1 仲胺----- 3400 cm-1 酰胺类： 伯酰胺----- 3350，3150 cm-1 仲酰胺----- 3200 cm-1 铵盐：3200~2200 cm-1 强、宽、散吸收带
红外特征基团频率及其影响因素PPT课件
AD=AS-F×AR
AD 差减得到的光谱 AS 混合物的光谱 F 差减因子, 可以取任意数值 AR 参比光谱(已知组分的光谱)
•41
1月龄老鼠的胃, 肝, 胰的FTIR-ATR谱
•42
差谱实际上是从混合物光谱中扣除已知组分,如扣除 溶剂, 基体等.
差谱可以在一定程度上取代复杂的化学分离工作.
•34
二 背景谱和样品谱
载片 背景谱
样品谱
样 品 现代付立叶变换红外光谱仪: 单光束 背景谱和样品谱分别收集.
•35
为得到好的光谱, 要求 • 背景谱与样品谱, 扫描参数: 分辨率, 扫描波数范
围, 扫描次数等尽可能一致 • 背景谱与样品谱, 光路设置尽可能一致. • 3) 两者测量时不一致的地方越少越好 • 4) 两者测量时间间隔越短越好.
•30
红外光谱(拉曼光谱)谱带的位置,强度,形状等与物质 的状态, 溶液的浓度, 测量方式密切相关, 因此, 给出 的谱图需要注明测量条件.
•31
How to Obtain a Good IR Spectrum?
• 实验参数选择
• 1) 扫描范围, 中红外4000-400 cm-1,
• 根据研究区间确定: 研究水杨酸是否形成分子 内氢键
好的特征基团频率: 较窄的吸收 区域; 与其它频率分得开; 强度高; 特征的吸收形状
•6
(二) 指纹频率
指纹频率不是起源于某个基团的振动, 而是整个分子 或分子的一部分振动产生的. 指纹频率对分子结构的 微小变化具有较大的灵敏性, 对于特定分子是特征的.
吸收带指认困难.
?
•7
• 影响特征基团频率的因素 • (一) 诱导效应 • 吸电子基团, 电子云密度向着吸电子基团的方向移
红外光谱 (2)
3500-3300 3450-3200 3500-3300
3000-2500
弱而稍尖 弱而尖 可变
强而宽（特征）可超出3000cm-1
13:30:54
讨论： （1）O-H伸缩振动在3700-3200cm-1区出现一强锋，它是
判断分子中有无-OH的重要依据。
（2）游离酚中的O-H伸缩振动位于3700-3500cm-1区段的低 频一端，该锋锋形尖锐，且没有其他吸收的干扰（溶剂中微量 水吸收位于3710cm-1），因此很容易识别。
常以二聚体或多聚体的形式存在。吸收峰向低波数方向移动，
在3000-2500cm-1区出现一个强而宽的峰。这个峰通常和脂肪
烃的C-H生缩振动峰重叠，只有在测定气态或非极性溶剂的稀
溶液时，方可看到游离的-OH峰，在3540cm-1附近出现。
13:30:54
（5）无论游离的与缔合的N-H，其峰强都比形成氢键缔合的OH峰弱，且峰稍尖锐些。 N-H吸收峰的数目与氮原子上取代 基的多少有关，伯胺、伯酰胺显双峰，且两峰强度近视相等 ；仲胺、仲酰胺、酰亚胺只出现一个吸收峰；叔胺、叔酰胺 不显峰。
13:30:54
二、分子结构与吸收峰
1、 0—H、N—H伸缩振动区（40003000 cm-1 ）
基团类型
波数（cm-1 ） 峰强度
注
OH
3700-3200
游离O-H 3700-3500
缔合O-H 3450-3200
强（特征） 较强、尖锐 强、宽（特征）
NH 游离N-H 缔合N-H
O
C
OHNH2 -COOH
醛基C-H
波数（cm-1) 2960及2870 2930及2850
2890 2830-2810 2720-2750 2780-2765
红外吸收光谱特征峰
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率（/cm-1）化合物基团X—H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃—CH3asCH：2962±10（s）asCH：1450±10（m)sCH:2872±10（s)sCH:1375±5（s）—CH2-asCH：2926±10（s)CH：1465±20(m）sCH:2853±10（s)CH:2890±10(s)CH：～1340(w）烯烃CH:3040～3010（m)C=C:1695～1540(m）CH：1310～1295(m)CH：770～665(s)CH:3040～3010(m）C=C:1695~1540（w)CH:970~960（s)炔烃-C≡C-HCH：≈3300(m）C≡C:2270～2100(w)芳烃CH:3100～3000(变)泛频：2000～1667（w)C=C：1650～1430（m)2～4个峰CH:1250~1000（w) CH:910～665单取代：770～730(vs）≈700（s)邻双取代：770~735（vs)间双取代：810～750（vs）725～680（m)900～860（m)~对双取代:860～790(vs)醇类R-OHOH：3700~3200(变）OH：1410~1260(w）CO：1250～1000(s）OH：750~650(s）酚类Ar-OHOH：3705～3125（s）C=C:1650～1430(m）OH：1390～1315（m）CO:1335～1165(s)脂肪醚R-O—R＇CO:1230～1010（s）酮C=O：≈1715(vs)醛CH：≈2820,≈2720(w）双峰C=O:≈1725（vs）羧酸OH：3400～2500（m）C=O：1740~1690（m)OH:1450～1410（w)CO：1266～1205(m）酸酐C=O：1850～1880(s)C=O :1780～1740(s）CO:1170～1050（s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770～1720(s)COC:1300～1000（s)胺-NH2NH2:3500~3300（m)双峰NH:1650～1590（s,m) CN（脂肪)：1220～1020（m,w)CN(芳香):1340～1250(s)—NHNH:3500～3300(m）NH:1650~1550(vw）CN(脂肪):1220～1020（m,w)CN（芳香)：1350~1280（s）酰胺asNH：≈3350(s）C=O：1680～1650(s)CN:1420~1400(m)sNH:≈3180（s)NH：1650~1250(s)NH2：750~600(m）NH：≈3270（s)C=O:1680～1630（s)NH+CN:1750~1515（m）CN+NH：1310～1200（m)C=O：1670～1630酰卤C=O：1810～1790（s）腈-C≡NC≡N:2260～2240(s)硝基化合物R—N02NO2：1565~1543(s)NO2:1385～1360(s）CN：920～800(m)Ar—NO2NO2：1550～1510(s）NO2:1365～1335(s)CN:860～840(s）不明：≈750(s)吡啶类CH：≈3030（w）C=C及C=N：1667～1430(m)CH：1175～1000（w）CH:910～665(s）嘧啶类CH：3060~3010(w)C=C及C=N：1580～1520(m）CH：1000~960(m）CH：825～775（m）＊表中vs，s,m,w，vw用于定性地表示吸收强度很强，强，中，弱，很弱。
知识点5-特征区和指纹区
v
v
4000
2500
2000
1400
400cm-1
有机化合物分子中常见基团吸收峰
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 650 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： 1．4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S） 2．2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区 3．1900 1300 cm-1 双键伸缩振动区 4．1300 650 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
v v
紫外可见吸收光谱为了便于解析分为R K B E四个吸收带 红外吸收光谱为了便于解析划分为两个区域 4000~1300 区域：是由伸缩振动产生的吸收带，为化学键 和基团的特征吸收峰，吸收峰较稀疏，鉴定基团存在的主 要区域——特征区（官能团区） 1300~650区域：吸收光谱较复杂，除单键的伸缩振动外， 还有变形振动。能反映分子结构 的细微变化——指纹区
-1 n C -O （伯醇） ~ 1050cm
n C -O （仲醇） ~ 1100cm
-1
-1 n C -O （叔醇） ~ 1150cm
C-O单键振动在1300-1050 cm-1， 如醇、酚、醚、羧酸、酯等，为强吸收峰; 醇在1100-1050cm-1有强吸收; 酚在1250-1100cm-1 有强吸收;
特征吸收带（伸缩振动） 指纹吸收带 活泼氢 不 饱和氢 饱和 氢 三键 双键 伸缩振动 变形振动 含 氢化学键
基团吸收 带数据
=C-H
C-H O-H（氢键）
C C
C=C C-C,C-O
O-H
C=O C=N
N-H
2229cm-1
3． 双键伸缩振动区（1900 1300 cm-1 ）