有机化合物红外光谱谱图的基本特征
红外光谱的四大特征
红外光谱的四大特征
红外光谱的四大特征包括谱带的数目、谱带的位置、谱带的强度以及谱带的形状。
这四大特征可以帮助科学家们在鉴定化合物时确定化合物的类型。
具体来说，
1. 谱带的数目：不同的化合物在红外光谱中表现出不同数量的吸收谱带。
2. 谱带的位置：每个基团都有其特征振动频率，在红外光谱中表现出特定的吸收谱带位置，通常用波数表示。
在鉴定化合物时，谱带位置是最重要的参数之一。
3. 谱带的强度：谱带的强度可以反映化合物中相关基团的含量，也可以反映基团间的相互作用。
4. 谱带的形状：如果所分析的化合物较纯，其谱带较尖锐、对称性好；若是混合物，有时会出现谱带的重叠、加宽，对称性被破坏。
对于晶体固态物质，其结晶的完整性程度也影响谱带形状。
各类有机物的红外特征吸收
汇报人：XX
目录
• 红外光谱基本原理 • 烷烃类有机物红外特征吸收 • 烯烃类有机物红外特征吸收 • 炔烃和芳香烃类有机物红外特征吸收 • 含氧官能团有机物红外特征吸收 • 其他类型有机物红外特征吸收
01
红外光谱基本原理
红外光谱定义及作用
定义
红外光谱（Infrared Spectroscopy， IR）是研究物质在红外光区的吸收和 发射特性的光谱学分支。
实例分析：典型烯烃类有机物红外光谱图
• 以乙烯为例，其红外光谱图在1650cm-1处出现强吸收峰，对 应于C=C伸缩振动；在3020cm-1处出现中等强度吸收峰，对 应于C-H伸缩振动；在1460cm-1处出现弱吸收峰，对应于CC伸缩振动；在965cm-1和870cm-1处出现弱吸收峰，分别 对应于面外弯曲振动。这些特征吸收峰可用于鉴别乙烯及其 他烯烃类有机物。
C-C伸缩振动
位于约1460-1380 cm^-1^和 1100-1000 cm^-1^范围内，表 现为中等强度吸收峰。随着碳链 长度的增加，吸收峰向低波数方 向移动。
C-H弯曲振动
位于约1460-1380 cm^-1^范围 内，表现为弱吸收峰。随着碳链 长度的增加，吸收峰向低波数方 向移动。
实例分析：典型烷烃类有机物红外光谱图
02
烷烃类有机物红外特征吸 收
烷烃类有机物概述
烷烃类有机物定义
烷烃是一类仅由碳和氢两种元素 组成的有机化合物，分子中的碳 原子之间以单键相连，其余价键 均与氢原子结合。
烷烃类有机物种类
根据碳链的长度和形状，烷烃可 分为直链烷烃、支链烷烃和环烷 烃等。
红外特征吸收峰位置及强度
C-H伸缩振动
位于约3000-2800 cm^-1^范围 内，表现为强吸收峰。随着碳链 长度的增加，吸收峰向低波数方 向移动。
各类有机化合物的红外光谱
4. 芳烃
芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） 芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） ：（与烯烃类似
• υ=C－H 3000～3100 cm-1 （芳环C-H伸缩振动） 3000～ 芳环C 伸缩振动） =C－ • υC=C =C 1650～ 芳环骨架伸缩振动） 1650～1450 cm-1（芳环骨架伸缩振动） • γ面外=C-H 900～650 cm-1 用于确定芳烃取代类型 900～ 用于确定 确定芳 取代类型 C 芳环取代基性质无关 而与取代个数有关， 取代基性质无关， （与芳环取代基性质无关，而与取代个数有关，取代 基个数越多， 芳环上氢数目越少， 基个数越多，即芳环上氢数目越少，振动频率越 低。） • γ面外=C-H C 2000～ 倍频 2000～1600 cm-1（w) 用于确定芳 用于确定芳烃取代类型
C4H9－O－C4H9 －
丁醚的红外光谱图
1210-1000cm –1是醚键的不对称伸缩振动 υC-O-C 是醚键的不对称伸缩振动 -
7. 胺和铵盐
CH3CH2CH2CH2NH2
丙胺的红外光谱图
CH3CH2CH2NH3＋Cl－
丙胺盐的红外光谱图
8.羰基化合物 8.羰基化合物 • 因υC=O 非常特征，羰基化合物易与其他 非常特征， 有机物区分。 有机物区分。 • 不同的羰基化合物的区分主要依据： 不同的羰基化合物的区分主要依据： • υC=O 位置 • 其他辅助信息
3. 炔烃
端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 一是叁键上不饱和C 伸缩振动υ 约在3300cm 一是叁键上不饱和C-H伸缩振动υ≡C-H约在3300cm-1处产 叁键上不饱和 生一个中强的尖锐峰 二是C 伸缩振动υ 吸收峰在2140 二是C≡C伸缩振动υ≡C-C吸收峰在2140 ~2100cm-1。 位于碳链中间则只有υ 若C≡C位于碳链中间则只有υ≡C-C在2200cm-1左右一个尖 在对称结构中， 峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。 强度较弱。如果在对称结构中 则该峰不出现。
第二章 红外光谱
（2）羧酸盐的对称伸缩振动s在1450~1300cm-1出现强 峰；硝基s 在1385~1290cm-1出现强峰；砜类as（SO2）在 1440~1300cm-1出现强峰 。
X-Y伸缩振动（13001050 cm-1 ）
伸缩振动类型 醇C-O 伯醇 仲醇 叔醇 酚C-O
醚C-O 脂肪醚 芳香醚 乙烯醚
（2）醛基上的C-H在2820cm-1、2720-1处有两个吸收锋，它 是由C-H弯曲振动的倍频与C-H伸缩振动之间相互作用的结果 （费米共振），其中2720cm-1吸收峰很尖锐，且低于其他的 C-H伸缩振动吸收，易于识别，是醛基的特征吸收峰，可作为 分子中有醛基存在的一个依据。
（3）氧甲基（-OCH3）、氮甲基（-NCH3）和不与芳环相 连的仲胺、叔胺中的亚甲基（-N-CH2-），可在2850-2720cm-1 范围内产生中等强度的吸收峰。
取代基位置等有用情报。
脂肪族化合物C-H面外弯曲振动区
烯烃类型
波数（cm-1)
峰强度
RCH=CH2
990和910
RCH=CHR（顺） 690
强 中至强
RCH=CHR（反） 970
中至强
R2C=CH2 R2C=CHR
890 840-790
中至强 中至强
讨论：
（1）除了R1R2C=CR3R4类型的烯烃化合物，所有其他类 型的烯烃都可用C-H面外弯曲振动作为鉴定的重要依据，其 中=CH2基团除了基频谱带外，在1800cm-1附近可观察到C-H 面外弯曲振动的倍频谱带。
-OCH3 -O-CH2-O-
醛基C-H
波数（cm-1) 2960及2870 2930及2850
2890 2830-2810 2720-2750 2780-2765
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
烯烃
3030 cm-1 （弱）=C-H链中烃； 3080（强）=CH2端位烯烃。
1680-1630 -C=C-（弱）
反式：-CH=CH 顺式：-CH=CH
970-960cm-1 770-665cm-1
06:34:30
例2：化合物C6H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
06:34:30
在这区域可能还会有另外的吸收出现。 （a）间位二取代在725~680cm-1有强吸收。 (b)1、2、3-三取代化合物另外在745~705cm-1有
强吸收。 （c）1、3、5 - 三取代化合物另外在755~675cm-1
有强吸收。
06:34:30
芳烃
• 3030、1600、1580、 1500、1450.
• 解：
06:34:30
壬烯
06:34:30
06:34:30
1-己烯的红外光谱图
06:34:30
06:34:30
06:34:30
三、炔烃
• ≡C-H 3300 cm-1 一取代炔烃：
R-C≡C-H 2140 cm-1 -2100cm-1 二取代炔烃： R-C≡C-R 2260 cm-1 -2190 cm-1
在饱和烃中 1380cm-1为烷 基异构化情况；
1460cm-1为烷烃 中的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
饱和烃
例1：化合物C9H20的红外光谱如下，写出 其结构式。
06:34:30
• 解：计算不饱和度：
06:34:30
06:34:30
庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
CH3
06:34:30
• 解：
06:34:30
例题：下图为一个含有C、H、O的有机化合物的 光谱图，试问： （1）这个化合物是脂肪族还是芳香族？ （2）是醇类还是酮类？ （3）是否含有双键或叁键？
06:34:30
推测C8H8纯液体
解：1）U =1-8/2+8=5 2）峰归属 3）可能的结构
06:34:30
第三节 有机化合物红外光谱谱图的基本特征
首先计算不饱和度：
当U=0时，表示分子是饱和的，应为链状饱和烃及其不含 双键的衍生物；
U=1时，可能有一个双键或脂环； U=2时，可能有两个双键或脂环，也可能有一个叁键； U=4时，可能有一个苯环。
06:34:30
➢3000cm-1为分界线： >3000cm-1为不饱和烃 <3000cm-1为饱和烃，另外可能是醇、
• υC≡N：2260-2240（s）（尖锐）
06:34:31
06:34:31
A 3070,3025 B 2910,2860 06C:324:23110
芳 CH 脂肪 C H
CN
十二、硝基化合物
（1）R-NO2 • υas(NO2)：1565-1543（s） • υs(NO2)：1385-1360（s） • υs(CN)：920-800（m）
（2）Ar-NO2 υas(NO2)：1550-1510（s） υs(NO2)：1365-1335（s） υs(CN)：860-840（s）
不明：750（s）
06:34:31
06:34:31
06:34:31
间二硝基苯的红外光谱
06:34:31
06:34:30
例3：化合物C6H10的红外光谱 如下，写出其结构式。
• 解：
• 己炔 • HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
06:34:30
06:34:30
06:34:30
四、芳香烃
(1)苯环在四个区有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、1625～1450及900～ 650cm-1.
H C CH2
五、醇和酚
（1）醇和酚都含有羟基，有三个特征吸收带：OH、 OH和C-O。
（2）羟基的伸缩振动OH在3670~3230cm-1(S)。 游离的羟基OH尖,且大于3600cm-1； 缔合羟基移向低波数，峰加宽，小于3600cm-1。 缔合程度越大，峰越宽，越移向低波数处。 水和NH在此有吸收。
酚、胺
06:34:30
一、饱和烷烃
(a)CH的伸缩振动：基本在2975~2845cm-1之间，包 括甲基、亚甲基和次甲基的对称及不对称伸缩振动。 (b)CH的变形振动：在1460附近、1380附近及 720~810cm-1会出现有关吸收。
(c)C-C环的骨架振动,在720~1250cm-1。
06:34:30
• 670cm-1苯 看3030、1600～1400
有2～4个吸收峰，可 确定为芳香烃化合物。 从900 cm-1 -650 cm-1 区域出现的峰来确定 取代基的数目和位置。
06:34:30
例题 判断有无芳烃的存在，并指出其波数。
06:34:30
06:34:30
06:34:30
• 例题：化合物C9H12的红外光谱如下，写 出其结构式。
06:34:31
乙酸乙酯的红外光谱图
1743为C=O， 1243为
是第一强峰。
as coc
06:34:31
06:34:31
九、羧酸
• OH：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰
• C=O：1740～1690（m）
• OH：1450～1410（w）
• CO：1266～1205（m）
OH R-C
(b)芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R’
1310~1020cm-1为
as C
O
C
1075~1020cm-1为
s C
O
C
强吸收 强度较弱
06:34:31
（2）一般情况下，只用IR来判别醚是困难的。 因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯类都会 在1100~1250cm-1范围有强的C-O吸收。
06:34:30
CH
CH2
CH3
CH
CH3
CH3
红外光谱
二、 烯烃
（1）烯烃有三个特征吸 区 (a)3100~3000cm-1 ， =CH (b)1680~1620cm-1 ， C=C (a) 、(b)用于判断烯
键的存在与否。 (c)l000~650cm-1，烯碳上质子的面外摇摆振动
=CH，用于判断烯碳上取代类型及顺反异构。
06:34:31
• 醇：
• O-H:3700-3200（变） • 游离O-H: 3670-3580 • 缔合O-H: 3550-3230 • OH: 1410-1260（ｗ） • C-O: 1250-1000（ｓ） • OH: 750-650 (s)
酚：
O-H: 3705-3125(s) C=C: 1650-1430(m)
06:34:31
1-辛醇的红外光谱图
06:34:31
06:34:31
苯酚的红外光谱图
06:34:31
06:34:31
06:34:31
六、醚
（1）醚的特征吸收为碳氧碳键的伸缩振动
as CO
C
和 s
。
COC
(a)脂肪族醚(R-O-R)：
脂肪族醚中
s C
O
C
弱。
as COC
在 1150~1050cm-1(S)
（4）面外变形振动=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个数及强度可以用来判 断苯环上取代基个数及取代模式。
06:34:30
（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在 2000~1650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。
（6）其他 除了上述按邻接氢判断在900~650cm-1的谱带外，
（2）-NH υNH ：3500-3300(m) υNH：1650-1550(vw)
υC-N 脂肪族胺：1220~1020 (m，w) υC-N 芳香胺：1350~1280 (S)
06:34:31
正丙胺的红外光谱图
06:34:31
Ph-CH2NH-Ph的红外光谱
06:34:31
十一、腈-C≡N
06:34:31
06:34:31
06:34:31
酰胺：
七、羰基化合物
1680～1630
羰基：
1710 ～1730
醛 C＝O ～1725(vs) 双峰：υCH：≈2820， ≈2720 （w）
酮 C＝O ～1715(vs)
06:34:31
06:34:31
3-戊酮的红外光谱图
06:34:31
苯甲醛的红外光谱图
(3)υC-O-C
在1330~1050cm-1有两个吸收带，即
as coc
和 csoc
。
其中
as coc
在1330~1150cm-1，峰强度大而且宽，
常为第一强峰。
06:34:31
酯(RCOOR’)
• υC=O：3450ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱw)(泛频) • υC=O: 1770-1720(S) • υCOC: 1300-1000(S)
O
O C-R
HO
羧酸在液体和固体状态，一般以二聚体形式存在， 羧酸分子中既有羟基又有羰基，两者的吸收皆有。
06:34:31
06:34:31
06:34:31
苯甲酸的红外光谱图
06:34:31
十、胺
（1）-NH2 υNH ：3500-3300(m)，双峰 υNH：1650-1590(m，s)
υC-N 脂肪族胺：1220~1020 (m，w) υC-N 芳香胺：1340~1250 (S)
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
(3)苯环的骨架振动：在1625-1450cm-1之间，可能有几个吸收，强弱及个数皆与结构 有关。