红外谱图解析示例
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常见有机物红外谱图解析
谱图解析——1-庚炔
2861cm-1 ， 是 CH2 对 称伸缩振动峰。
谱图解析——1-庚炔
2119cm-1，-CC伸缩振动峰，一般 范围：端炔基，2220±10cm-1；分 子链内炔基，2225±10cm-1。如果 是对称取代，则该峰不出现（比较 4- 辛 炔 ） 。 比 较 庚 腈 的 CN 伸 缩 振 动（2247cm-1)。
3312cm-1， 是CH伸缩振动峰 ，一般来说，范围在3300±20 cm-1，而且非常尖锐。
谱图解析——1-庚炔
2960cm-1 ， 是 CH3 反 对称伸缩振动峰。
谱图解析——1-庚炔
2935cm-1 ， 是 CH2 的 反对称伸缩振动峰。
谱图解析——1-庚炔
2870cm-1 ， 是 CH3 对 称伸缩振动峰。
1350～650cm-1的低频区称为指纹区。
谱图解析——正己烷
正己烷 最常见的有机化合 物。
谱图解析——正己烷
在 3000cm-1 以 下 的 四 个 峰 是饱和C-H伸缩振动峰。
谱图解析——正己烷
在 2962cm-1 处 的 峰 是 CH3基团的反对称伸缩 振动。
谱图解析——正己烷
在2926cm-1处， 是 CH2 的 不 对 称 伸缩振动峰。
常见有机物红外谱图解析
• 叁键和累积双键区，2500～1900cm-1
主要包括炔键-CC-，腈基一CN、丙二烯基—C＝C＝C—，烯酮 基—C＝C＝O、异氰酸酯键基—N＝C＝O等的反对称伸缩振动；
νs：对称伸缩； νas：反对称伸缩； δ：面内弯曲； γ：面外弯曲；
ω：摇摆；
τ：扭曲
累积双键： N=C=O：2240-2275cm-1 N=C=S：2085cm-1 C=C=C：1915-2000cm-1 N=C=N：2120-2155cm-1
红外光谱谱图解析ppt课件
07:35:40
10
（二）计算不饱和度
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。如： 乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 可按下式进行不饱和度的计算：
UN= （2 + 4n6 + 3n5 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n6，n5， n4 ， n3 ， n1 分别为分子中六价，五价，……，一价元素数目。 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
07:35:40
32
07:35:40
33
2、 烯烃，炔烃
Байду номын сангаас
CH
CH 伸
CC 缩
CC 振
a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
动
CH 变
形
振 动
H CH H C H C CH2
CH
07:35:40
υ（C-H）
3080 cm-1 3030 cm-1
3080 cm-1 3030 cm-1 3300 cm-1
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键） S-H P-H
C=O C-C，C-N，C-O N-O N-N C-F C-X
N-H
CN C=N
3500
07:35:40
3000 2500 2000 特征区
C-H，N-H，O-H
1500
1000 500 指纹区
28
三、各类化合物的红外光谱特征
07:35:40
29
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
红外光谱谱图解析
作判断有无甲基存在的依据。 烯烃的C—H弯曲振动在1000~800 cm-1范围，可以借以鉴别各种取代类
型的烯烃。 芳烃的C—H弯曲振动主要是900~650 cm-1处的面外弯曲振动，对确定
苯的取代类型很有帮助。
19:06:26
②C—O伸缩振动 这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。 醇的C—O在1260~1000 cm-1；酚的C—O1350~1200 cm-1； 醚的C—O在1250~1100 cm-1；饱和醚常在1125 cm-1出现； 芳香醚多靠近1250 cm-1。
19:06:26
酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；
19:06:26
羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
19:06:26
（4）确定好可能基团后，对指纹区的谱带进行分析
19:06:26
（六）确证解析结果 按以下几种方法验证 1、设法获得纯样品，绘制其光谱图进行对照，但必须考虑 到样品的处理技术与测量条件是否相同。 2、若不能获得纯样品时，可与标准光谱图进行对照。当谱 图上的特征吸收带位置、形状及强度相一致时，可以完全确 证。当然，两图绝对吻合不可能，但各特征吸收带的相对强 度的顺序是不变的。 常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz 学会谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
19:06:26
3、再根据谱带的位置、强度、宽度等特征，推测官能团可能与什么取 代基相连接。
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键）
C=O C-C，C-N，C-O
S-H P-H N-O N-N C-F C-X
型的烯烃。 芳烃的C—H弯曲振动主要是900~650 cm-1处的面外弯曲振动，对确定
苯的取代类型很有帮助。
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②C—O伸缩振动 这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。 醇的C—O在1260~1000 cm-1；酚的C—O1350~1200 cm-1； 醚的C—O在1250~1100 cm-1；饱和醚常在1125 cm-1出现； 芳香醚多靠近1250 cm-1。
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酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强；
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羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体；
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（4）确定好可能基团后，对指纹区的谱带进行分析
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（六）确证解析结果 按以下几种方法验证 1、设法获得纯样品，绘制其光谱图进行对照，但必须考虑 到样品的处理技术与测量条件是否相同。 2、若不能获得纯样品时，可与标准光谱图进行对照。当谱 图上的特征吸收带位置、形状及强度相一致时，可以完全确 证。当然，两图绝对吻合不可能，但各特征吸收带的相对强 度的顺序是不变的。 常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz 学会谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
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3、再根据谱带的位置、强度、宽度等特征，推测官能团可能与什么取 代基相连接。
=C-H C-H CC C=C
O-H O-H（氢键）
C=O C-C，C-N，C-O
S-H P-H N-O N-N C-F C-X
4-3红外光谱解析
面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
（=C-H）
R1
H
CC
970 cm-1（强）
H
R2
R1
R3 CC
790-840 cm-1
R2
H （820 cm-1）
R1
R2 （=C-H）
H
CC H
800-650 cm-1 （690 cm-1）
R1 C C H 990 cm-1
H
H 910 cm-1 （强）
1195 cm-1
C H3 C C H3 CH
3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 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=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） n≥ 720 cm-1 （中强 ）
1300cm-1 ~ 910 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、C=S、S=O、P=O等双键 的伸缩振动、部分含氢基团的变形振动吸收。
910 ~ 650 cm-1区域是烯烃、芳烃的C-H的面外弯曲振动吸 收位置，对结构敏感，吸收峰可用来确认化合物的顺反构 型或苯环的取代类型。
第三节 红外光谱解析
一、官能团区和指纹区
红外光谱
官能团区：4000~1300cm-1（1350） 2.5~7.7μm
指纹区：1300~600cm-1（1350~650） 7.7~16.7μm
官能团区：X-H的伸缩振动以及各种双键、叁键的伸缩 振动吸收峰出现的区域，此区域内峰较稀疏，是鉴定 工作最有价值的区域。
红外光谱谱图解析ppt课件
29
1、烷烃（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H )
3000cm-1
CH3
δ as1460 cm-1 δ s1380 cm-1
重 叠
CH2 δ s1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 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
12:59:55
14
1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 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 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
(3)2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区
1170cm-1
1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
4:5 1195 cm-1
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
31
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=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
正溴丁烷的波谱解析 troscopy，IR
12:59:55
1
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
红外光谱分析方法
ν C O 1235 cm 1
该化合物为结构 2
练习
(书后P276题15) (书后P276题15)
ν φ H 3030
ν
as CH 3
ν C =(芳) 1588 , 和1471 1494 C
2925
as δ CH 3
s δ CH 3 1380 1442 ν C N 1303, 1268
γ φ H 748cm1 (单)
ν NH 3430 , (双) 3300
δ NH 2 1622
续前
解: U = 2 + 2 × 7 + 1 9 = 4 推测可能含苯环 2 3030 cm 1 可能为ν φ H
1588 , 和1471cm 1 1494 (三峰) 可能为ν C =(芳环) C 748cm 1 (单峰) 可能为γ φ H (双取代)
否定结构 4
续前
综上所述,峰归属如下 :
ν φ H 3060 ,3040 和3020 cm 1
1584 和 1493 cm 1 ν C =(芳环) 1600 , C
γ φ H (单取代) 756 和 702 cm 1 (双峰) ν CH 2 2938 ,2918 和 2860 cm 1 δ CH 2 1452 cm 1
图示
图示
二,IR光谱解析实例 IR光谱解析实例
练习 : 某化合物C9H10O,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 某化合物C ,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 3040,2980,2920,1690( ),1600,1580,1500, 3040,2980,2920,1690(s),1600,1580,1500, 1370,1230,750,690cm1370,1230,750,690cm-1,试推断分子结构 解: U = 2 + 2 × 9 10 = 5 可能含有苯环 2 1 1690 cm 强吸收 为ν C =O 3080 ,3040 cm 1有吸收 可能为ν φ H
红外光谱谱图解析Ppt讲课文档
（1）两类基本振动形式
伸缩振动 亚甲基：
变形振动
亚甲基
202222//44//1133
第六页，共六十九页。
甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称
υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称
υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
202222//44//1133
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
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第四页，共六十九页。
２、为什么红外光谱图纵坐标的范围为4000~400 cm-1？
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
202222//44//1133
第二页，共六十九页。
一、认识红外光谱图
202222//44//1133
第三页，共六十九页。
1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）：很
强；s（strong）：强；
m（medium）：中强；
w（weak）：弱。
峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰
、双峰等类型
常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz学会 谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
202222//44//1133
第十四页，共六十九页。
1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 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）
伸缩振动 亚甲基：
变形振动
亚甲基
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甲基的振动形式
伸缩振动 甲基：
对称
υs(CH3) 2870 ㎝-1
不对称
υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
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对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
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２、为什么红外光谱图纵坐标的范围为4000~400 cm-1？
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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一、认识红外光谱图
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1、红外光谱图
峰强：Vs（Very strong）：很
强；s（strong）：强；
m（medium）：中强；
w（weak）：弱。
峰形：表示形状的为宽峰、尖峰、肩峰
、双峰等类型
常见的标准红外光谱图集有Sadtler红外谱图集、Coblentz学会 谱图集、API光谱图集、DMS光谱图集。
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1、红外光谱信息区
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 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）
红外谱图解析示例
Wavenumbers (cm-1)
11 21 10 74
1000
10 39 96 2 94 1
10 17 99 2
84 2 74 4 70 5 65 1 56 8 50 3 41 1
酰胺的红外光谱图
12:26:13
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
-1
1:1
1155cm-1
1170cm-1
4:5
C H3
C H3 C C H3 C H3
12:26:13
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 ）
羟基
—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
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
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C C
C C
H R2
890 cm-1（强）
2：1800-1780 cm-1
2021/5/14
谱图
2021/5/14
2021/5/14
对比
烯烃顺反异构体
2021/5/14
3.醇（—OH）
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
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的 “对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱 和度为1。 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
= （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
2021/5/14
3）谱图解析
2021/5/14
2021/5/14
2. 烯烃，炔烃
CH
C H 伸缩
CC
振动
CC
a)C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1)
H
υ（C-H）
C H 3080 cm-1
H
C
3030 cm-1
3080-3030 cm-1
C H 变形
振动
H C CH 2
CH
3080 cm-1 3030 cm-1 3300 cm-1
n=3 730 ~740 cm-1 （中 ） 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 1400 1300cm-1
-（CH2）nn
2021/5/14
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 C H3
1385-1380cm-1
1372-1368cm-1 1391-1381cm-1 1368-1366cm-1
CH3 δs 1:1
4:5
C—C骨架振动 1155cm-1
（1）排除杂峰、溶剂峰
H2O 3700cm –1 （溶剂中） 3450 -3330cm –1 （样品或KBr中） 2000-1280cm –1 （大气中）
CO2 2345cm –1
667 cm-1
（2）根据图检索特征峰
KBr 1100cm-1
2021/5/14
原则 先特征区，后指纹区； 先最强峰，后次强峰； 先粗查， 后细找； 先否定 ，后肯定。 先从基团频率区的最强谱带开始，推测未知物可能含有
2021/5/14
2 . 未知物结构的测定 图谱解析
1）收集样品的有关资料和数据。了解试样的来源、 以估计其可能是哪类化合物；测定试样的物理常数，如熔 点、沸点、溶解度、折光率等，作为定性分析的旁证；
2）根据元素分析及相对摩尔质量的测定，求出化学 式并计算化合物的不饱和度。
2021/5/14
=1+n4+(n3-n1)/2
3330 cm -1 3 0 7 0 c m -1 δ （ N-H）（ 面 内 ） 倍 频
1655 cm1550 cm1290 cm-
1650 cm -1
1650 cm -1
1180-1060 cm -1
2021/5/14
酸酐和 酰氯的 红外光 谱图
2021/5/14
氰基化合物 的红外光谱 图
υC≡N=2275-2220cm-1
3000 cm-1 2900-2800 cm-1
2021/5/14
b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1 )
反式烯
R1
H
CC
υ（C=C）
H
R2
三取代烯
R1
R3
CC
R2
H
1680-1665 cm-1
四取代烯 顺式烯
R1
R3
CC
R2
R4
R1
R2
CC
H
H
弱，尖 分界线
1660cm-1
乙烯基烯 亚乙烯基烯
1170cm-1
1195 cm-1
C H3 C C H3 C H3
1405-1385cm-1 1372-1365cm-1
1:2 1250 cm-1
2021/5/14
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=2 740 ~ 750 cm-1 （中 ）
分子间氢键随浓度而变， 而分子内氢键不随浓度而变。
结晶水 3600-3450 cm-1
2021/5/14
3515cm-1
2895 cm-1
3640cm-1
2950cm-1 3350cm-1
乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
2021/5/14
0．01M
0．1M 0．25M 1．0M
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游离 3500 cm -1 3400 cm -1 1690 cm -1 1600 cm -1 1400 cm -1 700 cm -1
3440 cm -1
1680 cm1530 cm1260 cm 700 cm -1 650 cm -1
缔合 3350-3100 几个峰 1650 cm -1 1640 cm -1
~2850cm-1
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5．醛、酮
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醛
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6．羧酸及其衍 生物
羧酸的红外光谱图
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酰胺的红外光谱图
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不同酰胺吸收峰数据
谱带类型
υ （ N-H）
伯 酰 胺
υ （ C=O） δ （ N -H）（ 面 内 ）
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一、红外谱图解析
analysis of infrared spectrograph
1．烷烃
（CH3，CH2，CH）(C—C,C—H
3000cm-1
CH3
)
δas1460
cm-1
重
δs1380 cm-1
叠
CH2 δs1465 cm-1
CH2 r 720 cm-1（水平摇摆）
CH2 对称伸缩2853cm-1±10 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
的基团，判断不可能含有的基团。 再从指纹区的谱带进一步验证，找出可能含有基团的相
关峰，用一组相关峰确认一个基团的存在。 对于简单化合物，确认几个基团之后，便可初步确定分
子结构，然后查对标准谱图核实。
υ （Ｃ－Ｎ）
δ （ N -H）（ 面 外 ）
υ （ N-H）
仲
υ （ C=O）
酰 δ （ N -H）（ 面 内 ）
胺
υ （Ｃ－Ｎ）
δ （ N -H）（ 面 外 ）
δ (OCN)
叔 酰
υ （ C=O）
胺
υ （Ｃ－Ｎ）
谱带名称
酰胺Ⅰ谱带 酰胺Ⅱ谱带 酰胺Ⅲ谱带 酰胺Ⅳ谱带
酰胺Ⅰ谱带 酰胺Ⅱ谱带 酰胺Ⅲ谱带 酰胺Ⅳ谱带 酰胺Ⅴ谱带
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4. 醚（C—O—C）
脂族和环的C-O-C
υas 1150-1070cm-1
芳族和乙烯基的=C-O-C
脂族 R-OCH3 υs (CH3) 芳族 Ar-OCH3 υs (CH3)
υas 1275-1200cm-1 （1250cm-1 ） υs 1075-1020cm-1
2830-2815cm-1
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硝基化合物的 脂肪族 红外光谱图
芳香族
υAS （N=O）=1565-1545cm-1 υS （N=O）=1385-1350cm-1 υAS （N=O）=1550-1500cm-1 υS （N=O）=1365-1290cm-1
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二、未知物结构确定structure determination of
第十八章
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
第四节 红外谱图解析
analysis of infrared spectrograph
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2 . 未知物结构的测定 如果未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标 准谱图进行查对： （1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸收带 相同的标准谱图； （2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后再由化 学分类索引查找标准谱图对照核实。
几种标准谱图 （1）萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图 （2）Aldrich红外谱图库 （3）Sigma Fourier红外光谱图库
解：1） =1-8/2+8=5
2）峰归属 3）可能的结构
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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
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H3C
CN
内容选择：
第一节 红外基本原理
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
式中n4、n3、n1、分别为分子中所含的四价、三价和一 价元素原子的数目。