基团红外吸收图谱
红外识谱图看似复杂，其实也有规律可循，试试这个口诀，说不定也是一种方法。
红外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。
看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。
识图先学饱和烃，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。
1470碳氢弯，1380甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。
烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，～1650会出现。烯氢面外易变形，1000以下有强峰。910端基氢，再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970；
单氢出峰820，干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。芳烃呼吸很特征，1600～1430。1650～2000，取代方式区分明。900～650，面外弯曲定芳氢。
五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢
醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与π键紧相连，二个吸收要看准，
1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰，
环氧乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右最特征。
缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。酸酐也有C－O键，开链环酐有区别，
开链强宽一千一，环酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。
吸电效应波数高，共轭则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。
二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、
酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。
羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。
1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸，
1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。
氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰；
N－H变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；
碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三，
叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。
八百左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽，
仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。
硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。1350、1500，分为对称反对称。
氨基酸，成内盐，3100～2100峰形宽。1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。
盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。
钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。注意羟基水和铵，先记几种普通盐。
1100是硫酸根，1380硝酸盐，1450碳酸根，一千左右看磷酸。
硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，红外识谱不算难
1.红外光谱法的一般特点
特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大
2.对样品的要求
①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格
?这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照
?多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析
②试样不应含水（结晶水或游离水）
水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理
③试样浓度和厚度要适当
使最强吸收透光度在5～20%之间
3.定性分析和结构分析
红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具
①已知物的鉴定
将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadtler 标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性
使用文献上的谱图应当注意：试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同
②未知物的鉴定
未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：
A.利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图
B.进行光谱解析，判断试样可能的结构。然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实
解析光谱之前的准备：
?了解试样的来源以估计其可能的范围
测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证?
?根据元素分析及分子量的测定，求出分子式
?计算化合物的不饱和度Ω，用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为：
A.从特征区的最强谱带入手，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团
B.用指纹区的谱带验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰来确认一个基团的存在
C.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
D.查对标准光谱核实
③新化合物的结构分析
红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。
④鉴定细菌，研究细胞和其它活组织的结构
4.定量分析（资料来源：）
?红外光谱有许多谱带可供选择，更有利于排除干扰。红外光源发光能量较低，红外检测器的灵敏度也很低，ε＜103
?吸收池厚度小、单色器狭缝宽度大，测量误差也较大
☆对于农药组份、土壤表面水份、田间二氧化碳含量的测定和谷物油料作物及肉类食品中蛋白质、脂肪和水份含量的测定，红外光谱法是较好的分析方法
4 基团频率区
中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300（1800）cm-1和1800（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。这种振动基团频率和特征吸收峰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
（1）4000 ~2500 cm-1X-H伸缩振动区，X可以是O、N、C或S等原子。
O-H基的伸缩振动出现在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。
当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl4），浓度于0.01mol. dm-3时，在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H 基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm-1出现一个宽而强的吸收峰。
胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1，因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰。
C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种：
饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下，约3000~2800 cm-1，取代基对它们影响很小。如-CH3基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近；R2CH2基的吸收在2930 cm-1和2850 cm-1附近；R3CH基的吸收基出现在2890 cm-1附近，但强度很弱。
不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。
苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆键稍弱，但谱带比较尖锐。
不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm-1范围内，末端= CH2的吸收出现在3085 cm-1附近。
叁键oCH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm-1）附近。
（2）2500~1900 cm-1为叁键和累积双键区，主要包括-CoC、-CoN等叁键的伸缩振动，以及-C =C=C、-C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。
对于炔烃类化合物，可以分成R-CoCH和R￠-C oC-R两种类型：
R-CoCH的伸缩振动出现在2100~2140 cm-1附近；
R￠-C oC-R出现在2190~2260 cm-1附近；
R-C oC-R分子是对称，则为非红外活性。
-C oN基的伸缩振动在非共轭的情况下出现2240~2260 cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。若分子中含有C、H、N原子，-C oN基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-C oN基越近，-C oN基的吸收越弱，甚至观察不到。
（3）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：
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。酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰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有一定的作用。
指纹区
（1）1800（1300）cm-1 ~ 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。
其中：1375 cm-1的谱带为甲基的d C-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在1300~1000 cm-1，是该区域最强的峰，也较易识别。
（2）900 ~ 650 cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。
利用上区域中苯环的C-H面外变形振动吸收峰和2000~ 1667cm-1区域苯的倍频或组合频吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。
红外光谱
红外光区划分：通常将红外波谱区分为近红外（near-infrared），中红外（middle-infrared）和远红外（far-infrared）。
区域波长范围
（mm）
波数范围（cm-1）频率（Hz）
近红外0.78-2.5 12800-4000 3.8′1014-1.2′1014中红外 2.5-50 4000-200 1.2′1014-6.0′1012
远红外50-1000 200-10 6.0′1012-3.0′1011
常用 2.5-15 4000-670 1.2′1014-2.0′1013当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，产生分子振动能级和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。
物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。
通过比较大量已知化合物的红外光谱，发现：组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O 和CoC等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（n=0）跃迁至第一振动激发态（n=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。因为（振动量子数的差值）△n=1时，n L=n，所以基频峰的位置（n L）等于分子的振动频率。
在红外吸收光谱上除基频峰外，还有振动能级由基态（n=0）跃迁至第二激发态（n=2）、第三激发态（n=3）?，所产生的吸收峰称为倍频峰。
由n = 0跃迁至n = 2时，△n = 2，则nL = 2n，即吸收的红外线谱线（nL）是分子振动频率的二倍，产生的吸收峰称为二倍频峰。
下图是双原子分子的能级示意图，图中E A和E B表示不同能量的电子能级，在每个电子能级中因振动能量不同而分为若干个n = 0、1、2、3……的振动能级，在同一电子能级和同一振动能级中，还因转动能量不同而分为若干个J= 0、1、2、3……的转动能级。
由于分子非谐振性质，各倍频峰并非正好是基频峰的整数倍，而是略小一些。以HCl为例：
基频峰（n0→1）2885.9 cm-1最强
二倍频峰（n0→2 ）5668.0 cm-1较弱
三倍频峰（n0→3 ）8346.9 cm-1很弱
四倍频峰（n0→4 ）10923.1 cm-1极弱
五倍频峰（n0→5 ）13396.5 cm-1极弱
除此之外，还有合频峰（n1+n2，2n1+n2，?），差频峰（n1-n2，2n1-n2，?）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。
红外光谱特点
1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低；
2）应用范围广：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；
3）分子结构更为精细的表征：通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；
4）定量分析；
5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品；
6）分析速度快；
7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能
主要基团的红外特征吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰 基团振动类型波数（cm-1）波长（μm）强 度 备注 一、烷烃类CH伸 CH伸（反称） CH伸（对称） CH弯（面） C-C伸3000～2843 2972～2880 2882～2843 1490～1350 1250～1140 3.33～ 3.52 3.37～ 3.47 3.49～ 3.52 6.71～ 7.41 8.00～ 8.77 中、 强 中、 强 中、 强 分为反称与对 称 二、烯烃类CH伸 C＝C伸 CH弯（面） CH弯（面外） 单取代 双取代 顺式 反式3100～3000 1695～1630 1430～1290 1010～650 995～985 910～905 730～650 980～965 3.23～ 3.33 5.90～ 6.13 7.00～ 7.75 9.90～ 15.4 10.05～10.15 10.99～11.05 13.70～15.38 10.20～10.36 中、 弱 中 强 强 强 强 强 C＝C＝C为 2000～1925 cm-1 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～3.03 4.41～ 4.76 7.94～ 8.03 15.50～16.25 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动（ C C= ν） CH弯（面） CH弯（面外）3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 1250～1000 910～665 3.23～ 3.33 5.00～ 6.00 6.25± 0.08 6.67± 0.10 6.33± 0.04 变 弱 强 三、四个峰，特 征 确定取代位置
红外谱图解析基本知识
红外谱图解析基本知识 基团频率区 中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300（1800）cm-1和1800 （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。这种振动基团频率和特征吸收峰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 (1) 4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区，X可以是O、N、C或S等原子。 O-H基的伸缩振动出现在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。 当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl4），浓度于0.01mol. dm-3时，在3650 ~3580 cm-1 处出现游离O-H基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。 胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 ，因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰。 C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种： 饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下，约3000~2800 cm-1 ，取代基对它们影响很小。如-CH3 基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近；R2CH2基的吸收在2930 cm-1 和2850 cm-1附近；R3CH基的吸收基出现在2890 cm-1 附近，但强度很弱。 不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。 苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆键稍弱，但谱带比较尖锐。 不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm-1范围内，末端= CH2的吸收出现在3085 cm-1附近。 叁键oCH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm-1 ）附近。 (2) 2500~1900 cm-1为叁键和累积双键区，主要包括-CoC、-CoN等叁键的伸缩振动，以及-C =C=C、-C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。 对于炔烃类化合物，可以分成R-CoCH和R￠-C oC-R两种类型： R-CoCH的伸缩振动出现在2100~2140 cm-1附近； R￠-C oC-R出现在2190~2260 cm-1附近； R-C oC-R分子是对称，则为非红外活性。 -C oN 基的伸缩振动在非共轭的情况下出现2240~2260 cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。若分子中含有C、H、N原子，-C oN基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-C oN基越近，-C oN基的吸收越弱，甚至观察不到。
(完整版)红外各基团特征峰对照表
红外各基团特征峰对照表 一、红外吸收光谱中的重要区段： 1) O-H、N-H伸缩振动区(3750~3000 cm-1) 2) 不饱和碳上的C-H伸缩振动区(3300~3000 cm-1) 不饱和碳(三键和双键、苯环)上的C-H的伸缩振动在3300~3000 cm-1区域中出现不同的吸收峰。 3) C-H伸缩振动区(3000~2700 cm-1) 饱和碳上的C-H伸缩振动(包括醛基上的C-H) 4) 叁键和累积双键区(2400~2100 cm-1) 波数在2400~2100 cm-1区域内的谱带较少。 5) 羰基的伸缩振动区(1900~1650 cm-1) 羰基的吸收最常见出现的区域为1755~1670 cm-1。由于羰基的电偶极矩较大，一般吸收都很强烈，常成为IR光谱中的第一强峰。 6) 双键伸缩振动区(1690~1500 cm-1) 该区主要包括C=C，C=N，N=N，N=O等的伸缩振动以及苯环的骨架振动(σC=C)。 7) X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区(1475~1000 cm-1) 这个区域主要包括C-H面内弯曲振动, C-O、C-X(卤素)等伸缩振动, 以及C-C单键骨架振动等。该区域是指纹区的一部分。 8) C-H面外弯曲振动区（1000~650 cm-1） 烯烃、芳烃的C-H面外弯曲振动（σC-H）在1000~650 cm-1区。苯环邻二取代：770~735cm-1；苯环间二取代：710~690、810~750cm-1；苯环对二取代：830~810cm-1 具体对照表如下所示： （其中：VS：很强；W：弱；S：强；VW：很弱；m：中等；w：宽） 1、O-H、
常见基团红外光谱特征频率
仲酰胺 -CONH- 仲酰胺仲C=O与NH可以分别位于分子键的同侧或异测，因而有顺式和反式之别，顺式比反式频率低，由于含量不同，两峰强度可能相差较大 NH 3500~3400 反式3460~3400 顺式3440~3420 顺式和反式3100~3070 NH2平面变角振动的倍频 C=O 1700~1670 酰胺吸收带1，当N上有吸电子取代基时，C-O 频率向高频位移 δN-H 键状1550 ~1510 环状1430 酰胺吸收带2 C-N 1260 酰胺吸收带3 γN-H 700 酰胺吸收带4 氮氮双键 烷基偶氮化合物1575~1555 v N=N伸缩 反式芳香偶氮化合物1440~1410 弱N=N伸缩 顺式芳香偶氮化合物约1510 弱N=N伸缩 芳烃 芳烃=C-H 和环C=C伸缩振动 =C-H 3080~3010 m 出现一组谱峰（3-4个）=C-H -C=C- 1625~1590 v 通常在大约1600处 1590~1575 v 若共轭在1580出现强谱带 1520~1470 v 有吸电子基团取代时通常在大约1470，有给电子基团取代时 通常在大约1510 1465~1430 v 芳环上=C-H非平面变角振动频率 1，4-二取代860-800 vs 羟基 羟基O-H伸缩振动 游离O-H 3670~3580 v 尖峰，OH伸缩 氢键缔合O-H 3550~3230 m-s 通常峰形宽，振动频率与浓度有关 （分子间） 氢键缔合O-H 3590~3400 v 通常峰形窄，振动频率与浓度无关 （分子内） 螯合O-H 3200~2500 v 通常峰形宽，振动频率与浓度无关 羟基O-H变形振动 伯、伯醇1350~1260 s 面内变形 叔醇1410~1310 s 面内变形
主要基团的红外特征吸收峰
主要基团的红外特征 吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰 基团振动类型波数（cm-1）波长 （μm）强 度 备注 一、烷烃类CH伸 CH伸（反 称） CH伸（对 称） CH弯（面内） C-C伸3000～2843 2972～2880 2882～2843 1490～1350 1250～1140 3.33～ 3.52 3.37～ 3.47 3.49～ 3.52 6.71～ 7.41 8.00～ 8.77 中、 强 中、 强 中、 强 分为反称与对 称 二、烯烃类CH伸 C＝C伸 CH弯（面内） CH弯（面外） 单取代 双取代 顺式 反式3100～3000 1695～1630 1430～1290 1010～650 995～985 910～905 730～650 980～965 3.23～ 3.33 5.90～ 6.13 7.00～ 7.75 9.90～ 15.4 10.05～10.15 10.99～11.05 13.70～15.38 10.20～10.36 中、 弱 中 强 强 强 强 强 C＝C＝C为 2000～1925 cm-1 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面内） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～3.03 4.41～ 4.76 7.94～ 8.03 15.50～16.25 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动 （C C= ν） CH弯（面内） CH弯（面外）3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 1250～1000 910～665 3.23～ 3.33 5.00～ 6.00 6.25±0.08 6.67±0.10 6.33±0.04 6.90±0.10 8.00～ 10.00 10.99～15.03 变 弱 强 三、四个峰， 特征 确定取代位置
红外的基团频率和特征吸收峰
物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。多原子分子的红外光谱与其结构的关系，一般是通过实验手段得到。这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱，从中总结出各种基团的吸收规律。实验表明，组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C C等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。 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：
（1）4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区，X可以是O、H、C或S 等原子。 O-H基的伸缩振动出现在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。当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl4），浓度于0.01mol. dm-3时，在3650 ~3580 cm-1处出现游离O-H基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种。饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下，约3000~2800 cm-1 ，取代基对它们影响很小。如-CH3 基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近；- CH2基的吸收在2930 cm-1 和2850 cm-1附近； CH（不是炔烃）基的吸收基出现在2890 cm-1 附近，但强度很弱。不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆稍弱，但谱带比较尖锐。 不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm-1范围内，末端= CH2的吸收出 现在3085 cm-1附近。 叁键 CH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm-1 ）附
2021年主要基团的红外特征吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰 欧阳光明（2021.03. 07） 基团振动类型波数（cm- 1） 波长 （μm） 强度备注 一、烷烃类CH伸 CH伸（反 称） CH伸（对 称） CH弯（面内） C-C伸3000～2843 2972～2880 2882～2843 1490～1350 1250～1140 3.33～3.52 3.37～3.47 3.49～3.52 6.71～ 7.41 8.00～8.77 中、 强 中、 强 中、 强 分为反称与对 称 二、烯烃类CH伸 C＝C伸 CH弯（面内） CH弯（面外） 单取代 双取代 顺式 反式3100～3000 1695～1630 1430～1290 1010～650 995～985 910～905 730～650 980～965 3.23～3.33 5.90～ 6.13 7.00～7.75 9.90～15.4 10.05～ 10.15 10.99～ 11.05 13.70～ 15.38 10.20～ 10.36 中、 弱 中 强 强 强 强 强 C＝C＝C为 2000～1925 cm-1 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面内） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～3.03 4.41～4.76 7.94～8.03 15.50～ 16.25 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动 （） CH弯（面内） CH弯（面外）3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 1250～1000 910～665 3.23～3.33 5.00～ 6.00 6.25±0.08 6.67±0.10 6.33±0.04 6.90±0.10 8.00～ 10.00 10.99～ 15.03 变 弱 强 三、四个峰， 特征 确定取代位置
附红外吸收光谱(IR)的基本原理及应用
附红外吸收光谱（IR）的基本原理及应用 一、红外吸收光谱的历史 太阳光透过三棱镜时，能够分解成红、橙、黄、绿、蓝、紫的光谱带；1800年，发现在红光的外面，温度会升高。这样就发现了具有热效应的红外线。红外线和可见光一样，具有反射、色散、衍射、干涉、偏振等性质；它的传播速度和可见光一样，只是波长不同，是电磁波总谱中的一部分。（图一）、波长范围在0.7微米到大约1000微米左右。红外区又可以进一步划分为近红外区＜0.7到2微米，基频红外区（也称指纹区，2至25微米）和远红外区（25微米至1000微米）三个部分。 1881年以后，人们发现了物质对不同波长的红外线具有不同程度的吸收，二十世纪初，测量了各种无机物和有机物对红外辐射的吸收情况，并提出了物质吸收的辐射波长与化学结构的关系，逐渐积累了大量的资料；与此同时，分子的振动――转动光谱的研究逐步深入，确立了物质分子对红外光吸收的基本理论，为红外光谱学奠定了基础。1940年以后，红外光谱成为化学和物理研究的重要工具。今年来，干涉仪、计算机和激光光源和红外光谱相结合，诞生了计算机－红外分光光度计、傅立叶红外光谱仪和激光红外光谱仪，开创了崭新的红外光谱领域，促进了红外理论的发展和红外光谱的应用。 二、红外吸收的本质 物质处于不停的运动状态之中，分子经光照射后，就吸收了光能，运动状态从基态跃迁到高能态的激发态。分子的运动能量是量子化的，它不能占有任意的能量，被分子吸收的光子，其能量等于分子动能的两种能量级之差，否则不能被吸收。 分子所吸收的能量可由下式表示： E＝hυ＝hc/λ 式中，E为光子的能量，h为普朗克常数，υ为光子的频率，c为光速，λ为波长。由此可见，光子的能量与频率成正比，与波长成反比。 分子吸收光子以后，依光子能量的大小，可以引起转动、振动和电子能阶的跃迁，红外光谱就是由于分子的振动和转动引起的，又称振－转光谱。
红外光谱分析
红外光谱分析 序言 二十世纪初叶，Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。当今红外光谱仪的分辨率越来越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。红外光谱提供的某些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类（酸酐、酯、酮或醛）是其他光谱技术难以替代的。因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。 一、基本原理 1、基本知识 光是一种电磁波。可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。表1列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。 红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。通常红外光谱系指2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1或4000-400cm-1。 这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动，分子在振
动运动的同时还存在转动运动。在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。 每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作出鉴别。 红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。光学中的一个基本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。设υ为波数，其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数，并应具有以下关系：波数(cm-1)＝104/波长(μ) 波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的波长值。红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%)表示。 2、红外光谱的几种振动形式 主要的基本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。 (1)伸缩振动(υ) 沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。它的吸收频率相对在高波数区。 (2)弯曲振动(δ) 包括面内、面外弯曲振动，变角振动，摇摆振动等。它的吸收频率相对在低波数区。 4000cm-1（高） 400cm-1（低） 3、红外光谱吸收峰主要的几种类型 (1)基频峰：伸缩振动，弯曲振动产生的吸收峰均为基频峰。 (2)倍频峰：出现在基频峰波数二倍处。如基频为900cm-1，倍频为 1800cm-1。 4、红外光谱吸收峰的强度
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） asCH asCH sCH sCH asCH CH sCH CH CH CH C=C CH CH CH C=C CH CH C≡C CH CH C=C CH OH OH
CO OH OH C=C OH CO CO C=O CH C=O OH C=O OH CO CO C=O C=O 泛频C=O C=O COC NH2NH CN CN NH NH CN CN asNH C=O CN
sNH NH NH2 NH CN+NH C=O NH+CN C=O C=O C≡N NO2NO2 CN NO2NO2 CN 吡啶类 CH C=C及C=N CH CH 嘧啶类 CH C=C及C=N CH CH *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。
中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域，而每个区域又可以分为若干个波段。 官能团区 官能团区（或称基团频率区）波数范围为4000～1300cm -1 ， 又可以分为四个波段。 ★ 4000～2500cm -1 为含氢基团x —H （x 为O 、N 、C ）的伸缩振动区，因为折合质量小，所以波数高，主要有以下五种基团吸收 ● 醇、酚中O —H ：3700～3200cm -1 ， 无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐， 强度为ｓ 缔合的O —H 在低 一侧， 峰形宽钝， 强度为ｓ ● 羧基中O —H ： 3600～2500 cm -1 ， 无缔合的O —H 在高 一侧，峰形尖锐， 强度为ｓ 缔合可延伸至2500 cm -1 ，峰非常宽钝， 强度为ｓ ● N —H ： 3500～3300 cm -1 ， 伯胺有两个H ，有对称和非对称两个峰， 强度为ｓ—ｍ 叔胺无H ，故无吸收峰 ● C —H ： ＜3000 cm -1 为饱和C ： ～2960 cm -1 ( ),～2870 cm -1 ( ) 强度为ｍ-ｓ ～2925 cm -1 ( ),～2850 cm -1 ( ) 强度为ｍ-ｓ ～2890 cm -1 强度为ｗ ＞3000 cm -1 为不饱和 C ： (及苯环上C-H)3090～3030 cm -1 强度为ｍ ～3300 cm -1 强度为ｍ ● 醛基中C —H ：～2820及～2720两个峰 强度为ｍ－ｓ
红外影响特征基团频率位移的因素-1
分子内部因素对红外吸收频率的影响 分子被红外光激发后，分子中各个原子或基团都会产生特征的振动，从而在特定的位置出现吸收峰。相同类型的化学键的振动是非常接近的，总是在某一范围内出现，例如羰基（C=O）伸缩振动的频率范围在1850~1600cm-1，因此认为这一频率范围是羰基的特征频率。当然，同一类型的基团所处的化学环境不完全相同，它们的吸收峰频率也会发生一定位移。 （1）、诱导效应 两个原子结合成化学键是由于这两个原子的价电子进入成键的分子轨道，但是成键轨道上的电子云并不是完全固定的，它的电子云密度要受到邻近取代基的影响，从而引起键的力常数的变化，该键的振动频率也发生变化，此为诱导效应。用-I表示电负性基团或者吸电子基团的诱导效应，电子云密度向着吸电子基团的方向移动；用+I 表示正性基团或者推电子基团的诱导效应，电子云密度向推电子基团相反的方向移动。诱导效应可以用下式表示：推电子集团 推电子基团吸电子基团 基团-I效应按下列顺序逐渐减少： 诱导效应所引起的振动频率位移主要取决于原子的电负性或者取代基团的总电负性。-I效应使伸缩振动向高频或者高波数方向移动。 -I效应使-CH2-变角振动向低频方向移动。 （2）、共轭效应
π-π共轭：对于能够形成π-π共轭的分子中，所形成的分子轨道包括参与共轭的所有碳原子，电子云在整个大π键中运动。这样使原来的双键略有伸长，单键略有缩短。共轭使双键特性减弱，力常数降低，伸缩振动向低频位移，同时吸收带强度增加。 p-π共轭：当含有易极化的孤对电子的原子与双键或者三键相连时，则出现相似于π-π共轭的p-π共轭。和π-π共轭一样，p-π共轭也使原来的双键或者三键的电子云密度降低，双键或三键特性减弱，伸缩振动向低频位移。 （3）偶合作用 分子中相接的两个基团或化学键，如果它们的振动频率相同或相近，就会发生相互作用，出现比原有振动频率相距更大的两个振动频率，此种现象称为振动偶合。偶合程度越强，偶合产生的两个振动频率分得越开。在分析一些基团振动频率出现在非正常位置时，应注意是否有偶合效应存在。偶合效应可分为一级偶合和二级偶合。 一级偶合是基频振动之间的偶合，一级偶合又可以分为伸缩振动偶合、伸缩振动与变角振动偶合以及变角振动偶合。伸缩振动偶合是指当分子中含有共用原子的两个键，其单键或双键的伸缩振动频率相同或相近，就会发生强烈的偶合作用，产生分裂的振动频率，其中一个高于原来的频率，一个低于原来的频率。CH2、NH2、NO2、SO2、CO2等基团的反对称和对称伸缩振动频率就是这种偶合效应的典型 例子。伸缩振动与变角振动偶合是指当一个键的伸缩振动频率与另一个键的变角振动频率相近，且具有共用原子时，此两种振动发生偶合。
官能团红外吸收特征频率表
附录3 常见官能团红外吸收特征频率表 吸收频率(cm-1) 化合物类型官能团 4000～2500 2500～2000 2000～15001500～900 900以下 备注 —CH32960，尖[70] 2870，尖[30] 1460，[＜15] 1380，[15] 1．甲基氧、氮原子相连时， 2870的吸收移向低波数 2．借二甲基使1380的吸 收产生双峰 —CH22925，尖[75] 2825，尖[45] 1470，[8] 725～720[3] 1．与氧、氮原子相连时， 2850吸收移向低波数。 2．—(CH2)n—中，n＞4时 方有725～720的吸收，当 n小时往高波数移动 烷基 △ 三员碳环3000～3080 [变化] 三员环上有氢时，方有此 吸收 —CH23080，[30] 2975，[中] —CH— 3020，[中] C—C 1675～1600 [中～弱] 共轭烯移向较低波数 不饱和烃 —CH—CH2990，尖[50] 910，尖[110]
续表 吸收频率(cm-1) 化合物类型官能团 4000～2500 2500～2000 2000～1500 1500～900900以下 备注 2000～1600，[5] 当该区无别的吸收峰时，可 见几个弱吸收峰 900～850， [中] 苯环上弧立氢(如苯环上五 取代) 860～800， 尖[强] 苯环上两个相邻氢，常出现 在820～800处 800～750， 尖[强] 苯环上有三个相邻氢770～730， 尖[强] 苯环上有四个或五个相邻 氢 苯环及稠芳环 710～690，尖[强] 苯环单取代；1，3-二取代；1，3，5-及1，2，3-三取代时附加此吸收 吡啶3075～3020 尖[强] 1620～1590[中] 1500[中] 920～720， 尖[强] 900以下吸收近似于苯环 的吸收位置(以相邻氢的数 目考虑) 呋喃3165～3125 [中，弱] ～1600，～1500 ～1400 吡咯3490，尖[强] 3125～3100[弱] 1600～1500[变 化](两个吸收峰) NH产生的吸收—CH产生 的吸收 杂芳环 噻吩 3125～3050 ～1520 ～1410 750～690，[强]
红外常见官能团的特征吸收频率
Bond Type of bond Specific type of bond Absorption peak Appearance C─H alkyl methyl 1260 cm?1strong 1380 cm?1weak 2870 cm?1medium to strong 2960 cm?1medium to strong methylene 1470 cm?1strong 2850 cm?1medium to strong 2925 cm?1medium to strong methine2890 cm?1weak vinyl C═CH 2 900 cm?1strong 2975 cm?1medium 3080 cm?1medium C═CH3020 cm?1medium monosubstituted alkenes 900 cm?1strong 990 cm?1strong cis-disubstituted alkenes 670–700 cm?1 strong trans-disubstituted alkenes 965 cm?1strong trisubstituted alkenes 800–840 cm?1 strong to medium aromatic benzene/sub. benzene 3070 cm?1weak monosubstituted benzene 700–750 cm?1 strong 690–710 cm?1 strong ortho-disub. benzene 750 cm?1strong meta-disub. benzene 750–800 cm?1 strong 860–900 cm?1 strong para-disub. benzene 800–860 cm?1 strong alkynes any 3300 cm?1medium aldehydes any 2720 cm?1 medium 2820 cm?1
基团红外吸收图谱
红外识谱图看似复杂，其实也有规律可循，试试这个口诀，说不定也是一种方法。 红外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。 看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。 识图先学饱和烃，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯，1380甲基显。二个甲基同一碳，1380分二半。面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。 烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。化合物，又键偏，～1650会出现。烯氢面外易变形，1000以下有强峰。910端基氢，再有一氢990。顺式二氢690，反式移至970； 单氢出峰820，干扰顺式难确定。炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。芳烃呼吸很特征，1600～1430。1650～2000，取代方式区分明。900～650，面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢 醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。1110醚链伸，注意排除酯酸醇。若与π键紧相连，二个吸收要看准， 1050对称峰，1250反对称。苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。次甲基二氧连苯环，930处有强峰， 环氧乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右最特征。 缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。酸酐也有C－O键，开链环酐有区别， 开链强宽一千一，环酐移至1250。羰基伸展一千七，2720定醛基。 吸电效应波数高，共轭则向低频移。张力促使振动快，环外双键可类比。 二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、 酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。 羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。 1740酯羰基，何酸可看碳氧展。1180甲酸酯，1190是丙酸， 1220乙酸酯，1250芳香酸。1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。 氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。羰基伸展酰胺I，1660有强峰； N－H变形酰胺II，1600分伯仲。伯胺频高易重叠，仲酰固态1550； 碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三， 叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。 八百左右面内摇，确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽， 仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。 硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。1350、1500，分为对称反对称。 氨基酸，成内盐，3100～2100峰形宽。1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。 盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。 钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。注意羟基水和铵，先记几种普通盐。 1100是硫酸根，1380硝酸盐，1450碳酸根，一千左右看磷酸。 硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。勤学苦练多实践，红外识谱不算难 1.红外光谱法的一般特点 特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大 2.对样品的要求 ①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格 ?这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照 ?多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析 ②试样不应含水（结晶水或游离水） 水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理 ③试样浓度和厚度要适当
红外吸收光谱特征峰,史上最全
表典型有机化合物的重要基团频率（/cm-1）
* 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。 中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域，而每个区域又可以分为若干个波段。
官能团区 官能团区（或称基团频率区）波数范围为4000～1300cm-1，又可以分为四个波段。 ★4000～2500cm-1为含氢基团x—H（x为O、N、C）的伸缩振动区，因为折合质量小，所以波数高，主要有以下五种基团吸收 ●醇、酚中O—H：3700～ 无缔合的O—H在高一侧，峰形尖锐，强度为ｓ3200cm-1， 缔合的O—H在低一侧，峰形宽钝，强度为ｓ ●羧基中O—H：3600～2500 无缔合的O—H在高一侧，峰形尖锐，强度为ｓcm-1， 缔合可延伸至2500 cm-1，峰非常宽钝，强度为ｓ ●N—H： 3500～3300 伯胺有两个H，有对称和非对称两个峰，强度为ｓ—ｍcm-1， 叔胺无H，故无吸收峰 ●C—H：＜3000 cm-1为饱和C：～2960 cm-1 (),～2870 cm-1 ()强度为ｍ-ｓ ～2925 cm-1 (),～2850 cm-1 () 强度为ｍ-ｓ ～2890 cm-1强度为ｗ ＞3000 cm-1为不饱和 (及苯环上C-H)3090～3030 cm-1强度为ｍC： ～3300 cm-1强度为ｍ 强度为ｍ－ｓ ●醛基中C—H：～2820及～2720 两个峰 ★2500～2000 cm-1为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰，主要包括－C≡C-、-C≡N叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动，呈现中等强度的吸收。在此波段区中，还有S—H、Si—H、P—H、B—H的伸缩振动。 ★2000～1500 cm-1为双键的伸缩振动吸收区，这个波段也是比较重要的区域，主要包括以下几种吸收峰带。
红外吸收式原理
红外吸收式原理 光谱吸收法表明许多气体分子在红外波段存在特征吸收。根据朗伯－比尔定律，特征吸收强度与气体浓度成正比例关系。 据此原理设计而成的红外气体传感器可用于检测混合气体中某种或某几种待测气体组分的浓度，是一类非常重要、非常经典的气体传感器。基于气体的红外吸收光谱特性，非单元素的极性气体分子在中红外（2.5～25μm）波段存在着分子振动能级的基频吸收谱线，因此红外气体传感器灵敏度高，既可以用于常量分析，又可以用于微量分析；且选择性好，可以实现背景气体对测量分析基本没有影响。精心设计的红外气体传感器具有很好的稳定性，能用于连续分析气体浓度，适合在线测量。 红外线气体分析器主要应用领域： ◇石油、化工、发电厂、冶金焦碳等工业过程控制 ◇大气及污染源排放监测等环保领域 ◇饭店、大型会议中心等公共场所的空气监测 ◇农业、医疗卫生和科研等领域 2 红外气体分析器的测量原理
被测气体对中红外光线的吸收是红外气体分析器分析气体的基础，吸收规律符合朗伯－比尔定律。 2.1 吸收光谱法 当分子从外界吸收电磁辐射能时，电子、原子、分子受到激发，会从较低能级跃迁到较高能级，跃迁前后的能量之差为： E2 － E1 = hv 式中 E2,E1—分别表示较高能级和较低能级(跃迁前后的能级)的能量；v—辐射光的频率；h—普朗克常数，4.136310-15eV2s 。 当某一波长电磁辐射的能量E恰好等于某两个能级的能量之差E2－E1时，便会被某种粒子吸收并产生相应的能级跃迁，该电磁辐射的波长和频率称为某种粒子的特征吸收波长和特征吸收频率。 振动能级的基频位于中红外波段，近红外波段主要是各种基团振动的倍频和合频吸收。中红外吸收能力强，灵敏度高；近红外吸收弱，灵敏度低。气体的吸收光谱是由许多带宽很窄的吸收线组成的吸收带，用高精度的分光仪检测可以展开成独立的吸收峰。 每种气体都有各自对应的吸收波长，下表为常见气体的特征吸收波长。 常见气体的特征吸收波长
主要官能团的红外光谱区域范围
主要官能团的红外光谱区域范围 相关峰是指一组相互依存，相互佐证的吸收峰。一个基团有数种振动形式，每种红外活性的振动都通常相应给出一个吸收峰。如芳环化合物相关峰有五种振动形式：、泛频区、、和，可作为佐证苯环存在的依据。 第二节有机药物的典型红外吸收光谱 一、脂肪烃类化合物 （一）烷烃类化合物 烷烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动（）和面内弯曲振动（）吸收峰。 1．：在3000 cm-1~ 2845 cm-1范围内出现强的多重峰。 —CH3：2 970 cm-1~2 940 cm-1(s)，2 875 cm-1~2 865 cm-1 (m)。甲氧基中的甲基，由于氧原子的影响，一般在2 830 cm-1附近出现尖锐而中等强度的吸收峰。 —CH2—：2 932 cm-1~2 920 cm-1 (s)，2 855 cm-1~2 850 cm-1 (s)，环烷烃、与卤素等相连接的—CH2 向高频区移动。 —CH—：在2 890 cm-1附近，但通常被—CH3和—CH2—的伸缩振动所掩盖。 2．：面内弯曲振动出现在1 490 cm-1~1 350 cm-1。 —CH3：~ 1 450 cm-1 (m)，~ 1 380 cm-1 (s)，峰的出现是化合物中存在甲基的证明。当化合物中存在有—CH(CH3)2或—C(CH3)3时，由于振动偶合，1380 cm-1峰发生分裂，出现双峰。 —CH2—：~ 1 465 cm-1 (m)。 3．：在有—(CH2)n—直链结构的化合物中，—CH2—的面内摇摆（）在810 cm-1～720 cm-1内变化，n越大，越小，当n>4时，—CH2—的在720 cm-1。 （二）烯烃类化合物 烯烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有碳—氢伸缩振动（）、碳—碳伸缩振动（）和碳—氢面外弯曲振动（）吸收峰。 1．：出现在3 100 cm-1~3 010 cm-1范围内，强度都很弱。 2．：非共轭发生在1 680 cm-1~1 620 cm-1，强度较弱；共轭向低频方向移动，发生在1 600 cm-1附近，强度增大。 3．：出现在990 cm-1~690 cm-1范围内，强度较强，它可以用来判断双键上的取代个数、取代位置、类型及顺反异构，是烯烃类化合物结构确定最有价值的振动形式（见附录）。4.在环状烯烃中, 随着环元素的减少，环张力增加, 环外双键振动频率增加；而环内双键振动频率减小，环丁烯达最小，环元素继续减少，振动频率反而增加。 （三）炔烃类化合物 炔烃类化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有和吸收峰。 1．：发生在3 360 cm-1~3 300 cm-1，吸收峰强且尖锐。 2．：发生在2 260 cm-1~2 100 cm-1区域内; ：在2 140 cm-1~2 100 cm-1；：在2 260 cm-1~2 190 cm-1。 正辛烷、1—辛烯、1—辛炔的红外光谱见图2-5 二、芳香烃类化合物 芳香族化合物用于结构鉴定的吸收峰主要有、、泛频区、和。 1．：苯环的=CH伸缩振动通常发生在3 030 cm-1，中等强度。 2．苯环的骨架振动（）：在1 650 cm-1~1 450 cm-1范围内出现多个吸收，其中~1 600 cm-1和~1 500 cm-1的两吸收最为重要。未与取代基共轭，~1 600 cm-1和~1 500 cm-1；共轭后除
各类有机化合物的红外特征吸收
各类有机化合物的红外特征吸收 2007-02-06 21:45:09| 分类：药物分析| 标签：|字号大中小订阅 第一峰区（4000－2500cm-1） X－H 伸缩振动吸收范围。 (1). O－H 醇与酚：游离态－－3640～3610cm-1，峰形尖锐。 缔合态－－3300cm-1附近，峰形宽而钝 羧酸：3300～2500cm-1，中心约3000cm-1,谱带宽而散； (2) . N－H 胺类：游离——3500～3300cm-1 缔合——吸收位置降低约100cm-1 伯胺：3500，3400 cm-1（吸收强度比羟基弱） 仲胺：3400 cm-1（吸收峰比羟基要尖锐） 叔胺：无吸收 酰胺：伯酰胺：3350，3150 cm-1 附近出现双峰 仲酰胺：3200 cm-1 附近出现一条谱带 叔酰胺：无吸收 (3). C－H 烃类： 3300～2700 cm-1范围，3000 cm-1是分界线。 不饱和碳（三键、双键及苯环）＞3000 cm-1 饱和碳（除三元环外）＜3000 cm-1 饱和烃基：3000～2700 cm-1，四个峰 －CH3：～2960（s）、～2870 cm-1（m） －CH2－：～2925（s）、～2850 cm-1（s） ＞CH－：～2890 cm-1 炔烃：～3300 cm-1，峰很尖锐,与nOH 和nNH有重叠； 烯烃、芳烃：3100～3000 cm-1两种氢易于混淆 醛基：2820 cm-1，2740～2720 cm-1，两个中强峰,区别醛和酮的特征谱带。巯基：2600～2500 cm-1，谱带尖锐，容易识别
叁键：－C≡C－、－C≡N 累积双键：＞C＝C＝C＜、－N＝C＝O、－N＝C＝S 特点：谱带为中等强度吸收或弱吸收。 干扰少, 容易识别。 1.C≡C 2280～2100cm-1 乙炔及全对称双取代炔，无红外吸收。 2.C≡N 2250～2240cm-1，谱带较C≡C强。 C≡N与苯环或双键共轭，谱带向低波数位移20～30cm-1。 第三峰区（2000－1500cm-1） 双键的伸缩振动区。包括C＝O、C＝C、C＝N、N＝O 1. C＝O 1900～1650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。 羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。 酰卤：吸收位于最高波数端，特征，无干扰。 酸酐：两个羰基振动偶合产生双峰，分别在1860～1800，1800～1750。 羧酸酯：脂肪酯－～1735 cm-1 不饱和酸酯或苯甲酸酯－低波数位移约20 cm-1 羧酸： 1720 cm-1 若在第一区约 3000 cm-1出现强、宽吸收，可确认羧基存在。 酮：1900～1650cm-1，唯一的特征吸收带。 酰胺：1690～1630 cm-1 ，缔合态约 1650 cm-1 伯酰胺：～1690 cm-1（Ⅰ） ,1640 cm-1（Ⅱ） 仲酰胺：～1680 cm-1（Ⅰ），1530 cm-1（Ⅱ）， 1260 cm-1 （Ⅲ） 叔酰胺：～1650 cm-1 2. C＝C 1670～1600 cm-1，强度中等或较低 烯烃： 1680～1610 cm-1 芳环骨架振动：﹝苯环、吡啶环及其它芳环﹞ 1650～1450 cm-1 苯：～1600，1580，1500，1450 cm-1 吡啶：～1600，1570，1500，1435 cm-1 呋喃：～1600，1500，1400 cm-1 喹啉：～1620，1596，1571，1470 cm-1 硝基、亚硝基化合物：强吸收 脂肪族：1565～1545 cm-1，1385～1350 cm-1 芳香族：1550～1500 cm-1，1365～1290 cm-1 亚硝基：1600～1500 cm-1 胺类化合物：－NH2 位于1640～1560 cm-1，为 s 或 m 吸收带。（特别！）