红外光谱图的解析经验
红外光谱解析
10 （cm ） （m）
1
4
各种振动方式及能量
分子振动方式分为：
伸缩振动 -----对称伸缩振动 s ----反对称伸缩振动 as 弯曲振动 ----面内弯曲振动 ----剪式振动 s -----平面摇摆 -----面外弯曲振动- ----非平面摇摆 -----扭曲振动 按能量高低为： as >
的，只有在立体结构上互相靠近的基团之间才能产生F效应， 例如：
环己酮 4，4-二甲基环己酮 2-溴-环己酮 4，4-二甲基-2-溴-环己酮
C=O
1712
1712
1716
1728
-氯代丙酮的三个异构体的C=O 吸收频率不同
氢键效应
氢键使吸收峰向低波数位移，并使吸收强度加强，
例如： - 和-羟基蒽醌
二氧化碳的IR光谱
O=C=O
对称伸缩振动 不产生吸收峰
O=C=O
反对称伸缩振动 2349
O=C=O
面内弯曲振动 667
O=C=O
面外弯曲振动 667
因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667/cm 二个吸收峰
二、IR光谱得到的结构信息
IR光谱表示法：
红外光谱图分析
红外光谱图分析简介红外光谱图分析是一种常见的分析方法，广泛应用于化学、生物、材料等领域。
通过测量样品在红外光谱范围内的光吸收，可以获得关于样品中分子结构和化学键的信息。
本文将简要介绍红外光谱图的基本原理、数据处理和常见应用。
基本原理红外光谱图是由红外光谱仪测量得到的，其原理基于分子吸收特性。
在红外光谱范围内，分子会吸收特定波长的红外光，这些波长对应于分子振动和转动。
通常，红外光谱图的横坐标为波数（cm^-1），纵坐标为吸光度或透射率。
数据处理对于红外光谱图的数据处理，通常需要进行以下几个步骤：1.基线校正：红外光谱中可能存在噪声或基线漂移，需要通过基线校正来消除这些干扰。
一种常见的方法是使用多项式函数拟合基线。
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 生成示例数据x = np.linspace(4000, 400, 1000)y = np.random.normal(0, 0.1, size=1000) + np.exp (-0.01 * x)# 多项式拟合coefficients = np.polyfit(x, y, 3)baseline = np.polyval(coefficients, x)# 绘制结果plt.plot(x, y, label='Original Spectrum')plt.plot(x, baseline, label='Baseline')plt.legend()plt.xlabel('Wavenumber (cm$^{-1}$)')plt.ylabel('Absorbance')plt.title('Baseline Correction')plt.show()2.峰提取：在光谱图中，各个峰代表了样品中不同的化学键和功能团。
通过峰提取可以定量分析样品中的各个成分。
红外谱图解析
930， O-H,
• 如，羰基(C=O)在1820cm-1~1600cm-1有强 吸收峰，其中：
O RC
O RC
O R C O R'
O 1820 cm-1 ~1750 cm-1 1750 cm-1 ~1725 cm-1
O RC H
O R C R'
1740 cm-1 ~1720 cm-1 1740 cm-1 ~1720 cm-1
红外谱图解析
红外谱图解析的基本步骤
鉴定已知化合物：
• 1.观察特征频率区：判断官能团，以确定所 属化合物的类型。
• 2.观察指纹区：进一步确定基团的结合方式。 • 3.对照标准谱图验证。
测定未知化合物：
1.准备性工作： ➢ 了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等； ➢ 经元素分析确定实验式； ➢ 有条件时可有MS谱测定相对分子量，确定分子式； ➢ 根据分子式计算不饱和度，其经验公式为：
3）2110 cm1 处的吸收，可知此化合物有 碳碳三键吸收 结合化合物的分子式可知此化合物为 2-丙炔醇
CH C CH2OH
谱图解析-22
某化合物C7H8O的红外谱图如下，推测其结构。
1) 不饱和度： (7228)2=4 可能含有苯环
2) 3000 cm1 以上， 以及 1600，1500 cm1 表明 含有苯环（-C6H5） 770，700 cm1 表明苯环取代为单取代
谱图解析-2
• 2.已知分子式为C8H8纯液体的红外谱图如下， 试推测其结构。
C8H8
• 解：1） =1-8/2+8=5
•
2）峰归属
•
3）可能的结构
H C CH2
谱图解析-3
• 3.已知分子式为C8H7N的化合物的红外谱图如 下，试推测其结构。
红外光谱解析
generally absorbs only weakly. Hence, trained observer would not
interpret a strong peak at 1670 cm-1 to be a C=C double bond, nor would they interpret a weak absorption at this frequency to be due to a carbonyl group.
3
How to approach the analysis of a spectrum?
When analyzing the spectrum of an unknown, concentrate your first effort on determining the presence (or absence) of a few major functional groups. The C=O, OH, NH, CO, C=C, CC, CN, and NO2 peaks are the most conspicuous and give immediate structural information if they are present. Do not try to make a detailed analysis of the CH absorptions near 3000 cm-1; almost all compounds have these absorptions. Do not worry about subtleties of the exact environment in which the functional group is found. Following is a major checklist of the important gross features. 1. Is a carbonyl group present?
常见高分子红外光谱谱图解析
1085、1015 cm－1 830 cm－1
>C=O 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动
－C(CH3)2 弯曲振动 －C－O－C－ 伸缩振动 苯环－C＝C－ 弯曲振动 对位取代苯环 ＝CH 面内变形 对位取代苯环 ＝CH 面外变形
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13.聚对苯二甲酸乙二醇酯
3055 cm－1 2969 cm－1 2908 cm－1 1717 cm－1 1614、1579、1506、1454 cm－1 1472 cm－1 1265、1130 cm－1 1600、1582、1492、1452 cm－1 1021 cm－1 973 cm－1
1736 cm－1 1448 cm－1 1379 cm－1 1255、1165 cm－1 1026 cm－1 854 cm－1
18.聚甲基丙烯酸酯
如何解析红外光谱图解读.doc
1如何解析红外光谱图一、预备知识（1）根据分子式计算不饱和度公式：不饱和度Ω＝n4+1+(n3-n1)/2其中：n4：化合价为4价的原子个数（主要是C原子），n3：化合价为3价的原子个数（主要是N原子），n1：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子）（2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；（3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔 2200~2100 cm-1，烯1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺、反，邻、间、对）；（4）碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团；（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。
二、熟记健值1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。
2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。
3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。
4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H面外弯曲振动880~680cm-1。
如何进行红外光谱解析
如何进行红外光谱解析红外光谱解析是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的测试技术，通过分析物质在红外光波段的吸收和散射特性，可以获得物质的结构信息、成分组成以及其他相关性质。
本文将介绍红外光谱解析的基本原理、实验操作步骤以及数据分析方法，帮助读者了解如何进行红外光谱解析。
一、基本原理红外光谱解析的基本原理是物质分子在吸收红外光时，会发生振动和转动，并发生状态之间的转变。
这些振动和转动产生的谐振频率，与分子内部的键长、键角等结构参数有关，因此可以通过测量红外光谱图谱来了解物质的结构特征。
二、实验操作步骤1. 仪器准备：将红外光谱仪连接电源并打开。
根据待测物的性质，选择适当的样品盒（液态或固态）和检测模式（透射或反射）。
2. 样品处理：对于液态样品，取少量样品加入透射池中，移除气泡并将其密封；对于固态样品，将样品压制成片或粉碎并放置在反射盒中。
3. 启动仪器：根据仪器操作手册，进行光谱仪的启动和样品检测参数的设置。
4. 开始检测：点击仪器软件上的“开始”按钮，红外光谱仪开始发送红外光，并通过探测器接收返回的信号。
5. 数据采集：红外光谱仪会将接收到的信号转化为电信号，并通过数据采集软件记录下来。
采集过程通常需要数秒至数分钟。
6. 数据处理：获取红外光谱图谱后，使用特定的数据处理软件进行谱图展示和数据分析。
三、数据分析方法1. 谱图展示：使用数据处理软件将红外光谱图谱进行展示，在横轴上表示波数，纵轴表示吸收强度。
确保谱图的分辨率和信噪比足够高，以保证后续的数据分析准确性。
2. 峰值鉴定：根据谱图上的吸收峰，确定物质的各种官能团或键的存在。
通过比对已知物质的红外光谱数据库，寻找吸收峰的对应官能团或键。
3. 定量分析：利用谱图上的吸收峰的强度，可以进行物质的定量分析。
通过校正曲线或比色法等方法，计算物质的浓度或含量。
4. 结构确定：根据红外吸收峰的波数和强度，可以获得物质的结构信息。
通过对比不同官能团或键的红外吸收谱图，推测和确认物质的结构特征。
红外谱图解析
• 谱图中峰形和峰的个数。
(1)
%T
50 (2)
%T
50 100 (3)
%T
50 3000 2000 cm-1 1000
无水碳酸钠(1)硫酸镁(2)和硝酸铵(3)的IR
不饱和度的意义：
• U=0时，分子内无双键或环状结构； • U=1时，分子内有可能有一个双键或一个环； • U=2时，分子内可能有两个双键，或一个双肩 +环，或者有两个环； • U=4时，分子内可能有苯环； • U=5时，分子内可能有苯环+一个双键。
2．红外光谱解析程序
• 先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后 细找；先否定，后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证
• 先识别特征区的第一强峰，找出其相关峰，并进行 峰归ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ • 再识别特征区的第二强峰，找出其相关峰，并进行 峰归属
3、参考其他信息列出可能结构
• － 样品来源和用途，熔点、沸点及其他物理
红外光谱解译技巧
1.解译方法 2.解译实例
红外光谱图解析的一般步骤
1. 确定化合物的类型
2. 确定化合物的不饱和度
3. 确定官能团的结构 4. 参考其他信息列出可能结构 5. 对照标准谱图或标准数据
1.确定化合物的类型
• 区分有机物还是无机物
• 3000 cm-1 附近是否有饱和或不饱和C－H；
化学性质
• － 其他波谱信息（紫外光谱，质谱，核磁共
振谱等）
5、对照标准图谱或标准数据
红外光谱比较复杂，特别是指纹区的吸收很难一一
归属，但整体特征性强。
• － 在相同条件下测定标准化合物的红外光谱，然后进行比较 ；
• － 与红外标准谱图进行比较(*注意测定条件)。
红外光图谱分析
红外光图谱分析（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型：根据分子式计算不饱和度，公式：不饱和度＝F+1+(T-O)/2其中：F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子），T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子），O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子），例如：比如苯：C6H6，不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度；（2）分析3300-2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000cm-1为界:高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯、炔、芳香化合物,而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；（3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250-1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：炔2200-2100cm-1、烯1680-1640cm-1、芳环1600,1580,1500,1450cm-1。
若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000-650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）；（4）碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如C=O,O-H,C-N等特征吸收来判定化合物的官能团；（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750-1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。
至此，分析基本搞定，剩下的就是背一些常见常用的健值了！1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。
2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100-3010cm-1）C=C伸缩(1675-1640cm-1)烯烃C-H面外弯曲振动（1000-675cm1）。
3.炔烃：伸缩振动（2250-2100cm-1）炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近）。
红外谱图解析综述
砜
as13501290cm-1 s11651120cm-1 （强）
亚砜
10701030cm-1 （强）
（6）P=O：（图15A峰3,4） P=O 13001140cm-1 （接近单键区）
9
红外谱图解析综述
4. X-Y键伸缩振动和X-H键变形振动区（1650650cm-1） X，Y为除了H以外的其它原子，主要包括C-O，Si-O，C-C，C-N，
有机酸OH和CH伸缩振动偶合引起的一系列多重峰（32002500cm-1） （图8C峰1,图16C峰1）
O-H的伸缩振动可作为判断醇，酚，酸的重要依据。 （2）C-H的伸缩振动频率
饱和的 C-H在3000cm-1以下（30002700cm-1） 不饱和的 C-H在3000cm-1以上（33003000cm-1）
1C峰 CH CH3
CH3
3）。叔丁基 1D峰
C
CCC HHH 333
sCH3裂分成1395（m），1365（s）（图
3）。以此可判断化合物的支化情况。
D：-CH2-n的面外摇摆峰，n4时出现720cm-1吸收峰。可判断是 否是长链化合物。（图1A、B峰4，图7C峰6、D峰5，图9C峰4、D峰
5）
12
O R-C-OH
O R -C -H
1740 1730 1700缔合1760游离
O R-C-OM
O R -C-N H 2
1650（酰胺谱带I） 16001500和1400
O= =O
1667
8
红外谱图解析综述
如果C=O基与双键，苯环共轭。C=O基的伸缩振动频率比上述相应位置 要低，强度增加。在解析光谱时必须注意。（图8A峰2,B峰4,C峰2,D峰 1酮羰基,峰2羧酸盐羰基,图9A峰2,B峰3,C峰2,D峰3,图10A峰2,B峰1,C 峰2,D峰1,图11A峰3,B峰3,C峰2酰胺谱带Ⅰ,图16B峰3,C峰2）
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红外光谱图的解析经验
首先应该对各官能团的特征吸收熟记于心，因为官能团特征吸收是解析谱图的基础。
一、分析红外谱图
（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。公式：不饱和度＝F+1+(T-O)/2
其中：
F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；
T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；
O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。
F、T、O分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会忘了
举个例子：例如苯（C6H6），不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。
（2）分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收，以3000 cm^-1为界，高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振
动吸收，有可能为烯,炔, 芳香化合物,而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。
（3）若在稍高于3000cm^-1有吸收,则应在2250~1450cm^-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其
中：
炔—2200~2100 cm^-1
烯—1680~1640 cm^-1
芳环—1600,1580,1500,1450 cm^-1
若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm^-1的频区 ,以确定取代基个数和位置（顺反，
邻、间、对）。
（4）碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。
（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm^-1
的三个峰，说明醛基的存在。解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书
上都有比较详细的介绍的。
二、记住常见常用的健值
1.烷烃
C-H伸缩振动（3000-2850cm^-1）
C-H弯曲振动（1465-1340cm^-1）
一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm^-1以下，接近3000cm^-1的频率吸收。
2.烯烃
烯烃C-H伸缩（3100~3010cm^-1）
C=C伸缩(1675~1640 cm^-1)
烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。
3.炔烃
伸缩振动（2250~2100cm^-1）
炔烃C-H伸缩振动（3300cm^-1附近）。
4.芳烃
3100~3000cm^-1 芳环上C-H伸缩振动
1600~1450cm^-1 C=C 骨架振动
880~680cm^-1 C-H面外弯曲振动)
芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和1450cm^-1可能出现强度不等的4个峰。
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880~680cm^-1,C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化 ,在芳香化合物红外谱图分析中,
常常用此频区的吸收判别异构体。
5.醇和酚
主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。
自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600cm^-1,为尖锐的吸收峰。:r)]4z$Y!A5w!o
分子间氢键O-H伸缩振动：3500~3200cm^-1,为宽的吸收峰；'d0Y7k-L/V
C-O 伸缩振动：1300~1000cm^-1
O-H 面外弯曲：769-659cm^-1
6.醚
特征吸收：1300~1000cm^-1 的伸缩振动
脂肪醚： 1150~1060cm^-1 一个强的吸收峰分析化学论坛3B7t(v*{3Q2T1g:j k"D*B;w
芳香醚：两个C-O伸缩振动吸收： 1270~1230cm^-1（为Ar-O伸缩）1050~1000cm^-1（为R-O伸缩）。
7.醛和酮
醛的主要特征吸收：1750~1700cm^-1（C=O伸缩），2820，2720cm^-1（醛基C-H伸缩）。
脂肪酮：1715cm^-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低。
8.羧酸
羧酸二聚体：3300~2500cm^-1 宽,强的O-H伸缩吸收；1720~1706cm^-1 C=O 吸收；1320~1210cm^-1 C-O伸缩；920cm^-1
成键的O-H键的面外弯曲振动。 J/?#b-~2s6E4~)D
9.酯
饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带：1750~1735cm^-1区域。
饱和酯C-C(=O)-O谱带：1210~1163cm^-1 区域 ,为强吸收
10.胺：3500~3100 cm^-1, N-H 伸缩振动吸收；1350~1000 cm^-1, C-N 伸缩振动吸收。N-H变形振动相当于CH2的
剪式振动方式, 其吸收带在1640~1560cm^-1, 面外弯曲振动在900~650cm^-1。
11.腈:腈类的光谱特征
三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。
脂肪族腈：2260-2240cm^-1
芳香族腈 2240-2222cm^-1
12.酰胺
3500-3100cm^-1 N-H伸缩振动
1680-1630cm^-1 C=O 伸缩振动
1655-1590cm^-1 N-H弯曲振动
1420-1400cm^-1 C-N伸缩