儀器分析第三章--紅外光譜課件

1、1第三章第三章2分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜。分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜。紅外光譜也稱分子的振、轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。紅外光譜也稱分子的振、轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。第一節(jié)第一節(jié) 紅外吸收的基本原理紅外吸收的基本原理分子振動(dòng)吸收光譜分子振動(dòng)吸收光譜分子轉(zhuǎn)動(dòng)吸收光譜分子轉(zhuǎn)動(dòng)吸收光譜)()(轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)分子/hchEEE 作用：作用：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析的重要工具，根據(jù)有機(jī)化合物紅有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析的重要工具，根據(jù)有機(jī)化合物紅外特征吸收頻率，確定化合物結(jié)構(gòu)中基團(tuán)；也可依據(jù)特外特征吸收頻率，確定化合物結(jié)構(gòu)中基團(tuán)；也可依據(jù)特征峰的強(qiáng)度變化進(jìn)行定量分析。征峰的強(qiáng)度變化進(jìn)行定量分析。

2、m 105ev 10.025振動(dòng)振動(dòng)Em 50003ev 0.0250.004轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)E3波譜區(qū)波譜區(qū)近紅外光近紅外光中紅外光中紅外光遠(yuǎn)紅外光遠(yuǎn)紅外光波長(zhǎng)波長(zhǎng)/ m0.752.52.550501000波數(shù)波數(shù)/ cm-1 133334000400020020010躍遷類型躍遷類型分子振動(dòng)分子振動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)近紅外光譜區(qū)：近紅外光譜區(qū)：v低能電子能級(jí)躍遷低能電子能級(jí)躍遷v含氫原子團(tuán)：含氫原子團(tuán)：-OH、 -NH、-CH伸縮振動(dòng)的伸縮振動(dòng)的倍頻吸收峰倍頻吸收峰v稀土及過渡金屬離子稀土及過渡金屬離子配位化學(xué)的研究對(duì)象配位化學(xué)的研究對(duì)象v適用于水、醇、高分適用于水、醇、高分子化合物、含氫原子子化合

3、物、含氫原子團(tuán)化合物的定量分析團(tuán)化合物的定量分析 紅外吸收光譜法：紅外吸收光譜法：分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)基頻吸收光譜區(qū)基頻吸收光譜區(qū) 應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)用最為廣泛的紅外光譜區(qū)紅外光譜區(qū)遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)：遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)：v 氣體分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷氣體分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷v 液體與固體中重原子的伸液體與固體中重原子的伸縮振動(dòng)縮振動(dòng)v 晶體的晶格振動(dòng)晶體的晶格振動(dòng)v 某些變角振動(dòng)、骨架振動(dòng)某些變角振動(dòng)、骨架振動(dòng)-異構(gòu)體的研究異構(gòu)體的研究v 金屬有機(jī)化合物、氫鍵、金屬有機(jī)化合物、氫鍵、吸附現(xiàn)象研究吸附現(xiàn)象研究該光區(qū)能量弱該光區(qū)能量弱,較少用于分析較少用于分析2. 紅外光譜的區(qū)的劃分（紅外光譜的區(qū)的劃分

4、（0.751000 m）4二、紅外光譜產(chǎn)生的條件二、紅外光譜產(chǎn)生的條件)( / )(轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)分子hchEEE 5一、雙原子分子振動(dòng)一、雙原子分子振動(dòng)根據(jù)經(jīng)典力學(xué)的根據(jù)經(jīng)典力學(xué)的Hooke定律：定律：k2hE振動(dòng)kCv21)(cm1 -k-化學(xué)鍵的力常數(shù)化學(xué)鍵的力常數(shù)(達(dá)因達(dá)因,N/cm) ，與鍵能和鍵長(zhǎng)有關(guān)；，與鍵能和鍵長(zhǎng)有關(guān)；-雙雙原子的折合質(zhì)量原子的折合質(zhì)量: =m1m2/(m1+m2)kkCv1307 211)(cm1- 第二節(jié)第二節(jié) 紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系波數(shù)是頻率的一種波數(shù)是頻率的一種表示方法（表示每表示方法（表示每厘米長(zhǎng)的光波中波厘

5、米長(zhǎng)的光波中波的數(shù)目）的數(shù)目）6某些鍵的伸縮力常數(shù)某些鍵的伸縮力常數(shù)鍵鍵分子分子kH-FHF9.7H-ClHCl4.8H-BrHBr4.1H-IHI3.2H-OH2O7.8H-SH2S4.3H-NNH36.5H-CCH3X4.75.0鍵鍵分子分子kH-CCH2=CH25.1H-CCH CH5.9C-ClCH3Cl3.4C-C4.55.6C=C9.59.9CC 1517C-O1213C=O1618根據(jù)根據(jù)Hooke定律得出定律得出2個(gè)結(jié)論：個(gè)結(jié)論： 鍵的振動(dòng)頻率與力常數(shù)鍵的振動(dòng)頻率與力常數(shù)k成正比，鍵越強(qiáng)，力常數(shù)愈大，振動(dòng)的頻成正比，鍵越強(qiáng)，力常數(shù)愈大，振動(dòng)的頻率愈高率愈高鍵的振動(dòng)頻率與原子量成

6、反比，原子量越小，連接的鍵振動(dòng)頻率越鍵的振動(dòng)頻率與原子量成反比，原子量越小，連接的鍵振動(dòng)頻率越高高7增大增大 v v 減少減少 k k 增大增大 v v 增大增大 (N/cm)1653.22129.613071370)(cm1- kv(N/cm)0.9835.451.00835.451.008 2892.60.984.813071370)(cm1- kvk k相近相近: : 8二、多原子分子振動(dòng)二、多原子分子振動(dòng)9 對(duì)稱伸縮對(duì)稱伸縮指原子沿鍵軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程只改變鍵的長(zhǎng)度，不指原子沿鍵軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程只改變鍵的長(zhǎng)度，不發(fā)生鍵角的變化。可分為對(duì)稱伸縮振動(dòng)和不對(duì)稱伸縮振動(dòng)發(fā)生鍵角的

7、變化?？煞譃閷?duì)稱伸縮振動(dòng)和不對(duì)稱伸縮振動(dòng)不對(duì)稱伸縮不對(duì)稱伸縮10指原子垂直于化學(xué)鍵方向的運(yùn)動(dòng)?？煞譃槊鎯?nèi)和面外兩種。面內(nèi)指原子垂直于化學(xué)鍵方向的運(yùn)動(dòng)?？煞譃槊鎯?nèi)和面外兩種。面內(nèi)彎曲振動(dòng)又分為剪式振動(dòng)和平面內(nèi)的搖擺；面外彎曲振動(dòng)也可分彎曲振動(dòng)又分為剪式振動(dòng)和平面內(nèi)的搖擺；面外彎曲振動(dòng)也可分為非平面搖擺和扭曲振動(dòng)。為非平面搖擺和扭曲振動(dòng)。剪式振動(dòng)剪式振動(dòng) 平面搖擺平面搖擺面內(nèi)彎曲面內(nèi)彎曲非平面搖擺非平面搖擺 扭曲振動(dòng)扭曲振動(dòng)面外彎曲面外彎曲注：箭頭表示紙面上的振動(dòng)，注：箭頭表示紙面上的振動(dòng)，+ +和和- -表示向紙面前和后的振動(dòng)。表示向紙面前和后的振動(dòng)。CHH剪式（對(duì)稱彎曲振動(dòng)）面內(nèi)CHH平面內(nèi)搖

8、擺CHHCHH+-+非平面搖擺扭曲振動(dòng)11以上六種振動(dòng)形式都有其特定的振動(dòng)頻率。一般前三種形式的以上六種振動(dòng)形式都有其特定的振動(dòng)頻率。一般前三種形式的振動(dòng)的（振動(dòng)的（兩種伸縮及剪式振動(dòng)）的頻率較高，具有較高的能量，兩種伸縮及剪式振動(dòng)）的頻率較高，具有較高的能量，形成的譜帶在較短的波長(zhǎng)形成的譜帶在較短的波長(zhǎng)( (高波數(shù)）范圍，其它幾種振動(dòng)形式，高波數(shù)）范圍，其它幾種振動(dòng)形式，能量較低，吸收譜帶在長(zhǎng)波范圍能量較低，吸收譜帶在長(zhǎng)波范圍( (低波數(shù)）。低波數(shù)）。 注意注意：不是所有的振動(dòng)都能引起紅外吸收，只有偶極矩：不是所有的振動(dòng)都能引起紅外吸收，只有偶極矩( () )發(fā)發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。生

9、變化的，才能有紅外吸收。1213例如：例如：苯的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的自由度苯的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的自由度=3*12-6=30；再考慮到倍頻、組；再考慮到倍頻、組頻、差頻、振動(dòng)的耦合與費(fèi)米共振等，產(chǎn)生的紅外吸收頻、差頻、振動(dòng)的耦合與費(fèi)米共振等，產(chǎn)生的紅外吸收峰應(yīng)該非常多。峰應(yīng)該非常多。 存在沒有偶極矩變化的振動(dòng)模式存在沒有偶極矩變化的振動(dòng)模式存在能量簡(jiǎn)并態(tài)的振動(dòng)模式存在能量簡(jiǎn)并態(tài)的振動(dòng)模式儀器的分辨率分辨不出的振動(dòng)模式儀器的分辨率分辨不出的振動(dòng)模式振動(dòng)吸收的強(qiáng)度小，檢測(cè)不到振動(dòng)吸收的強(qiáng)度小，檢測(cè)不到某些振動(dòng)模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。某些振動(dòng)模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。比預(yù)期振動(dòng)譜帶數(shù)目多的影響因素比預(yù)

10、期振動(dòng)譜帶數(shù)目多的影響因素泛頻峰泛頻峰 (Overtone) (Overtone) 或倍頻峰的出現(xiàn)或倍頻峰的出現(xiàn)組頻峰組頻峰 (Combination band)(Combination band)的出現(xiàn)的出現(xiàn)諧振耦合峰諧振耦合峰 (harmonic coupling band)(harmonic coupling band)的出現(xiàn)的出現(xiàn)費(fèi)米共振峰費(fèi)米共振峰 (Fermi Resonance)(Fermi Resonance)的出現(xiàn)的出現(xiàn)實(shí)際上大多數(shù)紅外吸收光譜圖上的吸收峰數(shù)目小于理論數(shù)目。實(shí)際上大多數(shù)紅外吸收光譜圖上的吸收峰數(shù)目小于理論數(shù)目。為什么？為什么？14當(dāng)分子從基態(tài)（當(dāng)分子從基態(tài)（

11、= =0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（ =1=1）時(shí)，產(chǎn)生的吸）時(shí)，產(chǎn)生的吸收頻率稱為基頻。在紅外光譜上產(chǎn)生一條譜帶，稱為收頻率稱為基頻。在紅外光譜上產(chǎn)生一條譜帶，稱為基頻帶基頻帶。15分子吸收紅外光后，從基態(tài)（分子吸收紅外光后，從基態(tài)（ =0）躍遷到第二、第三激發(fā)）躍遷到第二、第三激發(fā)態(tài)（態(tài)（ =2，3，4）等所對(duì)應(yīng)的吸收頻率稱為第一倍頻，第二倍）等所對(duì)應(yīng)的吸收頻率稱為第一倍頻，第二倍頻，第三倍頻頻，第三倍頻-，統(tǒng)稱為，統(tǒng)稱為倍頻倍頻。倍頻帶強(qiáng)度很弱，一般只考慮倍頻帶強(qiáng)度很弱，一般只考慮第一倍頻第一倍頻。由于相鄰振動(dòng)能級(jí)間的間距近似相等，所以第一倍。由于相鄰振動(dòng)能級(jí)間的間距近似相等

12、，所以第一倍頻的頻率近似為基頻的一倍。頻的頻率近似為基頻的一倍。 例如：酯類化合物的例如：酯類化合物的 C=O 伸縮振動(dòng)的基頻在伸縮振動(dòng)的基頻在1740 cm-1附近，附近，在在3450 cm-1附近可觀察到其第一倍頻吸收帶。附近可觀察到其第一倍頻吸收帶。16組合頻是一種頻率紅外光同時(shí)被兩個(gè)振動(dòng)所吸收，即光的能組合頻是一種頻率紅外光同時(shí)被兩個(gè)振動(dòng)所吸收，即光的能量用于兩種振動(dòng)能級(jí)的躍遷。倍頻、組合頻統(tǒng)稱為量用于兩種振動(dòng)能級(jí)的躍遷。倍頻、組合頻統(tǒng)稱為泛頻泛頻。 當(dāng)兩個(gè)基團(tuán)相鄰，并且振動(dòng)當(dāng)兩個(gè)基團(tuán)相鄰，并且振動(dòng)基頻基頻相同或相近時(shí)，它們之間發(fā)相同或相近時(shí)，它們之間發(fā)生較強(qiáng)的相互作用，引起了吸收頻率

13、偏離單個(gè)振動(dòng)基頻，一個(gè)向生較強(qiáng)的相互作用，引起了吸收頻率偏離單個(gè)振動(dòng)基頻，一個(gè)向高頻方向移動(dòng)，一個(gè)向低頻方向移動(dòng)，此現(xiàn)象稱為高頻方向移動(dòng)，一個(gè)向低頻方向移動(dòng)，此現(xiàn)象稱為振動(dòng)偶合振動(dòng)偶合。R1COOR2O17 例如：例如： 硝基苯中硝基（硝基苯中硝基（-NO2）的兩個(gè)（）的兩個(gè)（N=O）鍵的偶合共振使）鍵的偶合共振使硝基出現(xiàn)了兩個(gè)吸收帶，即對(duì)稱偶合共振吸收帶和不對(duì)稱偶硝基出現(xiàn)了兩個(gè)吸收帶，即對(duì)稱偶合共振吸收帶和不對(duì)稱偶合吸收帶，分別在合吸收帶，分別在 1350 cm-1和和 1530 cm-1附近。這是伸縮振附近。這是伸縮振動(dòng)的偶合。動(dòng)的偶合。18 費(fèi)米共振也是一種振動(dòng)偶合，只不過它是費(fèi)米共振也

14、是一種振動(dòng)偶合，只不過它是基頻基頻與與倍頻或組倍頻或組合頻合頻之間發(fā)生的振動(dòng)偶合之間發(fā)生的振動(dòng)偶合。當(dāng)倍頻或組合頻位于某基頻附近當(dāng)倍頻或組合頻位于某基頻附近（一般只差幾個(gè)波數(shù)）時(shí)，由于發(fā)生振動(dòng)的強(qiáng)偶合，在高于和（一般只差幾個(gè)波數(shù)）時(shí)，由于發(fā)生振動(dòng)的強(qiáng)偶合，在高于和低于倍頻或組合頻及基頻的頻率處出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶，并使倍頻低于倍頻或組合頻及基頻的頻率處出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶，并使倍頻或組合頻峰的強(qiáng)度增強(qiáng)，吸收帶變寬的現(xiàn)象稱為或組合頻峰的強(qiáng)度增強(qiáng)，吸收帶變寬的現(xiàn)象稱為費(fèi)米（費(fèi)米（Fermi）共振。共振。 19例如：苯的三個(gè)基頻為：例如：苯的三個(gè)基頻為：1485 cm-1，1585 cm-1，和，和3070 c

15、m-1，前兩，前兩個(gè)基頻的組合頻為個(gè)基頻的組合頻為 （ 1485 cm-1 + 1585 cm-1 ）3070 cm-1，于是基頻，于是基頻（3070 cm-1 ）和組合頻發(fā)生）和組合頻發(fā)生費(fèi)米共振費(fèi)米共振，在，在3019 cm-1和和3045 cm-1兩處兩處觀測(cè)到兩個(gè)強(qiáng)度差不多的吸收帶。觀測(cè)到兩個(gè)強(qiáng)度差不多的吸收帶。 又如醛基的又如醛基的C-H伸縮振動(dòng)基頻與彎曲振動(dòng)（伸縮振動(dòng)基頻與彎曲振動(dòng)（1390 cm-1 ）的倍頻）的倍頻發(fā)生發(fā)生費(fèi)米共振費(fèi)米共振。在。在 2820 cm-1和和2720 cm-1兩處出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶，這兩兩處出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶，這兩個(gè)吸收帶是醛類化合物的特征吸收帶。個(gè)吸收帶是

16、醛類化合物的特征吸收帶。20四、影響紅外吸收峰強(qiáng)度的因素四、影響紅外吸收峰強(qiáng)度的因素吸收峰強(qiáng)度吸收峰強(qiáng)度躍遷幾率躍遷幾率偶極矩變化偶極矩變化吸收峰強(qiáng)度吸收峰強(qiáng)度 偶極矩的平方偶極矩的平方 100 非常強(qiáng)吸收峰非常強(qiáng)吸收峰 vs20100 強(qiáng)吸收峰強(qiáng)吸收峰 s10 20 中強(qiáng)吸收峰中強(qiáng)吸收峰 m 1五元環(huán)五元環(huán)六元環(huán)。六元環(huán)。隨環(huán)張力增加，紅外峰向隨環(huán)張力增加，紅外峰向低波數(shù)低波數(shù)移動(dòng)。移動(dòng)。 C=C=1576 cm-1 C=C=1611 cm-1 C=C=1644 cm-1 C=C=1657 cm-128(1) 物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法 通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。通

17、常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。 如如: 丙酮丙酮 液態(tài)時(shí)：液態(tài)時(shí)： C=O=1718 cm-1; 氣態(tài)時(shí)：氣態(tài)時(shí)： C=O=1742 cm-1， 因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。(2) 溶劑效應(yīng)溶劑效應(yīng) 極性基團(tuán)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性溶劑極性增加而降低。增加而降低。 如：如： 羧酸中的羧酸中的C=O： 氣氣 態(tài)：態(tài)： C=O=1780 cm-1 非極性溶劑：非極性溶劑： C=O=1760 cm-1 乙乙 醚醚 溶溶 劑：劑： C=O=1735 cm-1 乙乙 醇醇 溶溶 劑：劑：

18、C=O=1720 cm-1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。29 303.64.6 313 3單色器單色器 m, 4000400 cm-1第一代第一代色散型色散型棱鏡（棱鏡（NaCl晶體）晶體）1947年年4 4樣品池樣品池材料材料名稱名稱化學(xué)化學(xué)組成組成氯化鈉氯化鈉NaCl溴化鉀溴化鉀KBr碘化銫碘化銫CsIKRS-5 TlBr+TlI氯化銀氯化銀AgCl氟化鈣氟化鈣CaF2氟化鋇氟化鋇BaF2第二代第二代色散型色散型衍射光柵衍射光柵196070年年第三代第三代色散型色散型衍射光柵衍射光柵+計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)非色散型非色散型干涉型干涉型+傅立葉變換傅立葉

19、變換70年代以后年代以后第四代第四代激光紅外光譜儀激光紅外光譜儀透光范圍透光范圍cm-1m5000625216500040022550001652615000250240500043522350001110295000830212水中溶解度水中溶解度(g/100ml)35.7(0 0C)53.5 (0 0C)44.0 (0 0C)0.02 (20 0C) 不溶不溶0.0016 (20 0C)0.17(20 0C)折射率折射率1.541.561.792.372.01.431.4632橡膠墊橡膠墊窗片窗片前后框架前后框架汞劑化鉛間隔片汞劑化鉛間隔片樣樣品品進(jìn)、進(jìn)、出出口口前后框架前后框架窗片窗片橡

20、膠墊橡膠墊汞劑化鉛間隔片汞劑化鉛間隔片窗片窗片335 5檢測(cè)器檢測(cè)器 (1) 高真空熱電偶高真空熱電偶 用兩種不同溫差電動(dòng)勢(shì)的金屬制成熱容用兩種不同溫差電動(dòng)勢(shì)的金屬制成熱容量很小的結(jié)點(diǎn)，裝在涂黑的接收面上量很小的結(jié)點(diǎn)，裝在涂黑的接收面上(0.20.42mm) ；接受面吸收紅外輻射后引起結(jié)點(diǎn)的溫度上接受面吸收紅外輻射后引起結(jié)點(diǎn)的溫度上升，溫差電動(dòng)勢(shì)同溫度的上升成正比，對(duì)電動(dòng)升，溫差電動(dòng)勢(shì)同溫度的上升成正比，對(duì)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量就相當(dāng)于對(duì)輻射強(qiáng)度的測(cè)量；勢(shì)的測(cè)量就相當(dāng)于對(duì)輻射強(qiáng)度的測(cè)量；為了提高靈敏度，熱電偶密封在酚為了提高靈敏度，熱電偶密封在酚10-5mm Hg的真空容器內(nèi)；的真空容器內(nèi)；熱電偶的時(shí)間

21、常數(shù)大，熱電偶的時(shí)間常數(shù)大，0.05sec，不適合于快速掃描的過程。，不適合于快速掃描的過程。+-熱輻射熱輻射34電極電極前前置置放放大大器器反面鍍金反面鍍金正面鍍鉻正面鍍鉻半透明半透明中間中間單晶單晶35二、傅里葉變換紅外吸收光譜儀簡(jiǎn)介二、傅里葉變換紅外吸收光譜儀簡(jiǎn)介36三、非色散型紅外吸收光譜儀三、非色散型紅外吸收光譜儀37Nicolet公司的公司的AVATAR 360 FT-IR38窗片窗片窗片窗片3940414243有機(jī)化合物有機(jī)化合物 的數(shù)目非常大，但組成有機(jī)化合物的常見元素只的數(shù)目非常大，但組成有機(jī)化合物的常見元素只有有10種左右，組成有機(jī)化合物的種左右，組成有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)單元結(jié)

22、構(gòu)單元（又稱為基團(tuán)）數(shù)目約（又稱為基團(tuán)）數(shù)目約有幾十種。根據(jù)上述討論，基團(tuán)的振動(dòng)頻率主要取決于組成基團(tuán)有幾十種。根據(jù)上述討論，基團(tuán)的振動(dòng)頻率主要取決于組成基團(tuán)原子質(zhì)量（即原子種類）和化學(xué)鍵力常數(shù)（即化學(xué)鍵的種類）。原子質(zhì)量（即原子種類）和化學(xué)鍵力常數(shù)（即化學(xué)鍵的種類）。一般來說，組成分子的各種基團(tuán)如一般來說，組成分子的各種基團(tuán)如C-H、 C-N 、C=C、 C=O 、C-X等都有特定的紅外吸收區(qū)域（特征吸收峰），根據(jù)特征吸收等都有特定的紅外吸收區(qū)域（特征吸收峰），根據(jù)特征吸收峰可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。峰可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 44基團(tuán)吸收頻率區(qū)45一、烷烴一、烷烴 烷烴中只有烷烴中只有C-H鍵組成的

23、鍵組成的CH，CH2，CH3基團(tuán)，純烷烴的基團(tuán)，純烷烴的吸收峰只有吸收峰只有C-H的伸縮、彎曲振動(dòng)和的伸縮、彎曲振動(dòng)和C-C骨架振動(dòng)。骨架振動(dòng)。1、 C-H 烷烴的烷烴的C-H伸縮振動(dòng)頻率伸縮振動(dòng)頻率 一般一般不超過不超過3000 cm-1，甲基和亞甲基的，甲基和亞甲基的C-H伸縮分別有對(duì)稱伸縮分別有對(duì)稱和不對(duì)稱振動(dòng)相應(yīng)出現(xiàn)四個(gè)吸收峰，甲基的和不對(duì)稱振動(dòng)相應(yīng)出現(xiàn)四個(gè)吸收峰，甲基的C-H伸縮振動(dòng)，對(duì)稱伸縮振動(dòng)，對(duì)稱的出現(xiàn)在的出現(xiàn)在2872 cm-1，不對(duì)稱的出現(xiàn)在，不對(duì)稱的出現(xiàn)在2962 cm-1；亞甲基的對(duì)稱出；亞甲基的對(duì)稱出現(xiàn)在現(xiàn)在2853 cm-1，不對(duì)稱的出現(xiàn)在，不對(duì)稱的出現(xiàn)在2926

24、cm-1。一般。一般不對(duì)稱的吸收強(qiáng)不對(duì)稱的吸收強(qiáng)度稍強(qiáng)度稍強(qiáng)，在高分辨的紅外儀，可以在，在高分辨的紅外儀，可以在2853-2962 cm-1處，清楚地處，清楚地觀察到這四個(gè)峰，而在低分辨的儀器中，兩兩重疊只能看到兩個(gè)觀察到這四個(gè)峰，而在低分辨的儀器中，兩兩重疊只能看到兩個(gè)峰。如下圖：峰。如下圖： 46叔叔C-H的伸縮吸收很弱，的伸縮吸收很弱，2890 cm-1左右，通常消失在其它脂肪左右，通常消失在其它脂肪族的族的C-H吸收中，對(duì)于鑒定分析用途不大。吸收中，對(duì)于鑒定分析用途不大。472、C-H ： C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) 在在1460c m-1和和1380 cm-1處有特征吸收，前者歸于甲基的

25、不對(duì)稱處有特征吸收，前者歸于甲基的不對(duì)稱C-H，后者歸于甲基的對(duì)稱后者歸于甲基的對(duì)稱C-H。1380 cm-1峰對(duì)結(jié)構(gòu)非常敏感，對(duì)于識(shí)別甲基峰對(duì)結(jié)構(gòu)非常敏感，對(duì)于識(shí)別甲基很有用很有用。（1）孤立甲基在）孤立甲基在1380 cm-1附近出現(xiàn)單峰，其強(qiáng)度對(duì)分子中甲基數(shù)目的增附近出現(xiàn)單峰，其強(qiáng)度對(duì)分子中甲基數(shù)目的增多而增強(qiáng)，多而增強(qiáng)，（2）偕二甲基）偕二甲基 CH(CH3)2 此峰變?yōu)殡p峰（此峰變?yōu)殡p峰（1391- 1380 cm-1（s）和）和1372-1365 cm-1（s），而且兩個(gè)峰的強(qiáng)度大約相等。），而且兩個(gè)峰的強(qiáng)度大約相等。1380 cm-1附近出現(xiàn)雙附近出現(xiàn)雙峰是驗(yàn)證分子中有偕二甲基的

26、根據(jù)峰是驗(yàn)證分子中有偕二甲基的根據(jù)（3）叔丁基）叔丁基1380 cm-1的峰也分裂為雙峰，但這兩個(gè)峰一強(qiáng)一弱（的峰也分裂為雙峰，但這兩個(gè)峰一強(qiáng)一弱（1380 cm-1為弱峰，為弱峰，1365 cm-1峰為強(qiáng)峰），足以與偕二甲基區(qū)分。峰為強(qiáng)峰），足以與偕二甲基區(qū)分。（4）當(dāng)化合物具有四個(gè)以上鄰接的當(dāng)化合物具有四個(gè)以上鄰接的CH2基團(tuán)時(shí)，幾乎總是在（基團(tuán)時(shí)，幾乎總是在（715-725，通常在通常在720 cm-1處）有譜帶（處）有譜帶（CH2面內(nèi)搖擺），它在鑒別上是有用的。面內(nèi)搖擺），它在鑒別上是有用的。3、C-C骨架振動(dòng)在骨架振動(dòng)在1250-800 cm-1范圍，因特征性不強(qiáng)用途不大。范圍，因特

27、征性不強(qiáng)用途不大。484950二、烯烴二、烯烴 烯烴分子有三類特征吸收峰烯烴分子有三類特征吸收峰（ =C-H、 C=C、=C-H）1、 C-H （包括苯環(huán)的（包括苯環(huán)的C-H、環(huán)丙烷的、環(huán)丙烷的C-H）在）在3000 cm-1以上以上，苯出現(xiàn)在，苯出現(xiàn)在3010-3100 cm-1的范圍內(nèi)，在甲基及亞甲基伸縮振動(dòng)大峰左側(cè)出的范圍內(nèi)，在甲基及亞甲基伸縮振動(dòng)大峰左側(cè)出現(xiàn)一個(gè)小峰，這是現(xiàn)一個(gè)小峰，這是識(shí)別不飽和化合物的一個(gè)有效特征吸收識(shí)別不飽和化合物的一個(gè)有效特征吸收。2、 C=C 孤立烯烴雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收位置在孤立烯烴雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收位置在1680-1600 cm-1，其強(qiáng)度，其強(qiáng)度和位置決定

28、于雙鍵碳原子取代基數(shù)目及其性質(zhì)。分子對(duì)稱性越高，和位置決定于雙鍵碳原子取代基數(shù)目及其性質(zhì)。分子對(duì)稱性越高，吸收峰越弱。如果有四個(gè)取代烷基時(shí)，常常不能看到它的吸收峰，吸收峰越弱。如果有四個(gè)取代烷基時(shí)，常常不能看到它的吸收峰，一元取代烯一元取代烯 RCH=CH2 和偏二取代烯和偏二取代烯 R2C=CH2的的 C=C 強(qiáng)于三元強(qiáng)于三元取代烯取代烯 R2C=CHR 和四元取代烯和四元取代烯 R2C=CR2；順式強(qiáng)于反式，末；順式強(qiáng)于反式，末端雙鍵強(qiáng)于鏈中雙鍵。端雙鍵強(qiáng)于鏈中雙鍵。51 在共軛體系中，由于共軛使鍵趨于平均化，而使在共軛體系中，由于共軛使鍵趨于平均化，而使C=C的力常的力常數(shù)降低，伸縮振動(dòng)

29、向低波移動(dòng)數(shù)降低，伸縮振動(dòng)向低波移動(dòng) 例如例如 C=C-C=C中，中，C=C 吸收移至吸收移至1600 cm-1區(qū)域，由于兩個(gè)區(qū)域，由于兩個(gè) C=C 的振動(dòng)偶合，在的振動(dòng)偶合，在1650 cm-1 有時(shí)還能看到另一個(gè)峰，但有時(shí)還能看到另一個(gè)峰，但1600 cm-1 的峰是鑒定共軛雙鍵的特征峰。的峰是鑒定共軛雙鍵的特征峰。523 C-H 面內(nèi)變形振動(dòng)在面內(nèi)變形振動(dòng)在1500-1000 cm-1，結(jié)構(gòu)不敏感，也不特征，用途不，結(jié)構(gòu)不敏感，也不特征，用途不大。大。面外彎曲振動(dòng)在面外彎曲振動(dòng)在1000-700 cm-1，對(duì)結(jié)構(gòu)敏感，對(duì)結(jié)構(gòu)敏感，對(duì)不同類型的烯烴有，對(duì)不同類型的烯烴有其特征吸收，而且比較

30、固定，可以用于判斷雙鍵取代情況和構(gòu)型。其特征吸收，而且比較固定，可以用于判斷雙鍵取代情況和構(gòu)型。如：如： RCH=CH2 995-985 cm-1 (s) -CH= 935-905 cm-1 (s) =CH2 R2C=CH2 895-885 cm-1 (s) R1R2HHC=CR1R2HHC=CR3R1R2HC=C980-960cm-1(s)730-665cm-1(m-s )850-790cm-1( m-s )(970 10 )5354三、炔烴：三、炔烴：有三個(gè)特征帶有三個(gè)特征帶 C-H，C-H， CC1、 C-H 在四氯化碳溶液中位于在四氯化碳溶液中位于3320-3310 cm-1，強(qiáng)峰，固

31、體或液體時(shí)在，強(qiáng)峰，固體或液體時(shí)在3300-3250 cm-1。峰形較窄，易于峰形較窄，易于OH和和NH區(qū)別開區(qū)別開。2、 C-H C-H的面外彎曲振動(dòng)通常在的面外彎曲振動(dòng)通常在900-610 cm-1出現(xiàn)一寬的譜帶，有時(shí)出現(xiàn)一寬的譜帶，有時(shí)在在1375-1225 cm-1處，出現(xiàn)它的倍頻峰，此峰也很寬，但很弱。處，出現(xiàn)它的倍頻峰，此峰也很寬，但很弱。3、 CC 碳碳叁鍵的力常數(shù)比碳碳雙鍵的高得多，所以碳碳叁鍵的力常數(shù)比碳碳雙鍵的高得多，所以CC的伸縮振動(dòng)出的伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)域。一般一元取代炔烴現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)域。一般一元取代炔烴 RCCH 的的 CC在在2140-2100 cm-1，二元取

32、代炔烴在二元取代炔烴在 RCCR1 的的 CC 在在2260-2190 cm-1，乙炔和對(duì)稱二取代，乙炔和對(duì)稱二取代乙炔因分子對(duì)稱，沒有乙炔因分子對(duì)稱，沒有 CC的吸收峰。的吸收峰。所以看不到所以看不到 CC的譜帶，不一定的譜帶，不一定表示沒有表示沒有CC。55四、芳香烴的紅外光譜四、芳香烴的紅外光譜 芳香族化合物有芳香族化合物有三種三種特征吸收帶：即苯環(huán)上的芳?xì)渖炜s振動(dòng)，特征吸收帶：即苯環(huán)上的芳?xì)渖炜s振動(dòng)，面外彎曲振動(dòng)和苯環(huán)的骨架振動(dòng)。面外彎曲振動(dòng)和苯環(huán)的骨架振動(dòng)。 1、芳環(huán)上的、芳環(huán)上的 C-H 3010-3080 cm-1（m） 2、芳環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)、芳環(huán)的骨架伸縮振動(dòng) C-C 165

33、0-1450 cm-1（m）出現(xiàn)出現(xiàn)24個(gè)吸收峰，由于芳環(huán)為一共軛體個(gè)吸收峰，由于芳環(huán)為一共軛體系，其系，其C=C伸縮振動(dòng)頻率位于雙鍵區(qū)的低頻一端，往往伸縮振動(dòng)頻率位于雙鍵區(qū)的低頻一端，往往1500 cm-1附近的吸收峰比附近的吸收峰比1600 cm-1強(qiáng)。強(qiáng)。3、 芳環(huán)的面外彎曲振動(dòng)芳環(huán)的面外彎曲振動(dòng) (=C-H ) 在在650-900 cm-1，這一區(qū)域的吸收峰位置與芳環(huán)上取代基性質(zhì)無，這一區(qū)域的吸收峰位置與芳環(huán)上取代基性質(zhì)無關(guān)，而與芳環(huán)上相連關(guān)，而與芳環(huán)上相連H的個(gè)數(shù)有關(guān)，相連的個(gè)數(shù)有關(guān)，相連H越多越多, =C-H 振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率愈低。愈低。56取代苯的取代苯的C-H面外彎曲振動(dòng)吸收面

34、外彎曲振動(dòng)吸收取代類型取代類型振動(dòng)吸收的頻率（振動(dòng)吸收的頻率（cm-1）770-730（s）710-690（s） 二元取代二元取代 鄰位（鄰位（1、2） 間位（間位（1、3） 對(duì)位（對(duì)位（1、4）770-735（s）810-750（s）690-710（m）840-790（s） 三元取代三元取代 1、2、31、2、41、3、5780-760（s）745-715（m）885-870（m）825-805（s）865-810（s）730-675（s） 四元取代四元取代 1、2、3、4 1、2、3、5 1、2、4、5810-800（s）（）（2個(gè)個(gè)H相鄰）相鄰）850-840（s）（孤立氫）（孤立氫）8

35、70-855（s）（孤立氫）（孤立氫） 五元取代五元取代 910-860（s） 苯苯 670（s） 單取代單取代5758五、醇和酚五、醇和酚 羥基化合物有三個(gè)特征吸收帶，即羥基化合物有三個(gè)特征吸收帶，即 O-H ， C-O，O-H。 1、 O-H 游離的醇和酚的游離的醇和酚的 O-H在在3700-3500 cm-1以內(nèi)（峰尖、強(qiáng)），締和的以內(nèi)（峰尖、強(qiáng)），締和的羥基在羥基在3500-3200 cm-1以內(nèi)以內(nèi)峰形強(qiáng)而寬峰形強(qiáng)而寬。大部分是以氫鍵締和的形式存。大部分是以氫鍵締和的形式存在，只有在氣相和非極性溶劑中，很稀的溶液內(nèi)減少分子間氫鍵，出在，只有在氣相和非極性溶劑中，很稀的溶液內(nèi)減少分子間

36、氫鍵，出現(xiàn)游離的現(xiàn)游離的 O-H吸收帶，分子間氫鍵與溶液濃度有關(guān)，形成分子內(nèi)氫鍵吸收帶，分子間氫鍵與溶液濃度有關(guān)，形成分子內(nèi)氫鍵與濃度無關(guān)，但頻率更低，例如水楊醛、鄰硝基苯酚、鄰羥基苯乙酮與濃度無關(guān)，但頻率更低，例如水楊醛、鄰硝基苯酚、鄰羥基苯乙酮等。它們等。它們 O-H出現(xiàn)在出現(xiàn)在3200-2500 cm-1。 O HCHOO HONO592、 O-H 醇和酚的醇和酚的O-H（面內(nèi)彎曲振動(dòng)）（面內(nèi)彎曲振動(dòng)） 吸收帶在吸收帶在15001300 cm-1附近。附近。3、 C-O 位于位于12501000 cm-1附近，通常是譜圖中最強(qiáng)吸收峰之一附近，通常是譜圖中最強(qiáng)吸收峰之一，可根據(jù)這，可根據(jù)這

37、個(gè)區(qū)域的吸收峰確定伯醇、仲醇和叔醇。個(gè)區(qū)域的吸收峰確定伯醇、仲醇和叔醇。 各種醇的各種醇的O-H和和 C-O的吸收如下：的吸收如下： 化合物類型化合物類型 O-H cm-1 C-O cm-1 伯醇伯醇 1350-1260 1050 仲醇仲醇 1350-1260 1100 叔醇叔醇 1410-1310 1150 酚酚 1410-1310 1300-1200 6061六、醚六、醚 醚的特征吸收譜帶是醚的特征吸收譜帶是C-O-C不對(duì)稱伸縮振動(dòng)譜帶，各種醚的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)譜帶，各種醚的 不對(duì)稱不對(duì)稱 C-O-C 為：為： 1、 脂肪醚：脂肪醚： 1150-1060 cm-1（s） 2、 芳烷醚芳烷醚

38、兩個(gè)兩個(gè) C-O 伸縮振動(dòng)吸收伸縮振動(dòng)吸收 1270 1230 cm 1（為（為 Ar-O 伸縮）伸縮） 1050 1000 cm 1（為（為 R-O 伸縮）伸縮） 3、乙烯醚：、乙烯醚： 1225-1200 cm-1（s） 注意注意: 醇、酯和內(nèi)酯在此區(qū)域附近也有吸收，但光譜中同時(shí)存在醇、酯和內(nèi)酯在此區(qū)域附近也有吸收，但光譜中同時(shí)存在 OH 和和 C=O 其它特征峰。其它特征峰。 4、六元環(huán)中的、六元環(huán)中的 C-O-C 基團(tuán)與無環(huán)醚中的此基團(tuán)的吸收具有相同的基團(tuán)與無環(huán)醚中的此基團(tuán)的吸收具有相同的頻率，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，不對(duì)稱頻率，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，不對(duì)稱 C-O-C 伸縮振動(dòng)逐漸向低波移動(dòng)。伸縮振動(dòng)逐漸

39、向低波移動(dòng)。 6263EF苯甲醚苯甲醚64 羰基吸收峰是在羰基吸收峰是在1900-1600 cm-1區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)的區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)的C=O伸伸縮吸收譜帶，這個(gè)譜帶由于其縮吸收譜帶，這個(gè)譜帶由于其位置的相對(duì)恒定、強(qiáng)度高、位置的相對(duì)恒定、強(qiáng)度高、受干擾小受干擾小，已成為紅外光譜圖中最容易辨別的譜帶之一。，已成為紅外光譜圖中最容易辨別的譜帶之一。此吸收峰最常出現(xiàn)在此吸收峰最常出現(xiàn)在1755-1670 cm-1，但不同類別的化合，但不同類別的化合物物 C=O 吸收峰也各不相同，見下表：吸收峰也各不相同，見下表：七、羰基化合物七、羰基化合物 65化合物類型化合物類型 C=O / cm-1脂肪酮脂肪酮1730 1

40、700脂肪醛脂肪醛17401720羧酸羧酸17201680(締合締合)羧酸鹽羧酸鹽無無酯酯17501730酸酐酸酐1825181517551745酰胺酰胺16901650酰鹵酰鹵18191790常見羰基化合物的特征頻率常見羰基化合物的特征頻率66一般吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使一般吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使 C=O 的吸收向高波移動(dòng)，共軛的吸收向高波移動(dòng)，共軛效應(yīng)使其向低波移，氫鍵一般向低波數(shù)移。下面我們將分類對(duì)效應(yīng)使其向低波移，氫鍵一般向低波數(shù)移。下面我們將分類對(duì)各類羰基化合物進(jìn)行討論。各類羰基化合物進(jìn)行討論。1、酮、酮 一般飽和脂肪酮一般飽和脂肪酮 C=O 伸縮振動(dòng)在伸縮振動(dòng)在1725-1705 cm-1，

41、,-不不飽和酮和芳香酮，由于共軛作用使吸收向低波數(shù)移動(dòng)，使之低飽和酮和芳香酮，由于共軛作用使吸收向低波數(shù)移動(dòng)，使之低于于1700 cm-1，如果空間效應(yīng)使之共軛減弱時(shí)，吸收頻率下降不，如果空間效應(yīng)使之共軛減弱時(shí)，吸收頻率下降不顯著。例如顯著。例如 中的甲酮基受鄰位兩個(gè)甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯中的甲酮基受鄰位兩個(gè)甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯環(huán)不能共平面，共軛效應(yīng)減弱，所以環(huán)不能共平面，共軛效應(yīng)減弱，所以 C=O在在1700 cm-1。H3CCCH3CH3OCH367羰基的羰基的-碳上連有負(fù)性取代基時(shí)，由于碳上連有負(fù)性取代基時(shí)，由于-I 誘導(dǎo)效應(yīng)的誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果，吸收向高頻率移動(dòng)。例如結(jié)果

42、，吸收向高頻率移動(dòng)。例如-氯化酮比一般的酮要氯化酮比一般的酮要高出高出20 cm-1。 在環(huán)酮類中在環(huán)酮類中 C=O將隨環(huán)中張力增大而波數(shù)增加，如：將隨環(huán)中張力增大而波數(shù)增加，如： Cl CH C RRO68692、醛、醛 醛的醛的C=O比酮的力常數(shù)大，故吸收位置較高，一般在比酮的力常數(shù)大，故吸收位置較高，一般在1740-1720 cm-1（s），但不易區(qū)別。但是），但不易區(qū)別。但是-CHO中的中的C-H鍵的伸縮振動(dòng)鍵的伸縮振動(dòng)在在2720-2820 cm-1區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相等的吸收峰，此峰比較特區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相等的吸收峰，此峰比較特征，借以可用來區(qū)別是否有征，借以可用來區(qū)別是否有 -CH

43、O存在存在。各種因素對(duì)醛中羰基吸。各種因素對(duì)醛中羰基吸收頻率的影響同酮相同。收頻率的影響同酮相同。 703、羧酸、羧酸 羧酸的最特征的吸收峰是：羧酸的最特征的吸收峰是： O-H 和和 C=O（1） O-H 羧酸的羧酸的 O-H 只有在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中，才能只有在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中，才能看到看到游離的游離的 O-H 伸縮振動(dòng)吸收峰伸縮振動(dòng)吸收峰在在 3550 cm-1 區(qū)域區(qū)域。但由于羧。但由于羧酸易形成氫鍵，所以一般液體及固體羧酸均以二締和體存在，酸易形成氫鍵，所以一般液體及固體羧酸均以二締和體存在，使使 O-H向低波數(shù)移動(dòng)，常在向低波數(shù)移動(dòng)，常在 3200-2500 c

44、m-1 區(qū)出現(xiàn)一寬而散的區(qū)出現(xiàn)一寬而散的峰。峰。這個(gè)峰通常在這個(gè)峰通常在 2700-2500 cm-1 出現(xiàn)一系列連續(xù)的小峰，羧出現(xiàn)一系列連續(xù)的小峰，羧酸的這一譜帶是它的特征峰酸的這一譜帶是它的特征峰，特別是與羧基的，特別是與羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸伸縮振動(dòng)吸收聯(lián)合考慮，特征性更強(qiáng)。收聯(lián)合考慮，特征性更強(qiáng)。 71 C=O的伸縮振動(dòng)由于受氫鍵的影響，羧基中的的伸縮振動(dòng)由于受氫鍵的影響，羧基中的C=O吸收向低波移。吸收向低波移。 例如：例如： 單體單體 二締合體二締合體 RCOOH 1750-1770 cm-1 1725-1700 cm-1 CH2=CHCOOH 1720 cm-1 1690 cm-

45、1 ArCOOH 1720 cm-1 1680-1700 cm-1 當(dāng)羧基的當(dāng)羧基的-氫為鹵素或其它吸電子基團(tuán)取代后，使氫為鹵素或其它吸電子基團(tuán)取代后，使 C=O向高波移。向高波移。如：如： 分子內(nèi)氫鍵將羧基的分子內(nèi)氫鍵將羧基的C=O波數(shù)降低程度比分子間氫鍵更甚波數(shù)降低程度比分子間氫鍵更甚.CH3 CH COOHClC=O1730cm-1C=O1678cm-1HOCOOHO HCOOH1665cm-1（2） C=O72羧酸鹽羧酸鹽 當(dāng)羧酸的酸性質(zhì)子被不同的陽離子取代，生成羧酸鹽時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生當(dāng)羧酸的酸性質(zhì)子被不同的陽離子取代，生成羧酸鹽時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生羧酸的羧基消失的特征譜帶。羧酸的羧基消失的特征譜

46、帶。 因?yàn)殡x子化產(chǎn)生的因?yàn)殡x子化產(chǎn)生的 R-COO- 基團(tuán)，使得羧酸基的基團(tuán)，使得羧酸基的 1710 cm-1 附近的附近的吸收帶就消失，代之吸收帶就消失，代之出現(xiàn)的是出現(xiàn)的是 1580 cm-1 和和 1400 cm-1 之間的兩個(gè)譜帶，之間的兩個(gè)譜帶，這兩個(gè)帶對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)帶對(duì)應(yīng)于 結(jié)構(gòu)的反對(duì)稱和對(duì)稱的伸縮振動(dòng)。結(jié)構(gòu)的反對(duì)稱和對(duì)稱的伸縮振動(dòng)。OOR C73744、酯（、酯（ C=O 和和 C-O-C） 酯和內(nèi)酯有兩個(gè)由酯和內(nèi)酯有兩個(gè)由 C=O和和 C-O-C伸縮引起的很強(qiáng)的特征吸收帶伸縮引起的很強(qiáng)的特征吸收帶. (1) C=O 大多數(shù)飽和脂肪酸酯的強(qiáng)的大多數(shù)飽和脂肪酸酯的強(qiáng)的 C=O伸縮振動(dòng)

47、發(fā)生在比酮的正常頻率伸縮振動(dòng)發(fā)生在比酮的正常頻率為高的為高的1740 cm-1處（甲酸甲酯除外，在處（甲酸甲酯除外，在1725-1720 cm-1）。）。 C=C-COOR或或ArCOOR的的 C=O吸收，由于共軛作用移向低波數(shù)，吸收，由于共軛作用移向低波數(shù)，在在1730-1715 cm-1。 注意：注意：O=C-O-C=C-或或RCOOAr結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的 C=O吸收，則移向高波區(qū)。吸收，則移向高波區(qū)。-鹵代羧酸酯的鹵代羧酸酯的 C=O吸收頻率也升高，如：三氯乙酸酯在吸收頻率也升高，如：三氯乙酸酯在1770 cm-1。Cl3C C O ROC=O1770cm-175 六元環(huán)狀內(nèi)酯羰基吸收與正常酯

48、的相同，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，其吸六元環(huán)狀內(nèi)酯羰基吸收與正常酯的相同，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，其吸收位置將移向高波區(qū)。如收位置將移向高波區(qū)。如 總之，酯的羰基頻率隨羰基周圍環(huán)境的改變的方式和酮的情總之，酯的羰基頻率隨羰基周圍環(huán)境的改變的方式和酮的情況大致相同。況大致相同。(2) C-O-C 酯的酯的 C-O-C 伸縮振動(dòng)吸收帶伸縮振動(dòng)吸收帶在在1330-1030 cm-1區(qū)域區(qū)域有兩個(gè)吸收帶，有兩個(gè)吸收帶，其一是在其一是在1300-1000 cm-1，此帶有吸收強(qiáng)度大和較寬的特征，用處，此帶有吸收強(qiáng)度大和較寬的特征，用處較大。另一個(gè)是在較大。另一個(gè)是在1140-1030 cm-1，此帶吸收強(qiáng)度小，參考價(jià)值不，此帶吸

49、收強(qiáng)度小，參考價(jià)值不大，但是內(nèi)酯此帶吸收強(qiáng)度較大。（大，但是內(nèi)酯此帶吸收強(qiáng)度較大。（其中其中1250-1230 cm-1 處的寬而處的寬而強(qiáng)的譜帶是乙酸烷基酯的特征吸收帶強(qiáng)的譜帶是乙酸烷基酯的特征吸收帶）76OOOO775、酸酐、酸酐(1) C=O 酸酐的酸酐的C=O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)在在1860-1800 cm-1和和1800-1750 cm-1出現(xiàn)兩個(gè)出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的吸收峰，強(qiáng)的吸收峰，前者是反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，后者是對(duì)稱伸縮振動(dòng)。這兩個(gè)前者是反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，后者是對(duì)稱伸縮振動(dòng)。這兩個(gè)峰相距約峰相距約60 cm-1，開鏈酸酐高波數(shù)峰稍強(qiáng)于低波數(shù)峰，而環(huán)狀酸酐則開鏈酸酐高波數(shù)峰稍強(qiáng)于低波數(shù)峰，而環(huán)狀酸

50、酐則高波數(shù)峰弱于低波數(shù)峰，以此可區(qū)別這兩類酸酐。高波數(shù)峰弱于低波數(shù)峰，以此可區(qū)別這兩類酸酐。 共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數(shù)移，在靠近共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數(shù)移，在靠近1775 cm-1和和1720 cm-1處出現(xiàn)吸收。處出現(xiàn)吸收。 環(huán)狀酸酐中，隨著環(huán)的張力變大，吸收峰向高波移動(dòng)。例如：環(huán)狀酸酐中，隨著環(huán)的張力變大，吸收峰向高波移動(dòng)。例如： 五元環(huán)酸酐五元環(huán)酸酐 C=O 1871 cm-1 1793 cm-1 六元環(huán)酸酐六元環(huán)酸酐 C=O 1822 cm-1 1780 cm-1 (2) C-O-C 酸酐的酸酐的C-O伸縮振動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)的吸收峰，開鏈的在伸縮振動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)的吸收峰，開鏈的在1180

51、-1045 cm-1，而環(huán)狀酸酐在而環(huán)狀酸酐在1310-1200 cm-1，利用此峰也可以區(qū)別這兩種酸酐。，利用此峰也可以區(qū)別這兩種酸酐。 7879806、 酰胺酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點(diǎn)兼有胺和羰基化合物的特點(diǎn). 酰胺的主要特征峰有三個(gè)，即酰胺的主要特征峰有三個(gè)，即 C=O伸縮振動(dòng)（稱為伸縮振動(dòng)（稱為酰胺酰胺I帶帶）；）； N-H伸縮伸縮振動(dòng)及振動(dòng)及N-H彎曲振動(dòng)（彎曲振動(dòng)（酰胺酰胺II帶帶），酰胺還有），酰胺還有C-N吸收帶（吸收帶（酰胺酰胺III帶帶）(1) N-H （酰胺（酰胺II帶）帶） 在稀溶液中，在稀溶液中，伯酰胺伯酰胺出現(xiàn)出現(xiàn)兩個(gè)兩個(gè)中等強(qiáng)度的峰，分別在中等強(qiáng)度的峰，分別

52、在3500 cm-1和和3400 cm-1附近。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生，將移向附近。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生，將移向3350-3180 cm-1低頻區(qū)。低頻區(qū)。隨著二締和和三締和體的存在將在此區(qū)域出現(xiàn)多重峰。隨著二締和和三締和體的存在將在此區(qū)域出現(xiàn)多重峰。仲酰胺仲酰胺在很稀溶液中，在很稀溶液中，在在3460-3420 cm-1處只出現(xiàn)處只出現(xiàn)一個(gè)一個(gè)譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在3330 cm-1，在，在3110-3060出現(xiàn)一個(gè)弱吸收帶，是出現(xiàn)一個(gè)弱吸收帶，是N-H（1550 cm-1）的倍頻峰。）的倍頻峰。叔酰叔酰胺胺由于由于N上上沒有沒

53、有H而沒此吸收帶，因此利用此吸收帶可以識(shí)別伯、仲、叔酰胺。而沒此吸收帶，因此利用此吸收帶可以識(shí)別伯、仲、叔酰胺。81(2) C=O伸縮振動(dòng)（酰胺伸縮振動(dòng)（酰胺I帶）帶） 伯酰胺伯酰胺在稀溶液中出現(xiàn)在在稀溶液中出現(xiàn)在1690 cm-1處，締和體在處，締和體在1650 cm-1附近，附近，仲仲酰胺酰胺在稀溶液中出現(xiàn)在在稀溶液中出現(xiàn)在1680 cm-1處，締和體在處，締和體在1640 cm-1附近（強(qiáng)）。附近（強(qiáng)）。叔叔酰胺酰胺由于不能發(fā)生氫鍵締和的緣故，它的由于不能發(fā)生氫鍵締和的緣故，它的 C=O吸收峰出現(xiàn)在吸收峰出現(xiàn)在1670-1630 cm-1處處。當(dāng)。當(dāng)N原子上取代有苯基時(shí)，吸收峰移向高波數(shù)

54、區(qū)。但應(yīng)注意，雖然原子上取代有苯基時(shí)，吸收峰移向高波數(shù)區(qū)。但應(yīng)注意，雖然叔酰胺本身分子不能有氫鍵締和，但是它可以與含活潑氫的溶劑發(fā)生氫叔酰胺本身分子不能有氫鍵締和，但是它可以與含活潑氫的溶劑發(fā)生氫鍵締和，而影響鍵締和，而影響C=O吸收峰的位置。吸收峰的位置。R C N O82 (3) N-H彎曲振動(dòng)（酰胺彎曲振動(dòng)（酰胺II帶）帶） 伯酰胺在伯酰胺在 C=O 吸收區(qū)較低一些的地方出現(xiàn)尖峰，其強(qiáng)度相當(dāng)于吸收區(qū)較低一些的地方出現(xiàn)尖峰，其強(qiáng)度相當(dāng)于 C=O 峰的峰的1/3-1/2。游離態(tài)在。游離態(tài)在1600 cm-1處，締合態(tài)在處，締合態(tài)在1650-1620處處, 易被易被I帶覆帶覆蓋蓋.仲酰胺游離態(tài)

55、在仲酰胺游離態(tài)在1550-1510處；締和體在處；締和體在1570-1515處處, I帶和帶和II帶能夠帶能夠分開分開. 利用此特點(diǎn)區(qū)分伯、仲酰胺。利用此特點(diǎn)區(qū)分伯、仲酰胺。叔酰胺和內(nèi)酰胺沒有此吸收帶。叔酰胺和內(nèi)酰胺沒有此吸收帶。 注意：內(nèi)酰胺含有注意：內(nèi)酰胺含有N-H鍵也不含有鍵也不含有 N-H譜帶。譜帶。(4) 酰胺還有酰胺還有C-N吸收帶（酰胺吸收帶（酰胺III帶）帶） 它們的吸收位置如下：它們的吸收位置如下： 伯酰胺伯酰胺 1420-1400 cm-1（中）（中） 仲酰胺仲酰胺 1305-1200 cm-1（中）（中） 叔酰胺叔酰胺 700-620 cm-1 （中）（中） 838485

56、八、胺八、胺 胺有三個(gè)特征吸收帶即：胺有三個(gè)特征吸收帶即： N-H、N-H和和 C-N吸收帶，吸收帶，其中其中 N-H吸收吸收帶用處較大（帶用處較大（3550-3250 cm-1）。 N-H 游離一級(jí)胺的游離一級(jí)胺的 N-H伸縮振動(dòng)在伸縮振動(dòng)在3400-3490（中）處，有兩個(gè)吸收峰，（中）處，有兩個(gè)吸收峰，相應(yīng)于相應(yīng)于N-H的對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，另外，的對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，另外，脂肪族伯胺在脂肪族伯胺在 N-H（S）吸收帶的低一側(cè)有肩峰；而芳香伯胺有一個(gè)尖銳獨(dú)立的小峰吸收帶的低一側(cè)有肩峰；而芳香伯胺有一個(gè)尖銳獨(dú)立的小峰，它們是，它們是N-H（s）的倍頻和）的倍頻和 NH（s）共振的結(jié)果。

57、）共振的結(jié)果。 締和的締和的 N-H伸縮振動(dòng)向低波數(shù)方向移動(dòng)，但位移程度不及伸縮振動(dòng)向低波數(shù)方向移動(dòng)，但位移程度不及O-H吸收吸收峰的情況，位移一般不大于峰的情況，位移一般不大于100 cm-1，并且吸收峰較弱、較尖銳。，并且吸收峰較弱、較尖銳。 二級(jí)胺的稀溶液在二級(jí)胺的稀溶液在3310-3350 cm-1區(qū)域只有一個(gè)吸收峰。區(qū)域只有一個(gè)吸收峰。 三級(jí)胺沒有三級(jí)胺沒有N-H，故沒有，故沒有N-H伸縮振動(dòng)吸收峰。伸縮振動(dòng)吸收峰。 86N-H 一級(jí)胺的面內(nèi)一級(jí)胺的面內(nèi)N-H彎曲（剪式）振動(dòng)吸收在彎曲（剪式）振動(dòng)吸收在1540-1650 cm-1（中、（中、強(qiáng)）區(qū)域，可用于鑒定（與芳環(huán)的骨架振動(dòng)吸收

58、重疊），一級(jí)胺的非平強(qiáng)）區(qū)域，可用于鑒定（與芳環(huán)的骨架振動(dòng)吸收重疊），一級(jí)胺的非平面（面外）搖擺振動(dòng)吸收在面（面外）搖擺振動(dòng)吸收在650-900 cm-1（寬）區(qū)域，而脂肪一級(jí)胺則在（寬）區(qū)域，而脂肪一級(jí)胺則在750-850 cm-1（寬、中）區(qū)域，非常特征。二級(jí)胺的（寬、中）區(qū)域，非常特征。二級(jí)胺的N-H彎曲振動(dòng)吸收很彎曲振動(dòng)吸收很弱，不能用于鑒定，二級(jí)胺的弱，不能用于鑒定，二級(jí)胺的N-H非平面搖擺振動(dòng)在非平面搖擺振動(dòng)在700-750 cm-1區(qū)域有區(qū)域有強(qiáng)的吸收強(qiáng)的吸收. C-N 位于指紋區(qū)與位于指紋區(qū)與 C-C 重疊，難以辨別。重疊，難以辨別。8788 九、硝基化合物九、硝基化合物 硝基

59、化合物主要有硝基化合物主要有 NO2的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮吸收帶，它們分別在的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮吸收帶，它們分別在1650-1500 cm-1和和1370-1250 cm-1，很容易認(rèn)出。，很容易認(rèn)出。 脂肪族硝基化合物的兩個(gè)峰分別在脂肪族硝基化合物的兩個(gè)峰分別在1565-1545 cm-1；1380-1350 cm-1 。 芳香族硝基化合物和共軛的脂肪族硝基化合物由于共軛使芳香族硝基化合物和共軛的脂肪族硝基化合物由于共軛使 O頻率降低，如芳香族硝基化和物頻率降低，如芳香族硝基化和物152515cm-1和和134515 cm-1。另外，芳香硝基化合物在另外，芳香硝基化合物在870 cm-1附近出現(xiàn)附

60、近出現(xiàn)C-N伸縮振動(dòng)帶。伸縮振動(dòng)帶。 8990十、腈類十、腈類 -CN 飽和脂肪腈在飽和脂肪腈在2260-2240 cm-1有尖而強(qiáng)的有尖而強(qiáng)的 -CN伸縮振動(dòng)吸收帶，當(dāng)與伸縮振動(dòng)吸收帶，當(dāng)與不飽和鍵和芳環(huán)共軛時(shí)，該帶位移到不飽和鍵和芳環(huán)共軛時(shí)，該帶位移到2240-2220 cm-1區(qū)間，且強(qiáng)度增加。區(qū)間，且強(qiáng)度增加。一般說來，共軛的一般說來，共軛的 -CN伸縮振動(dòng)吸收帶位移要比非共軛的低約伸縮振動(dòng)吸收帶位移要比非共軛的低約30 cm-1。 -CNR NCAr NC2150-2130cm-12130-2100cm-1（ S-尖 ）（ S-尖 ）例： CH3CH2CNCNCNCNCN2150cm