紅外光譜必備知識

1、紅外光譜（I R）（Infrared  Spectroscopy）【1】 (2007-12-22 12:54:17) 標簽：我記錄 我的校園 教育雜談 ir  第一節(jié)：概述    1、 紅外吸收光譜與紫外吸收光譜一樣是一種分子吸收光譜。紅外光的能量（E=0.05-1.0ev）較紫外光（E=1-20ev）低，當紅外光照射分子時不足以引起分子中價電子能級的躍遷，而能引起分子振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，故紅外吸收光譜又稱為分子振動光譜或振轉(zhuǎn)光譜。  2、紅外光譜的特點：特征性強、適用范圍廣。 

2、      紅外光譜對化合物的鑒定和有機物的結(jié)構(gòu)分析具有鮮明的特征性，構(gòu)成化合物的原子質(zhì)量不同、化學(xué)鍵的性質(zhì)不同、原子的連接次序和空間位置不同都會造成紅外光譜的差別。      紅外光譜對樣品的適用性相當廣泛，無論固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)都可進行測定。3、紅外光譜波長覆蓋區(qū)域：0.76 mm 1000mm.   紅外光按其波長的不同又劃分為三個區(qū)段。（1）近紅外：波長在0.76-2.5mm之間（波數(shù)12820-4000cm-1）（2） 中紅外：波長在2.5-25mm（在40

3、00-400 cm-1）  通常所用的紅外光譜是在這一段的（2.5-15mm，即 4000-660 cm-1）光譜范圍，本章內(nèi)容僅限于中紅外光譜。（3） 遠紅外：波長在251000mm（在400-10 cm-1）      轉(zhuǎn)動光譜出現(xiàn)在遠紅外區(qū)。4、紅外光譜圖：當物質(zhì)分子中某個基團的振動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就要吸收能量，從原來的振動能級躍遷到能量較高的振動能級，將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄，就得到紅外光譜圖。5、紅外光譜表示方法：（1）紅外光譜圖     紅外光譜圖以透光率T 為

4、縱坐標，表示吸收強度，以波長l ( mm) 或波數(shù) s (cm-1)為橫坐標，表示吸收峰的位置，現(xiàn)主要以波數(shù)作橫坐標。波數(shù)是頻率的一種表示方法（表示每厘米長的光波中波的數(shù)目）。通過吸收峰的位置、相對強度及峰的形狀提供化合物結(jié)構(gòu)信息，其中以吸收峰的位置最為重要。（2）將吸收峰以文字形式表示：如下圖可表示為，3525cm-1（m)，3097cm-1(m)， 1637cm-1(s)。這種方法指出了吸收峰的歸屬，帶有圖譜解析的作用。第二節(jié)     各類化合物的紅外光譜特征        有機化

5、合物 的數(shù)目非常大，但組成有機化合物的常見元素只有10種左右，組成有機化合物的結(jié)構(gòu)單元即稱為基團的原子組合數(shù)目約有幾十種。根據(jù)上述討論，基團的振動頻率主要取決于組成基團原子質(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)特征吸收峰可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。所以，有必要對各類有機化合物的光譜特征加以總結(jié)。一、烷烴          烷烴中只有C-H鍵組成的C-H，CH2，CH3基團，純烷烴的

6、吸收峰只有C-H的伸縮、彎曲振動和C-C骨架振動。1、C-H  烷烴的C-H伸縮振動頻率    一般不超過3000cm-1，甲基和亞甲基的C-H伸縮分別有對稱和不對稱振動相應(yīng)出現(xiàn)四個吸收峰，甲基的C-H伸縮振動，對稱的出現(xiàn)在2872cm-1，不對稱的出現(xiàn)在2962cm-1；亞甲基的對稱出現(xiàn)在2853cm-1，不對稱的出現(xiàn)在2926 cm-1。一般不對稱的吸收強度稍強，在高分辨的紅外儀（光柵型），可以在2853-2962 cm-1處，清楚地觀察到這四個峰，而在低分辨的儀器中，兩兩重疊只能看到兩個峰。如下圖：    &

7、#160;  注意：環(huán)丙烷的VC-H移向高頻，出現(xiàn)在3080-3040cm-1（S）    叔C-H的伸縮吸收很弱，（ 2890cm-1左右 ）通常消失在其它脂肪族的C-H吸收中，對于鑒定分析用途不大。2、C-H ： C-H彎曲振動     在1460cm-1和1380cm-1處有特征吸收，前者歸于甲基及次甲基的不對稱C-H，后者歸于甲基的S 1380cm-1峰對結(jié)構(gòu)非常敏感，對于識別甲基很有用。（1）孤立甲基在1380cm-1附近出現(xiàn)單峰，其強度對分子中甲基數(shù)目的增多而增強，（2）偕二甲基 CH（CH3)2 此峰

8、變?yōu)殡p峰（1391- 1380cm-1（S）和1372-1365 cm-1（S），而且兩個峰的強度大約相等。1380cm-1附近出現(xiàn)雙峰是驗證分子中有偕二甲基的根據(jù)，（必須注意：環(huán)己烷醇、甾體和二萜類含有的乙酰氧基-OOC-CH3，其中甲基在1380-1365 cm-1出現(xiàn)雙峰，不要誤認為分子中有異丙基）。 （3）叔丁基1380 cm-1的峰也分裂為雙峰，但這兩個峰一強一弱（1380 cm-1為弱峰，1365 cm-1峰為強峰），足以與偕二甲基區(qū)分。（4）當化合物具有四個以上鄰接的CH2基團時，幾乎總是在（715-725，通常在720cm-1處）有譜帶（CH2面內(nèi)搖擺），它在鑒別上是

9、有用的。3、C-C骨架振動在1250-800cm-1范圍，因特征性不強用途不大?？偨Y(jié)： d C-H        1460  ,  1380cm-1               孤立的甲基CH3 1380單峰             C(C

10、H3)2   1380雙峰，強度: （1391- 1380cm-1, 1372-1365    cm- 1）               C(CH3)3   1380雙峰，強度:（低頻率為高頻率峰強度的倍）      ( 1380 cm-1為弱峰，1365 cm-1峰為強峰）  當化合物具有四個以上鄰接的CH2基團時，幾乎總是在

11、（715-725，通常在720cm-1處）有譜帶（CH2以內(nèi)搖擺），它在鑒別上是有用的。二、烯烴         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C-H、環(huán)丙烷的C-H）在3000cm-1以上，苯出現(xiàn)在3010-3100cm-1的范圍內(nèi)，在甲基及亞甲基伸縮振動大峰左側(cè)出現(xiàn)一個小峰，這是識別不飽和化合物的一個有效特征吸收。2、C=C          孤立烯烴雙鍵的伸縮振動吸收位置在1

12、680-1600cm-1，其強度和位置決定于雙鍵碳原子取代基數(shù)目及其性質(zhì)。分子對稱性越高，吸收峰越弱。如果有四個取代烷基時，常常不能看到它的吸收峰，一元取代烯 RCH=CH2 和偏二取代烯 R2C=CH2的C=C  強于三元取代烯 R2C=CHR 和四元取代烯 R2C=CH2；順式強于反式，末端雙鍵強于鏈中雙鍵。（1）C5以上無張力環(huán)烯的C=C 與開鏈烯的頻率相同，環(huán)張力愈大，C=C 環(huán)內(nèi)愈低，但環(huán)外雙鍵C=C 愈高。（2）    在共軛體系中，由于共軛使鍵趨于平均化，而使C=C的力常數(shù)降低，伸縮振動向低波移， 例如 C=C-C=C中，C=C 吸收移至1

13、600cm-1區(qū)域，由于兩個 C=C 的振動偶合. 在1650cm-1 有時還能看到另一個峰，但1600cm-1 的峰是鑒定共軛雙鍵的特征峰。3 C-H     面內(nèi)變形振動在1500-1000cm-1，結(jié)構(gòu)不敏感，也不特征，用途不大。面外彎曲振動在1000-700cm-1，對結(jié)構(gòu)敏感，對不同類型的烯烴有其特征吸收，而且比較固定，可以借以判斷雙鍵取代情況和構(gòu)型很有用，如：RCH=CH2               

14、995-985 cm-1            (s)       -CH=                          935-905cm-1  

15、60;         (s)        =CH2R2C=CH2                895-885 cm-1             (s)  

16、                                                   

17、;                               三、炔烴：有三個特征帶：        C-H   ，C-H ， CC1、 C-H     在四

18、氯化碳溶液中位于3320-3310cm-1，強峰，固體或液體時在3300-3250cm-1。峰形較窄，易于OH和NH區(qū)別開。2、 C-H     C-H的面外彎曲振動通常在900-610cm-1出現(xiàn)一寬的譜帶，有時在1375-1225cm-1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CC的伸縮振動出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)域。一般一元取代炔烴 RCCH 的CC在2140-2100cm-1，二元取代炔烴在 RCCR1 的CC 在2260-2190cm-1，乙炔

19、和二取代乙炔因分子對稱，沒有VCC的吸收峰。所以看不到CC的譜帶，不一定表示沒有CC。四、芳香烴的紅外光譜     芳香族化合物有三種特征吸收帶：即苯環(huán)上的芳氫伸縮振動，面外彎曲振動和骨架振動。 1、芳環(huán)上的C-H     3010-3080cm-1（m） 2、芳環(huán)的骨架伸縮振動C-C      1650-1450cm-1（m）出現(xiàn)24個吸收峰，由于芳環(huán)為一共軛體系，其C=C伸縮振動頻率位于雙鍵區(qū)的低頻一端，往往1500cm-1附近的吸收峰比16

20、00cm-1強。3、 芳環(huán)的面外彎曲振動 (g=C-H )      在650-900cm-1，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H的個數(shù)有關(guān)，相連H越多, g=C-H  振動頻率愈低,吸收強度越大.五、醇和酚     羥基化合物有三個特征吸收帶，即O-H ， C-O，O-H。  1、 O-H     游離的醇和酚的O-H在3700-3500cm-1以內(nèi)（峰尖、強），締和的羥基在3500-3200cm-1以內(nèi)峰形

21、強而寬。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)氫鍵的與濃度無關(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VO-H出現(xiàn)在3200-2500cm-1。2、 O-H      醇和酚的O-H（面內(nèi)彎曲振動） 吸收帶在15001300cm-1附近。3、 C-O         位于12501000cm-1附近，通常是譜圖中最強吸收峰之一，可根據(jù)這個區(qū)域的

22、吸收峰確定伯醇、仲醇和叔醇。 各種醇的O-H和C-O的吸收如下：    范圍            O-H  （面內(nèi)）cm-1                     C-O   cm-1   伯醇&

23、#160;                1350-1260                                1050

24、0;   仲醇                 1350-1260                             

25、60;   1100   叔醇                1410-1310                           

26、60;     1150    酚                  1410-1310                      

27、0;           1300-1200 六、醚       醚的特征吸收譜帶是C-O-C不對稱伸縮振動譜帶，各種醚的不對稱C-O-C 為：  1、 脂肪醚：   1150-1060cm-1（s）  2、 芳香醚     兩個 C-O 伸縮振動吸收        &

28、#160;      1270 1230 cm-1（為 Ar-O 伸縮）               1050 1000 cm-1（為 R-O 伸縮 3、乙烯醚：    1225-1200cm-1（s）    注意:    醇、酯和內(nèi)酯在此區(qū)域附近也有吸收，但光譜中同時存在 OH 和 C=O 其它特征峰時。&

29、#160;  4、六元環(huán)中的 C-O-C 基團與無環(huán)醚中的此基團的吸收具有相同的頻率當環(huán)變小時，不對稱 C-O-C 伸縮振動逐漸向低波移。   5、在環(huán)氧乙烷類中有三條特征譜帶可作為這種基團的存在的標志：        1280-1240cm-1   （S-m）   環(huán)的不對稱伸縮振動        950-810cm-1      （S

30、-m）   環(huán)的對稱伸縮振動  ?        840-750cm-1       （S）七、羰基化合物（包括醛、酮、羧酸、酯、酸酐和酰胺等）      羰基吸收峰是在1900-1600cm-1區(qū)域出現(xiàn)強的C=O伸縮吸收譜帶，這個譜帶由于其位置的相對恒、強度高、受干擾小，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1755-1670cm-1，但不同類別的化合物 C=O 吸

31、收峰也各不相同。關(guān)于 C=O 化合物的紅外吸收規(guī)律在前面已敘述過，一般吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使 C=O 的吸收向高波移，共軛效應(yīng)使其向低波移，環(huán)張力增加向高波數(shù)移，氫鍵一般向低波數(shù)移。下面我們將分類對各類羰基化合物進行討論。1、    酮       一般飽和脂肪酮 C=O 伸縮振動在1725-1705cm-1，、-不飽和酮和芳香酮，由于共軛作用使吸收向低波數(shù)移，使之低于1700cm-1，但是由于空間效應(yīng)使之共軛減弱時，吸收頻率下降不顯著。  中的甲酮基受鄰位兩個甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯環(huán)不能共

32、平面，共軛效應(yīng)減弱，所以VC=O在1700cm-1。  羰基的-碳上連有負性取代基時，由于-I 誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果，吸收向高頻率移動。例如-氯化酮比一般的酮要高出20cm-1。 在環(huán)酮類中VC=O將隨環(huán)中張力增大而波數(shù)增加。2、醛         醛的C=O比酮的力常數(shù)大，故吸收位置較高，一般在1740-1720cm-1（s），但不易區(qū)別。但是-CHO中的C-H鍵的伸縮振動在2720-2820區(qū)域出現(xiàn)兩個強度相等的吸收峰，此峰比較特征，借以可用來區(qū)別是否有  -CHO存在。各種因素對醛中羰

33、基吸收頻率的影響同酮相同。3、羧酸   羧酸的最特征的吸收峰是： O-H  和 VC=O（1）O-H          羧酸的O-H  只有在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中，才能看到游離的 O-H 伸縮振動吸收峰在 3550 cm-1 區(qū)域。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，使O-H  向低波數(shù)移動，常在 3200-2500cm-1 區(qū)出現(xiàn)一寬而散的峰。這個峰通常在 2700-2500cm-1 出現(xiàn)一系列連續(xù)的小峰，羧酸的這一譜帶

34、是它的特征峰，特別是與羧基的C=O伸縮振動吸收聯(lián)合考慮，特征性更強. 締合的醇, 酚在何處?（2）nC=O        C=O的伸縮振動由于受氫鍵的影響，羧基中的C=O吸收向低波移。          例如：                   &

35、#160;    單體                                二締合體       RCOOH      

36、     1750-1770cm-1                         1725-1700cm-1    CH2=CHCOOH       1720cm-1     

37、                         1690cm-1     ArCOOH            1720cm-1       

38、;                      1680-1700cm-1     當羧基的-氫為鹵素或其它吸電子基團取代后，使C=O向高波移。     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.（2）C-O       

39、0;  羧酸的 C-O 伸縮振動帶在 1250cm-1 附近，是一強峰，（3） O-H         羧酸的O-H  出現(xiàn)在1400cm-1和920cm-1區(qū)域有兩個強而寬的吸收峰。 （4）羧酸鹽        當羧酸的酸性質(zhì)子被不同的陽離子取代，生成羧   酸鹽時，就會產(chǎn)生羧酸的羧基消失的特征譜帶。        

40、 因為離子化產(chǎn)生的 R-COO- 基團，使得羧酸基的 1710cm-1 附近的吸收帶就消失，代之出現(xiàn)的是 1580cm-1 和 1400cm-1 之間的兩個譜帶，這兩個帶對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的反對稱和對稱的伸縮振動。4、酯（C=O  H 和   C-O-C）     酯和內(nèi)酯有兩個由C=O和C-O伸縮引起的很強的特征吸收帶.    (1) C=O             大多數(shù)飽和脂肪酸

41、酯的強的C=O伸縮振動發(fā)生在比酮的正常頻率為高的1740cm-1處（甲酸甲酯除外，在1725-1720cm-1）。       C=C-COOR或ArCOOR的C=O吸收，由于共軛作用移向低波數(shù)，在1730-1715cm-1。      注意：O=C-O-C=C-或RCOOAr結(jié)構(gòu)的C=O吸收，則移向高波區(qū)。-鹵代羧酸酯的C=O吸收頻率也升高，如：三氯乙酸酯在1770cm-1。六元環(huán)狀內(nèi)酯羰基吸收與正常酯的相同，當環(huán)變小時，其吸收位置將移向高波區(qū)。(2) C-O-C 

42、0;  酯的C-O-C 伸縮振動吸收帶在1330-1030區(qū)域有兩個吸收帶，其一是asC-O在1300-1000cm-1，此帶有吸收強度大和較寬的特征，用處較大。另一個是sC-O在1140-1030cm-1，此帶吸收強度小，參考價值不大，但是內(nèi)酯此帶吸收強度較大。（其中1250-1230cm-1 處的寬而強的譜帶是乙酸烷基酯的特征吸收帶。）5、    酸酐（1）n C=O     酸酐的C=O伸縮振動在1860-1800cm-1和1800-1750cm-1出現(xiàn)兩個強的吸收峰，前者是反對稱伸縮振動，后者是對

43、稱伸縮振動。這兩個峰相距約60cm-1，開鏈酸酐高波數(shù)峰稍強于低波數(shù)峰，而環(huán)狀酸酐則高波數(shù)峰弱于低波數(shù)峰，以此可區(qū)別這兩類酸酐。     共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數(shù)移，在靠近1775cm-1和1720cm-1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。例如：     五元酸酐     VC=O     1871cm-1     1793cm

44、-1     六元酸酐     VC=O     1822cm-1     1780cm-1  (2) n C-O-C    酸酐的C-O伸縮振動產(chǎn)生強的吸收峰，開鏈的在1180-1045cm-1，而環(huán)狀酸酐在1310-1200cm-1，利用此峰也可以區(qū)別這兩種酸酐。6、    酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點.    

45、;   酰胺的主要特征峰有三個，即C=O伸縮振動（稱為酰胺I帶）；N-H伸縮振動及N-H彎曲振動（稱為酰胺II帶），酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶），(1)N-H     在稀溶液中，伯酰胺出現(xiàn)兩個中等強度的峰，分別在3500cm-1和3400cm-1附近，相應(yīng)于N-H的反對稱伸縮振動。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生，將移向3350-3180cm-1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。仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420cm-1處只出現(xiàn)一個譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在3330cm-1，在3110-30

46、60出現(xiàn)一個弱吸收帶，是N-H（1550cm-1）的倍頻峰。叔酰胺由于N上沒有H而沒此吸收帶，因此利用此吸收帶可以識別伯、仲、叔酰胺。(3)N-H彎曲振動(酰胺II帶）    伯酰胺在C=O 吸收區(qū)較低一些的地方出現(xiàn)尖峰，其強度相當于C=O 峰的1/3-1/2。游離態(tài)在1600cm-1處，締合態(tài)在1650-1620處, 易被I帶覆蓋.仲酰胺游離態(tài)在1550-1510處；締和體在1570-1515處, I帶和II帶能夠分開. 利用此特點區(qū)分伯,仲酰胺. 叔酰胺和內(nèi)酰胺沒有此吸收帶。注意：內(nèi)酰胺含有N-H鍵也不含有 N-H譜帶。（4）酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶

47、），它們的吸收位置如下：  伯酰胺        1420-1400cm-1（中）；仲酰胺      1305-1200cm-1（中）  叔酰胺          700-620cm-1（中） 八、胺和胺鹽1、胺：胺有三個特征吸收帶即：nNH、 N-H和nC-N吸收帶，  其中nNH吸收帶用處較大（3550-3250cm-1）。 nNH&

48、#160;  游離一級胺的nN-H伸縮振動在3400-3490（中）處，有兩個吸收峰，相應(yīng)于N-H的對稱和反對稱伸縮振動，另外，脂肪族伯胺在nNH（S）吸收帶的低一側(cè)有肩峰；而芳香伯胺有一個尖銳獨立的小峰，它們是N-H2（s）的倍頻和nNH2（s）共振的結(jié)果。    締和的nN-H伸縮振動向低波數(shù)方向移動，但位移程度不及O-H吸收峰的情況，位移一般不大于100cm-1，并且吸收峰較弱、較尖銳。二級胺的稀溶液在3310-3350cm-1區(qū)域只有一個吸收峰。三級胺沒有N-H，故沒有N-H伸縮振動吸收峰。 N-H  一級胺的面內(nèi)N-H彎曲（剪式）振動

49、吸收在1540-1650cm-1（中、強）區(qū)域，可用于鑒定（與芳環(huán)的骨架振動吸收重疊），一級胺的非平面（面外）搖擺振動吸收在650-900cm-1（寬）區(qū)域，而脂肪一級胺則在750-850cm-1（寬、中）區(qū)域，非常特征。二級胺的N-H彎曲振動吸收很弱，不能用于鑒定，二級胺的N-H非平面搖擺振動在700-750cm-1區(qū)域有強的吸收.VC-N  位于指紋區(qū)與VC-C 重疊,難以辨別.2、  銨鹽     成鹽之后,伯胺和仲胺的NH NH3+ 伯胺鹽在3000-2800cm-1之間出現(xiàn)強和寬的吸收帶，由NH3+基中不對稱和對稱

50、伸縮振動引起的。    伯胺鹽的NH3+出現(xiàn)在1600-1575cm-1和1550-1504cm-1處兩個吸收帶，這相應(yīng)于不對稱和對稱彎曲振動吸收帶。     仲胺鹽的NH2+ 出現(xiàn)在2700-2250cm-1 區(qū)域，是一個強的寬帶或是一組較尖銳的譜帶。 NH2+ 出現(xiàn)在1620-1560cm-1區(qū)域是一個中等強度的譜帶。     叔胺鹽的NH+ 在2700-2250cm-1 區(qū)域出現(xiàn)一個強的寬帶或一組較尖的譜帶。叔胺鹽的 NH1+ 譜帶很弱，沒有實用價值。  &#

51、160;       確定樣品是否為胺的最好辦法是將樣品用無機酸處理，然后觀察3000-2200cm-1范圍出現(xiàn)寬而強的“銨譜帶”。然后再根據(jù)各類胺鹽的吸收特征，確定是哪類胺。九、硝基化合物   硝基化和物主要有的反對稱和對稱伸縮吸收帶，它們分別在1650-1500cm和1370-1250cm-1，很容易認出。   脂肪族硝基化和物的兩個峰分別在1565-1545cm-1 ；1380-1350cm-1 。   芳香族硝基化和物和共軛的脂肪族硝基化和物由于共軛使O頻率降低，如芳

52、香族硝基化和物as（NO2）1525±15cm-1 ；s（NO2）1345±cm-1，另外，芳香硝基化和物在870cm-1附近出現(xiàn)伸縮振動帶。     十、腈類  -CN飽和脂肪腈在2260-2240 cm有尖而強的-CN伸縮振動吸收帶，當與不飽和鍵和芳環(huán)共軛時，該帶位移到2240-2220 cm區(qū)間，且強度增加。一般說來，共軛的-CN伸縮振動吸收帶位移要比非共軛的低約30 cm。十一、其它各類化合物        主要對含有鹵素、硫、磷、硅等元

53、素的有機化合物的特征吸收作簡單介紹。1、有機鹵化合物：        在有機鹵化合物中C-X鍵的伸縮振動吸收很強，隨著鹵原子量的增大，吸收帶的位置向低波數(shù)移動。當兩個以上鹵原子連接在同一碳原子上時，有對稱伸縮振動和不對稱伸縮振動兩種吸收帶。2、有機硫化合物      以S-O鍵伸縮振動吸收最強（ 900-700cm-1 ）較易識別，其它以S-H鍵（ 2600-2550cm-1 很弱）；S-C（ 700-590cm-1 此鍵的吸收很弱，位置易變，難以利用），亞砜的S=O鍵伸縮振

54、動吸收位于（1060-1040 cm-1 ）是強吸收；砜的-SO2-基在（ 1340-1290 cm-1 ）和（ 1160-1135 cm-1 ）區(qū)，分別為不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動吸收帶。磺酸鹵RSO2Cl的-SO2-基在（ 1385-1340 cm-1 強）和（ 1185-1160 cm-1 強）區(qū)，分別為不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動吸收帶。磺酸RSO3H的1385-1340 cm-1中等）區(qū)，分別為不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動吸收帶，S-O伸縮振動吸收帶在（ 700-810 cm-1 強）。磺酸酯RSO2 OR的（ SO2-基在（ 1390-1290 cm-1 強）和（ 1190-11

55、20 cm-1 強）3、有機磷化合物顯示特征的吸收帶有：P - H、P = O、P - C的伸縮振動吸收帶。P - H 的伸縮振動吸收在（ 2425 - 2325cm-1 ）峰形尖，位置恒定，受分子其余部分結(jié)構(gòu)影響較小，具有中等強度。P = O 的伸縮振動吸收在（ 1300 - 1140cm-1 ），也是一個強吸收帶。P C 的伸縮振動吸收： Ph P 出現(xiàn)在（ 1450 - 1420cm-1 ）； P - CH3 出現(xiàn)在（ 1320 - 1280cm-1 ）。4、有機硅化合物：     較為典型的特征吸收帶為：Si - H,  Si

56、 - O,  Si - C 等的伸縮振動吸收帶。Si-H的伸縮振動吸收在（ 2230-2150cm-1 ）是一個尖銳的強吸收帶。硅醚在（ 1100-1000cm-1 ）區(qū)至少會出現(xiàn)一個由Si-O-Si的不對稱伸縮振動引起的強吸收。Si-C的伸縮振動吸收在（ 896-690cm-1 ），具體的吸收位置可由硅原子上的取代基來確定。由于硅原子連接基團的位置十分特征，所以在結(jié)構(gòu)分析上很有用。各種典型特征吸收可查有關(guān)書。第三節(jié)：紅外光譜圖的解析一、譜圖解析的一般步驟1、根據(jù)分子式，計算不飽和度：f = 1 + n4 + 1/2 ( n3 n1)    &

57、#160; 通過計算不飽和度估計分子結(jié)構(gòu)式中是否有雙鍵、三鍵或芳香環(huán)等，并可驗證光譜解析是否合理2、根據(jù)未知物的紅外光譜圖找出主要的強吸收峰。按照由簡單到復(fù)雜的順序，習(xí)慣上將紅外區(qū)分為五個區(qū)域來分析：（1）40002500cm-1. 這是X-H(x包括 C、 N、 O、 S等）伸縮振動區(qū)，主要的吸收基團有羥基、胺基、烴基等。（2）25002000cm-1. 為叁鍵和累積雙鍵（-CC-、 -CN-、 -CCC-、 -NCO-、 -NCS-等）的伸縮振動區(qū)。（3） 20001500cm-1. 為雙鍵伸縮振動區(qū)，主要有羰基（C=O)吸收、碳碳雙鍵（C=C)吸收、苯環(huán)的骨架振動及C=N N=O等基團的

58、吸收。（4） 20001500cm-1，為C-H的彎曲振動吸收峰。（5）1300400cm-1. 這個區(qū)域中有單鍵的伸縮振動頻率、分子的骨架振動頻率及反映取代類型的苯環(huán)和烯烴面外彎曲振動頻率等吸收。在解析圖譜時，可先從4000-1500cm-1的官能團入手，找出該化合物存在的官能團，然后有的放矢到指紋區(qū)找這些基團的吸收峰。例如：如果樣品的光譜在1740cm-1出現(xiàn)強的吸收時，表示有酯羰基存在，接著從指紋區(qū)的1300-1050cm-1有酯的伸縮振動強吸收，酯的官能團就進一步得到肯定。另外，指紋區(qū)的一些譜帶也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1區(qū)，就可以確定（CH2）4的存在，雙鍵取代

59、程度、芳環(huán)取代位置等。3、通過標準圖譜驗證解析結(jié)果的正確性。最常用的標準圖譜有：（）、薩特勒(Sadtler)標準紅外光譜這是一部由美國費城薩特勒研究室所編集出版的光譜集，是目前紅外光譜圖收集最多者，逐年增?。磕暝黾兓衔镒V圖約種），到年為止共收集四萬九千種光譜。圖譜上注有化合物的名稱、分子式、結(jié)構(gòu)式，大多數(shù)有分子量、熔點、沸點、樣品來源、制備方法和測繪譜圖所用儀器等。并附有以下幾種索引：、“Alphabetical  Index”：按字母順序排列的化合物名稱索引，從化合物的名稱可以找出光譜號碼；、“Molecular Formula Index”：分子式索引，按C、H、Br、Cl

60、、F、I、N、O、P、Si、M的順序排列。、“Chmical Classes Index”按字母排列的化合物種類索引，化合物共分為89類。D、“Functional Group Alphabetical Index”按字母順序排列的功能團索引，要查功能團的特征吸收領(lǐng)域，譜線形狀和吸收強度時，比較方便。E、“Wave Length Index”:從光譜中的幾個主要吸收帶的波長就能找出光譜號碼和該化合物。（其索引檢索方法見洪山海編者的光譜解析在有機化學(xué)中的應(yīng)用P86）。F、“Commercial Formual Index”：從商品名可以找到光譜號碼。G、“Numerical Index”：光譜號

61、碼索引，用上述幾種索引，知道了光譜號碼后，就可以利用這個索引來找到化合物名稱和所在。（）、穿孔卡片（Documentation Of Molecular Spectroscopy）由英國和西德聯(lián)合編制的卡片形式出現(xiàn)的標準圖譜集。分三種類型：有機化合物卡片呈桃紅色；無機化合物呈淡蘭色；文摘卡片呈淡黃色。現(xiàn)已出34000種（）、“”紅外光譜資料（mericanetrleumnsearchroject44，nfraredpectralata）為美國石油研究所研究計劃44所收集，其中的80%是烴類的光譜，其它則是鹵代烴、硫化物以及少量簡單的醛、酮、酯的光譜,有兩種索引，一種按照譜圖收集順序編目，另一種

62、為根據(jù)分子中出現(xiàn)的元素分類，然后再按碳原子數(shù)的順序來排列。二、解析圖譜應(yīng)注意幾點：、 解析時應(yīng)兼顧紅外光譜的三要素，即峰位、強度和峰形如，羰基的吸收峰比較強，如果在1700cm-1附近有吸收，但其強度很低，這并不表明所研究的化合物存在羰基，而是說明該化合物存在少量含羰基的雜質(zhì)。另外，從峰形可判斷官能團，如締合的羥基、締合的伯胺的吸收峰位置略有差別。但締合的羥基峰圓滑而寬闊，而締合的伯胺吸收峰較尖，有分岔。、  注意同一基團的幾種振動吸收峰的相互映證。  防止解釋的片面性：對于官能團的定性，通常只有在伸縮振動和彎曲振動頻率都出現(xiàn)的情況下，才能肯定。不能確定時，可用化

63、學(xué)方法、質(zhì)譜、核磁、紫外等檢驗。對化合物的鑒定只有在全部譜峰位置，強度和形狀完全吻合時，才能確定，否則就不能認為是同一化合物。3、注意區(qū)別和排除非樣品譜帶的干擾。            例1、計算10H20O的不飽和度   U=1+ 10 + 0.5 ×（0-22）=0  這可以提供化合物不含羰基，可能是醇或醚。例2計算C7H8O的不飽和度   U=1+ 7 + 0.5×（ 0 8 ）= 4此化合物的不飽和

64、度為4，就可以提供含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的線索，如再通過紅外光譜就可以決定。注意：如果不飽和度等于4或大于4 ，則首先考慮的是芳香族化合物。五、紅外分光光度計制樣和圖譜表示1、儀器簡介    現(xiàn)在一般用于有機化合物的紅外分光光度計，都是雙光束，而且有自動記錄裝置的。分光用的設(shè)備分兩種棱鏡型和光柵型。用氯化鈉制成的棱鏡，可以通過波長直至15微米的紅外光，而用氯化鈉棱鏡，則可以達25微米，光柵型的則可延長到50微米，而且分光精度可以達到一個厘米-1，因此新的儀器已逐步采用光柵型。1、樣品的制備    在測定紅外光譜的操作中樣品制備是很重要的。氣體、

65、液體和固體樣品都可以得到紅外光譜圖。下面分別加以簡述。   氣體樣品：氣體樣品是在氣體池中進行測定，先把氣體池中的空氣抽掉,然后注入被測氣體進行測定.  (2) 液體樣品：如純化合物本身就是液體，則可很簡單的將一滴樣品夾在二片鹽板之間，使生成一極薄的膜，用于測定光譜。此外亦可將其放入一個極薄的氯化鈉樣品池中（0.00250.1mm厚度）。這樣得到的光譜不能排除分子中間的相互影響（如氫鍵等），因此最好在惰性溶劑的稀溶劑中測定一下作比較。(3) 溶液樣品：制備測定紅外光譜用的溶劑，一般為四氯化碳、二硫化碳和氯仿，前兩者應(yīng)用較廣，氯仿雖是一個很好的有機溶劑，但會產(chǎn)生較強和較廣闊的吸收帶。一般溶液的濃度大概在1