红外图谱分析方法(简洁版)

手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。

辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁，能量低；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；特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；定量分析；固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；分析速度快；与色谱联用定性功能强大。

3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。

图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。

N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。

为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。

U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。

泛频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。

特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。

红外谱图分析方法总结1. 简介红外（Infrared）分析技术是一种非常重要的分析测试方法，它可以用来研究物质的结构、组成、性质及相互作用等方面的信息。

红外谱图分析方法通过测量物质对红外辐射的吸收和散射，并结合相关的理论和数据库，得出样品的红外光谱图。

本文将总结常用的红外谱图分析方法。

2. 样品制备在进行红外谱图分析之前，首先需要将待测的样品制备成适合红外光谱测量的形式。

常见的样品制备方法包括固体试样法、液体试样法和气相试样法。

•固体试样法：将固体样品粉碎并与适量的无水氯化钾或氯化钠混合，制成样品块。

也可以使用压片法，将粉末样品压制成片。

•液体试样法：将液体样品滴在透明基片上，使其干燥后形成薄膜。

也可以将液体样品放入适合的红外吸收池中进行测量。

•气相试样法：将气体样品填充到气室中，通过红外吸收池进行测量。

3. 红外光谱测量仪器进行红外谱图分析需要使用红外光谱测量仪器。

常见的红外光谱测量仪器有红外光谱仪和红外光谱仪。

红外光谱仪主要由光源、干涉仪、样品室、探测器和数据采集系统等组成。

它通过生成红外光源并使其通过样品，然后测量样品对不同波长的红外光的吸收情况。

常用的红外光谱仪有傅立叶红外光谱仪（FTIR）和分散式红外光谱仪。

红外光谱仪是一种通过获取光谱仪的光栅分散红外光的仪器。

它通过将红外光分散为不同的波长，并通过探测器检测各个波长的红外光强度，得到红外光谱图。

4. 红外谱图解释红外谱图是指样品在红外区域内的吸收峰和吸收强度的图谱。

通过研究红外谱图，可以得到样品的结构和组成等信息。

红外谱图的解释可以从以下几个方面进行：•吸收峰的位置：吸收峰的位置与样品中存在的化学键相关。

不同化学键对应着不同波数的吸收峰。

•吸收峰的强度：吸收峰的强度与样品中某种化学键的含量相关。

吸收峰的强度越高，表示样品中该化学键的含量越多。

•布拉格方程：通过使用布拉格方程可以计算吸收峰的波数。

•参考谱库：借助谱库中的红外光谱标准数据，可以将待测样品的红外光谱与已知物质进行比对和鉴定。

红外谱图解析步骤：
一、33001-cm ～28001
-cm 区为C-H 伸缩振动吸收
1、以30001-cm 为界
>30001-cm 为不饱和C-H 伸缩振动，可能为烯、炔、芳香化合物。

<30001-cm 一般为饱和C-H 伸缩振动。

2、若稍高于30001-cm 有吸收，则在22501-cm ～14501-cm 区分析不饱和碳碳键特征峰： 炔：22001-cm ～21001-cm
烯：16801-cm ～16401-cm
芳环：16001-cm ，15801-cm ，15001-cm ，14501-cm
注：烯或芳香化合物应解析10001-cm ～6501-cm 指纹区，以确定取代基个数和位置。

二、碳骨架确定后，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官能团。

如2820,2720,和1750～17001-cm 的三个峰说明醛基存在。

三、化合物不饱和度怎样算？
计算公式如下：
（碳的个数×2+2-氢的个数-卤素的个数+氮的个数）/2
注：有机物若有氧和硫，氧硫不影响不饱和度，不必代入公式。

公式把硝基的不饱和
度看成0。

公式适用于含碳、氢、氧、氮、硫、卤素的有机物。

红外谱图峰位分析⽅法红外谱图分析（⼀）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的。

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来。

实验表明，组成分⼦的各种基团，如O—H、N—H、C—H、C═C、C≡C、C═O等，都有⾃⼰特定的红外吸收区域，分⼦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。

根据化学键的性质，结合波数与⼒常数、折合质量之间的关系，可将红外4 000～400 cm-1划分为四个区：4 000~2 500 cm-1氢键区2 500~2 000 cm-1产⽣吸收基团有O—H、C—H、N—H；叁键区2 000~1 500 cm-1C≡C、C≡N、C═C═C双键区1 500~1 000 cm-1C═C、C═O等单键区按吸收的特征，⼜可划分为官能团区和指纹区。

⼀、官能团区和指纹区红外光谱的整个范围可分成4 000~1 300 cm-1与1 300~600 cm-1两个区域。

4 000~1 300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产⽣的吸收带。

由于基团的特征吸收峰⼀般位于⾼频范围，并且在该区域内，吸收峰⽐较稀疏，因此，它是基团鉴定⼯作最有价值的区域，称为官能团区。

在1 300~600 cm-1区域中，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产⽣的复杂光谱。

当分⼦结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。

这种情况就像每个⼈都有不同的指纹⼀样，因⽽称为指纹区。

指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。

指纹区可分为两个波段（1）1 300~900 cm-1这⼀区域包括C—O，C—N，C—F，C—P，C—S，P—O，Si—O等键的伸缩振动和C═S，S═O，P═O等双键的伸缩振动吸收。

（2）900~600 cm-1这⼀区域的吸收峰是很有⽤的。

红外谱图分析（一）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的。

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来。

实验表明，组成分子的各种基团，如O—H、N—H、C—H、C═C、C≡C、C═O等，都有自己特定的红外吸收区域，分子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。

根据化学键的性质，结合波数与力常数、折合质量之间的关系，可将红外4 000～400 cm-1划分为四个区：4 000~2 500 cm-1氢键区2 500~2 000 cm-1产生吸收基团有O—H、C—H、N—H；叁键区2 000~1 500 cm-1C≡C、C≡N、C═C═C双键区1 500~1 000 cm-1C═C、C═O等单键区按吸收的特征，又可划分为官能团区和指纹区。

一、官能团区和指纹区红外光谱的整个范围可分成4 000~1 300 cm-1与1 300~600 cm-1两个区域。

4 000~1 300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。

由于基团的特征吸收峰一般位于高频范围，并且在该区域内，吸收峰比较稀疏，因此，它是基团鉴定工作最有价值的区域，称为官能团区。

在1 300~600 cm-1区域中，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的复杂光谱。

当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。

这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。

指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。

指纹区可分为两个波段（1）1 300~900 cm-1这一区域包括C—O，C—N，C—F，C—P，C—S，P—O，Si—O等键的伸缩振动和C═S，S═O，P═O等双键的伸缩振动吸收。

（2）900~600 cm-1这一区域的吸收峰是很有用的。

经验】如何分析已经拿到手的红外谱图可以按如下步骤来：（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3300~2800 cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000 cm-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3000 cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；（3）若在稍高于3000 cm-1有吸收,则应在2250~1450 cm-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1000~650 cm-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1750~1700 cm-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（3000-2850 cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340 cm-1）一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。

2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010 cm-1）C=C伸缩(1675~1640 cm-1)烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675 cm-1）。