红外谱图的解析

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红外谱图分析

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)

1 如何解析红外光谱的方法

一、看图前预备知识

（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。

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。