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第8章 红外作业1. 已知O-H 键的力常数是7.7N/cm ，O-H 键折合质量μ为0.941，试计算O —H 的伸缩振动频率（以cm -1） 解：1-24510cm371210673.1941.0107.710314.32121=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-μπνkc2. 已知C=O 键的伸缩振动频率为1720cm -1，其μ为6.85，试求C=O 键的力常数k 。
解：μ=6.85×1.673×10-24=1.146×10-23N/cm12.03 dyn/cm 10203.110146.1)1720103(3.144μ)νc 4(k μk c 21ν6232102=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===-ππ3. 指出下列各种振动形式那些是红外活性振动？哪些是非红外活性振动？解：乙烷中C-C 为非红外活性振动。
1，1，1-三氯乙烷中 C-C 为红外活性振动。
SO 2中S=O ，为红外活性振动。
4． 如何用红外光谱区别下列化合物 （1）CH 3COOH和COOCH 3（2）CH 3CH 2C CH 3O和 CH 3CH 2CH 2CHO（3）OH 和O（4）C 2H 5C C CH 3HH和C 2H 5C CHHCH 3解（1）根据3300~2500cm -1是否出现O-H 伸缩振动吸收峰（宽峰）区分酸和酯。
（2）根据2720cm -1是否出现醛基的C-H 费米共振吸收峰区分出醛来。
（3）根据1650-1850cm -1是否出现C=O 吸收峰判断出酮来。
（4）顺式烯烃C-H 弯曲振动在675-725cm -1,反式烯烃C-H 弯曲振动在1000~950cm -1.5．把下列化合物按νC=O 波数增加的顺序进行排列，并说明理由。
解：（1）C H 3C OCH 3C H 3C O OH C H 3C O Cl C H 3C O F <<<(2)C H 3C O CH 3C H 3C O HC H 3C OOC 2H 5C H 3C O Cl <<<C H 3C ONH 2<6.下列基团的νC-H 出现在什么位置？（1）-CH3 （2）-CH=CH2 （3）-C ≡CH （4）C O H解：甲基：2800-3000 cm -1 乙烯基3000~3100 cm -1 乙炔基3200~3300 cm -1 醛基 2720 (2750-2850) cm -17．试从下列红外数据判断其二甲苯的取代位置。
红外吸收光谱法第一节概述一、红外光谱测定的优点20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。
到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。
红外光谱测定的优点：1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。
2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。
3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。
4、样品用量小。
二、红外波段的划分δ=104/λ（λnm δcm -1）红外波段范围又可以进一步分为远红外、中红外、近红外波段波长nm 波数cm -1近红外 0.75~2.5 13300~4000中红外 2.5~15.4 4000~650远红外 15.4~830 650~12三、红外光谱的表示方法红外光谱图多以波长λ（nm ）或波数δ（cm -1）为横坐标，表示吸收峰的位置，多以透光率T%为纵坐标，表示吸收强度，此时图谱中的吸收―峰‖，其实是向下的―谷‖。
一般吸收峰的强弱均以很强（ε大于200）、强（ε在75-200）、中（ε在25-75）、弱（ε在5-25）、很弱（ε小于5），这里的ε为表观摩尔吸收系数红外光谱中吸收峰的强度可以用吸光度（A ）或透过率T%表示。
峰的强度遵守朗伯-比耳定律。
吸光度与透过率关系为所以在红外光谱中―谷‖越深（T%小），吸光度越大，吸收强度越强。
第二节红外吸收光谱的基本原理一、分子的振动与红外吸收任何物质的分子都是由原子通过化学键联结起来而组成的。
分子中的原子与化学键都处于不断的运动中。
它们的运动，除了原子外层价电子跃迁以外，还有分子中原子的振动和分子本身的转动。
这些运动形式都可能吸收外界能量而引起能级的跃迁，每一个振动能级常包含有很多转动分能级，因此在分子发生振动能级跃迁时，不可避免的发生转动能级的跃迁，因此无法测得纯振动光谱，故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱，简称振转光谱。
傅里叶变换红外光谱分析（第三版）加入书架登录•版权信息•前言•第一版前言•第二版前言•第1章红外光谱的基本概念•1.1 红外光谱的产生和红外光谱区间的划分•1.2 分子的量子化能级•1.3 分子的转动光谱•1.4 分子的纯振动光谱•1.5 分子的振-转光谱•1.6 振动模式•1.7 振动频率、基团频率和指纹频率•1.8 倍频峰•1.9 合（组）频峰•1.10 振动耦合•1.11 费米共振•1.12 诱导效应•1.13 共轭效应•1.14 氢键效应•1.15 稀释剂效应•第2章傅里叶变换红外光谱学•2.1 单色光干涉图和基本方程•2.2 二色光干涉图和基本方程•2.3 多色光和连续光源的干涉图及基本方程•2.4 干涉图数据的采集•2.5 切趾（变迹）函数•2.6 相位校正•2.7 红外光谱仪器的分辨率•2.8 噪声和信噪比•第3章傅里叶变换红外光谱仪•3.1 中红外光谱仪•3.2 近红外光谱仪和近红外光谱•3.3 远红外光谱仪和远红外光谱•3.4 红外仪器的安装、保养和维护•第4章傅里叶变换红外光谱仪附件•4.1 红外显微镜•4.2 傅里叶变换拉曼光谱附件•4.3 气红联用（GC/FTIR）附件•4.4 衰减全反射附件•4.5 漫反射附件•4.6 镜面反射和掠角反射附件•4.7 变温红外光谱附件•4.8 红外偏振器附件•4.9 光声光谱附件•4.10 高压红外光谱附件•4.11 样品穿梭器附件•第5章红外光谱样品制备和测试技术•5.1 固体样品的制备和测试•5.2 液体样品的制备和测试•5.3 超薄样品的测试•第6章红外光谱数据处理技术•6.1 基线校正•6.2 光谱差减•6.3 光谱归一化、乘谱和加谱•6.4 生成直线•6.5 改变光谱数据点间隔和填充零•6.6 光谱平滑•6.7 导数光谱•6.8 傅里叶退卷积光谱•第7章红外光谱谱图解析•7.1 烷烃化合物基团的振动频率•7.2 烯烃化合物基团的振动频率•7.3 芳香族化合物基团的振动频率•7.4 炔烃化合物基团的振动频率•7.5 醇和酚类化合物基团的振动频率•7.6 醚类化合物基团的振动频率•7.7 酮和醌类化合物基团的振动频率•7.8 醛类化合物基团的振动频率•7.9 羧酸类化合物基团的振动频率•7.10 羧酸盐类化合物基团的振动频率•7.11 酯类化合物基团的振动频率•7.12 酸酐类化合物基团的振动频率•7.13 胺类化合物基团的振动频率•7.14 铵盐类化合物基团的振动频率•7.15 氨基酸类化合物基团的振动频率•7.16 酰胺类化合物基团的振动频率•7.17 酰卤类化合物基团的振动频率•7.18 糖类化合物基团的振动频率•7.19 含硼化合物基团的振动频率•7.20 含硅化合物基团的振动频率•7.21 含氮化合物基团的振动频率•7.22 含磷化合物基团的振动频率•7.23 水、重水、氢氧化物和过氧化物的振动频率•7.24 含硫化合物基团的振动频率•7.25 含卤素基团的振动频率•7.26 无机化合物基团的振动频率•第8章红外光谱的定性分析和未知物的剖析•8.1 红外光谱的定性分析•8.2 未知物的红外光谱剖析•第9章红外光谱的定量分析•9.1 朗伯-比耳定律•9.2 峰高和峰面积的测量•9.3 曲线拟合法测量峰高和峰面积•9.4 导数光谱用于定量分析•9.5 固体样品的定量分析•9.6 液体样品的定量分析•9.7 多组分液体的定量分析•9.8 高分子共聚物和共混物的定量分析•附录基团振动频率表（按振动频率由高到低排序）•参考文献是否关闭自动购买？关闭后需要看完本书未购买的章节手动确认购买。
红外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。
对一张已经拿到手的红外谱图：（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），我以前本科上谱学导论时老师给过公式，但字母都被我改了:F、T、O分别是英文4,31的首字母，这样我记起来就不会忘了：）。
举个例子：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，这里就不唠叨了。
这是一个令人头疼的问题，有事没事就记一两个吧：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。
第八章红外光谱分析自测试题一、判断题（对的打√, 错的打×）1、Cl2、H2O分子的振动可以引起红外吸收而产生吸收谱带。
( ×)2、在红外光谱中≡C-H 的吸收波数大于 -CH2-H。
（√）3、化合物的不饱和度为2时, 化合物中可能含有两个双键, 或一个双键和一个环, 或一个三键。
（√）4、红外光谱可区别分子的顺反异构，但不能区分手性分子。
（√）5、烯烃分子的对称性越强，C=C双键的振动吸收越强。
( ×)6、H2O分子中的H-O-H对称伸缩振动不产生红外吸收。
( ×)7、从红外光谱有无羰基的特征吸收可区分醇和酸。
（√）二、选择题1、下面四种气体，不吸收红外光的有（ D ）A、H2OB、CO2C、CH4D、N22、在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在4000~1350cm-1频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为（ B ）A、指纹区B、基团频率区C、基频区D、和频区3、并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能观察到，这是因为：（ B ）A、分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂B、分子中有些振动能量是简并的C、分子中某些振动能量相互抵消了D、因为分子中有H、C、H、O以外的原子存在4、甲烷分子的振动自由度是（ C ）A、5B、6C、9D、105．丁二烯中C=C伸缩振动如下：有红外活性的是（B ）A．CH2═CH—CH═CH2B．CH2═CH—CH═CH2A．A B．B C．A、B都有D．A、B都没有6、某物质能吸收红外光波，产生红外吸收谱图，那么分子结构必然是（ C ）A、具有不饱和键B、具有共轭体系C、发生偶极矩的净变化D、具有对称性7、红外光谱仪使用的光源是（B）A、空心阴极灯B、能斯特灯C、氘灯D、碘钨灯8、在含羰基的分子中，增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带（ B ）A、向高波数方向移动B、向低波数方向移动C、不移动D、稍有振动9、不考虑费米共振的影响，下列伸缩振动吸收峰最强的是（D）A、C—HB、N—HC、P—HD、O—H10、羰基化合物，C=O伸缩振动频率出现最高者为（D）A、R—CO—RB、R—CO—ClC、R—CO—HD、R—CO—F11、下列化合物中，C═C伸缩振动吸收强度最大的化合物是（ A ）A．R—CH═CH2B．R—CH═CH—R’（顺式）C．R—CH═CH—R’（反式）D．R—CH═CH—R12、某种化合物，其红外光谱上3000~2800 cm-1，1460 cm-1，1375 cm-1，720 cm-1等处有主要吸收带，该化合物可能是（A）A、烷烃B、烯烃C、炔烃D、芳烃13、一种氯苯的红外光谱图在900 cm-1，690cm-1间无吸收带，它的可能结构为（C）A、对二氯苯B、间三氯苯C、六氯苯D、四取代氯苯14、欲用红外光谱区别HO(—CH2—CH2—O—)n H (n=1500) 和HO(—CH2—CH2—O—)m H (m=2000)，下列说法中正确的是（D）A、用—OH伸缩振动3400 cm-1 ~ 3000cm-1宽峰的波数范围区别B、用—CH伸缩振动小于3000cm-1的强度区别C、用—CH2—O伸缩振动1150 cm-1 ~ 1070cm-1强度区别D、以上说法均不正确15、某一化合物在紫外光区未见吸收带，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰：3000 cm-1 左右，1650cm-1。
该化合物可能是（ B ）A、芳香族化合物B、烯烃C、醇D、酮16、傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是（D）A、玻璃棱镜B、石英棱镜C、卤化盐棱镜D、迈尔逊干涉计17、某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收带，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰：3300 cm-1 ~ 2500cm-1宽而强的吸收，还有1710cm-1。
该化合物可能是（C）A、醛B、酮C、羧酸D、酯18、在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是因为( C )A、KBr 晶体在4000～400cm -1 范围内不会散射红外光B、KBr 在4000～400 cm -1 范围内有良好的红外光吸收特性C、KBr 在4000～400 cm -1 范围内无红外光吸收D、在4000～400 cm -1 范围内，KBr 对红外无反射19、一个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm -1有吸收峰, 下列化合物最可能的是( C )A、CH3－CHOB、CH3－CO-CH3C、CH3－CHOH-CH3D、CH3－O-CH2-CH320、用红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是( B)A、单质B、纯物质C、混合物D、任何试样21、一个含氮化合物的红外光谱图在3600～3200cm -1有吸收峰，则化合物中可能含( A )A、氨基B、氰基C、羰基D、烷基三、填空题1、在分子的振动过程中，化学键或基团的______________不发生变化，就不吸收红外光。
2、C=C和C=O的伸缩振动，谱带强度更大者是______________。
3、__________区域的峰是由伸缩振动引起的，基团的特征吸收一般位于此范围，称为__________区，__________区域中，分子结构稍有不同，则吸收就有细微的不同，称为_________区。
2500 cm-1 ~ 2000cm-1范围内称为_______和______________区。
4、共轭效应使共轭体具有共面性, 且使电子云密度平均化，因此，双键的红外吸收频率往________波数方向移动。
而氢键效应使－OH伸缩振动向______波数方向移动。
5、在化合物R—CO—H与R—CO—F中, 前者的C=O的伸缩振动产生的吸收峰的波数比后者的________; 而在化合物R—CO—R与R—CO—NH2中, 前者的C=O的伸缩振动产生的吸收峰的波数比后者的________。
6、红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收，则要满足两个条件：(1)________________________________________________，(2)_______________________________________________。
四、简答题：1．判断下列各分子的碳碳对称伸缩振动在红外光谱中是活性还是非活性的。
（1）CH3－CH3（2）CH3－CCl3（3）HC≡CH（4）C C HCl H Cl （5）C C H ClClH 2、试用红外光谱法区别下列异构体：（1）CH 3CH 2CH 2CH 2OHCH 3CH 2OCH 2CH 3 （2）CH 3CH 2COOHCH 3COOCH 3 （3）O O （4）OCHO （5）3、试解释下列各组化合物羰基C-O 伸缩振动吸收频率变化的原因。
O OO O O O ~1800cm -1~1770cm -1~1740cm -1A . B.CH 3CCH 3OCH 3COCH 3O CH 3CNHCH 3O ~1725cm -1~1745cm -1~1680cm -14、某化合物分子式为C 5H 8O ，有下面的吸收带：3020，2900，1690和1620 cm -1；在紫外区，它的吸收在227nm （ε=104），请写出该化合物的结构。
.5、羰基化合物R —CO —R ’，R —CO —Cl ，R —CO —H ，R —CO —F ，F —CO —F 中，C ═O 伸缩振动频率最大的化合物是哪个？6、从以下红外数据来鉴定特定的二甲苯：化合物A ：吸收带在767和920 cm -1处。
化合物B ：吸收带在792 cm -1处。
化合物C ：吸收带在742 cm -1处。
7、某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080，3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500，1370，750，690cm-1，试写出主要吸收峰归属并推断分子结构。
第八章红外光谱分析参考答案一、判断题1、×2、√3、√4、√5、×6、×7、√二、选择题1、D2、B3、B4、C5、B6、C7、B8、B9、D 10、D 11、A 12、A 13、C 14、D 15、B 16、D17、C 18、C 19、C 20、B 21、A三、填空题1、（偶极矩）2、（C=O ）3、（4000-1300cm-1）（基团频率）（1300-600cm-1 ）（指纹区）4、（低）( 低)5、（低）（高）6、（分子在振动过程中有偶椎矩变化）（幅射频率满足振动跃迁所需能量）三、简答题：1、答：（1）、（3）、（5）中的碳碳双键振动无红外活性，（2）、（4）中的碳碳双键振动有红外活性。
2、答：（1）前者在3200~3600cm –1有强而宽的—OH振动吸收峰，后者则无，可以用红外吸收区别。
（2）可以区别，前者有强而宽的—OH振动吸收峰，后者则无。
（3）可以区别。
后者的C=O基吸收峰低于前者（共轭效应）。
（4）可以区别。
前者的C=O基吸收峰低于后者。
（5）可以区别，前者的C=C双键峰很弱（分子对称），后者的则较强（分子不对称）。
3、答：A、前者由于诱导效应，相当于增加C=O双键上的电子云密度，即双键性增强，所以C=O基振动频率向高波数区移动。
中间化合物增加了双键的共轭效应，C=O基振动频率向低波数移动。
第三个化合物由于形成了大的p-π共轭体系，使C=O基振动频率继续下降。
B、第二个化合物中由于诱导效应，相当于增加C=O双键上的电子云密度，即双键性增强，所以C=O基振动频率向高波数区移动。
第三个化合物是由于中介效应起主导作用。
4、答：化合物的不饱和度为U=2，可能含二个双键或一个环一个双键。
红外光谱中3020 cm-1有吸收，说明含不饱和碳氢键，即=C-H，1690 cm-1是C=O的振动吸收，1620 cm-1是C=C双键的振动吸收，说明分子为不对称性结构，2900 cm-1是甲基、亚甲基的吸收。
又因为在紫外区227nm（ε=104）有吸收，说明化合中存在共轭体系，应该是C=C双键与C=O基共轭。
所以化合结构为：CH2=CH－CO－CH2－CH35、答：C═O伸缩振动频率最大的化合物是F—CO—F中，因诱导效应增强，相当于削弱了C═O间的电子云密度，即双键性下降。
6、化合物A：吸收带在767和920 cm-1处。
为间二甲苯。
化合物B：吸收带在792 cm-1处。
为对二甲苯。
化合物C：吸收带在742 cm-1处。
为邻二甲苯7、某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080，3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500，1370，750，690cm-1，试写出主要吸收峰归属并推断分子结构。
