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第四章 红外光谱法

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仪器分析3—红外吸收光谱法

仪器分析3—红外吸收光谱法

傅立叶变换红外光谱仪
样品池
红外光源
摆动的 凹面镜
迈克尔逊 干扰仪
参比池
摆动的 凹面镜
检测器 干涉图谱 计算机 解析 还原
M1 II
同步摆动
I M2
红外谱图
BS
D
仪器组成
第五节 红外光谱法应用
红外光谱法由于操作简单，分析速度 快，样品用量少，不破坏样品，特征性 强等优点，在有机定性分析中应用广泛。 利用红外光谱可对化合物进行鉴定或结 构测定。 但由于吸收较复杂，在定量分析方面 应用受到一定限制。
第四章 红外吸收光谱分析法（IR）
Infrared Absorption Spectrometry
第一节
红外光谱基本知识
1、红外线波长范围： 光学光谱区域：10nm ～1000μm； 其中：10nm ～400nm为紫外光区 400nm ～760nm为可见光区， 760nm ～ 1000μm为红外光区。 为表示方便，红外光不用nm（纳米） 而用微米（ μm）表示其波长。
由原理图可见，红外分光光度计也主要 由光源、样品吸收池、单色器、检测器、 记录仪等部件构成。 1、光源:能斯特灯或硅碳棒
红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用 电加热使之发射高强度的连续红外辐射。 常用的是Nernst灯或硅碳棒。 Nernst灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的 中空棒和实心棒。工作温度约为1700℃，在此高温下导 电并发射红外线。但在室温下是非导体，因此，在工作 之前要预热。它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳 定性较好。 硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在1200-1500℃ 左右。
ε>100 非常强峰(vs) 20<ε<100 强 峰(s) 10<ε<20 中强峰(m) 1<ε<10 弱 峰(w)

第四章 红外光谱

第四章 红外光谱
一、波长和波数
电磁波的波长（ ）、频率（ v）、能量（E）之间的关系：
2020/3/20
3
二、红外光谱的表示方法
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同
波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波 长或波数为横坐标，以透过率为纵坐标而形成。
横坐标：波长/λ或波数/cm-1。 纵坐标：吸光度A或透过率T，
N为分子中成键原子的个数。
例1： H O H 为非线状分子，应有3N－6＝9－6＝3个峰。
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15
例2：O＝C＝O为线状分子，便有3N－5＝9－5＝ 4个峰。
Why? ①νs O＝C＝O 不改变分子的偶极矩； ②δs O＝C＝O 与δw + O＝C＝O + 简并。
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1900～2500 cm-1，主要是：C≡C、C≡N 三键和 C＝C＝C、C＝N＝O 等累积双键的伸缩振动吸收峰。
(3) Y＝Z双键伸缩振动区（第三峰区） ：
1500～1900 cm-1，主要是：C＝O、C＝N、C＝C等双 键存在。
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13
2）指纹区：
＜1500 cm-1的低频区，主要是：C－C、C－N、 C－O等单键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带 密集、难以辨认。
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1
4.1 基本原理
红外光谱就是当红外光照射有机物时，用仪器记录 下来的吸收情况（被吸收光的波长及强度等），用来进行 分析的方法。红外线可分为三个区域：
红外光谱法主要讨论有机物对中红区的吸收（振动能 级跃迁）。
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2
红外光谱的基本原理:
用不断改变波长的红外光照射样品，当某一波长的频 率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时，分子就会 吸收红外光，产生吸收峰。用波长（λ）或波长的倒数波 数（cm-1）为横坐标，百分透光率（T％）或吸收度（A） 为纵坐标做图，得到红外吸收光谱图（IR）。分子振动所 需能量对应波数范围在400 cm-1～4000 cm-1。

第四章 傅里叶红外光谱

第四章 傅里叶红外光谱

4
10 ―――波数（cm-1）
―――波长 (µm)


(11)
1 2 )
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
4.2.2 红外光谱定量分析原理
分子基团对红Biblioteka 辐射的特征吸收是进行定量分析的基础
样品的吸光性通过分光计进行间接的测量
红外光照射样品后到达分光检测器的光强 强度 之比称为透过率 ，即：
子基团的特征吸收谱带也叫特征峰。吸收谱带极大值的波数位置 称为特征频率。进行基团定性时，是根据基团特征吸收峰来判断 基团的存在与否
(10)
4.2 润滑油的傅里叶红外光谱分析
波数是红外吸收光谱图横坐标常用的物理量之一，单位为cm-1。它 是描述红外线振动特性的物理量。波数与波长的换算关系是：
式中：
(22)
4.3 在用油红外光谱参数的识别
通常表征润滑油硝化的峰位在～1630 cm-1附近；典型值则为20A·cm-1，高值 ＞40 A·cm-1
图为新油和深度硝化在用油的红外光谱 对比（上谱线为深度硝化在用油，下谱 线为新油），硝化深度的急剧增加，意 味着因高温和燃烧条件恶化而生成了大 量的氮氧化物
(3)
4.1 傅里叶红外光谱仪法
4.1.1 傅里叶红外光谱仪的工作原理 红外光谱仪（FT-IR）主要由红外光源、 吸收池、分光系统、检测 系统等几部分组成 检测时，从光源发出的红外光，经过迈克尔逊干涉仪变成干涉光 （消除杂光），再让干涉光经过样品，到探测器，探测器检测到透 过油样的红外线强度，并将其转换成与油样成分、含量相对应的电 压值，然后利用计算机系统把干涉图进行数字变换，最后得到光谱 图 FT－IR光谱仪的核心光学部件为迈科尔逊干涉仪，干涉仪的使用， 提高了红外光谱仪的灵敏度和准确性

第四章炔烃二烯烃红外光谱

第四章炔烃二烯烃红外光谱

第四章炔烃二烯烃红外光谱（一）炔烃▪分子中具有一个碳碳叁键的开链不饱和烃——炔烃。

▪通式为CnH2n－2，碳碳叁键是炔烃的官能基。

4.1 炔烃的构造异构和命名1.炔烃的构造异构▪从丁炔开始，除碳链异构外，碳碳叁键位置的不同（位置异构）也可引起同分异构现象。

1-丁炔2-丁炔2. 炔烃的命名炔烃的系统命名法规则1)选含有碳碳叁键的最长碳链为主链。

2)从靠近叁键的一端开始编号，使叁键的位次尽可能小。

命名时要标出叁键的位置。

3) 其余取代基按烷烃的系统命名规则来命名。

4) 含有双键的炔烃命名时，一般先命名烯再命名炔，碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和取最小的原则。

1-戊炔2-戊炔3-甲基-1-丁炔4.2 炔烃的结构▪X光衍射和电子衍射等物理方法证明，乙炔分子是一个线性分子，所有碳原子和氢原子都分布在同一条直线上。

•sp杂化：由一个s轨道和一个p轨道参加的杂化，其结果形成了处于同一直线上的两个sp杂化轨道。

0.120 nm180 o C0.106 nmH乙炔分子中σ键的形成▪乙炔分子中，每个碳原子与另外两个原子形成了一个C sp－H s σ键和一个C sp－C sp σ键，在同一直线上，方向相反，故乙炔分子为线性分子。

乙炔分子中的π键▪每个碳原子上还各有两个未参加杂化的p轨道，互相平行，故这两个p轨道可侧面相互交盖而形成了两个π键，这两个π键并不是孤立分离的，其电子云对称分布在碳碳σ键键轴周围，类似圆筒性状。

参见图4－3。

▪碳碳叁键由一个σ键和两个π键组成。

乙炔键长缩短的原因1）s轨道的电子较p电子接近原子核，故杂化轨道的s成分越多，则在杂化轨道上的电子越接近原子核。

乙炔分子中的C sp－H s σ键，因sp杂化轨道的s成分大（50％），其电子云更靠近原子核。

2）乙炔分子中有两个形成π键，且sp杂化轨道参与了碳碳σ键的组成。

4.3 炔烃的物理性质∙炔烃的物理性质和烷烃、烯烃基本相似。

∙低级的炔烃常温常压下为气体，但沸点比相同碳原子数的烯烃略高。

第四章 二烯烃 炔烃 红外光谱

第四章 二烯烃 炔烃 红外光谱

+
双烯体 亲双烯体
O
O
+
O O O
O O
O
+
O O
CH2
O O
这类反应在合成上可用来合成许多环 状化合物，反应类型属第三类——协同反 应，即新键的生成和旧键的断裂同时发生 异协同进行。
（二） 炔 烃
4.4 命名
若分子中即含叁键，又含双键，则选择含有 叁键，双键的链为主链，以烯、炔两个数字 和的数值最小编号，碳原子数写在烯前,若 烯、炔位次一样，以烯为准。
+
NH3
NaNH2
R
CH
+ NaNH2
液氨
R
CNa
+
NH 3
CH
CH
+ 2 Ag(NH3)2NO3 + 2 Cu(NH3)2Cl
AgC
CAg
+ 2 NH4NO3 + 2 NH3 + 2 NH4NO3 + 2 NH3
CH
CH
CuC
CCu
鉴别1-炔烃和其它炔烃的方法
（二）、加成反应
1、加氢
H2 / Pt H2 / Pt
4.9 红外光谱
一般的红外吸收光谱主要指中红外 范围而言，波数在400－4000 cm-1，谱图 是以波长和波数为横坐标，表示吸收带 的位置，以透射率（T％）为纵坐标，表 示光的吸收强度，整个吸收曲线反映了 一个化合物在不同波长的光谱区域内吸 收能量的分布情况。
一、分子振动、分子结构和红外光谱
分子振动包括键的伸缩振动和键的弯 曲振动。并非所有的分子振动都能吸收 红外光，只有使分子的偶极矩发生变化 的分子振动才具有红外活性，才有相应 的吸收谱带，分子中极性基团很易引起 明显的红外吸收。

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法

16:12:58
k为化学键的力常数（单位：N·cm-1 ）,为双 原子折合质量（单位为g）
m1m2
m1 m2
若原子的质量用原子质量单位(u，1u=1.66×10-24g) 表示，则成键两原子的折合质量应为：
(m1
m1m2 m2 ) 6.02
10 23
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❖ 从分子简谐振动方程可知，分子振动频率与化 学键的键力常数、原子质量有关系.
四、紫外吸收光谱与红外吸收光谱的区别
1. 光谱产生的机制不同 紫外：电子光谱； 红外：振－转光谱
2. 研究对象和使用范围不同 紫外：研究不饱和化合物，具有共轭体系； 红外：凡是在振动中伴随有偶极矩变化的化合
物都是红外光谱研究的对象。可研究几乎所有的有 机物。
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五、红外光谱法的特点和应用
分子的振动总能量：
Ev
(v
1 )h
2
（v = 0, 1, 2, ···）
式中， v 为振动量子数，ν为分子 振动频率。
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在室温时，分子处于基态（v = 0），此时伸 缩振动振幅很小。当有红外辐射照射分子时，若 辐射光子所具有的能量恰好等于分子振动能级差 时，则分子吸收光子能量跃迁至振动激发态，导 致振幅增大。
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(二) 吸收谱带的强度
➢ 分子振动时偶极矩是否变化决定了该分子能
否产生红外吸收，而偶极矩变化的大小又决定了 吸收谱带的强弱。
➢ 根据量子理论，红外光谱的强度与分子振动
时偶极矩变化的平方成正比。
➢ 偶极矩的变化与固有偶极矩有关。一般极性
比较强的分子或基团吸收强度都比较大，极性比 较弱的分子或基团吸收强度都比较弱。

红外吸收光谱分析法 红外谱图解析


顺式烯 乙烯基烯 亚乙烯基烯
08:12:21
R1 H R1 H R1 R2
1660cm-1
1660-1630cm-1
中强，尖
总结
ⅰ 分界线1660cm-1 ⅱ 顺强，反弱
ⅲ 四取代（不与O，N等相连）无υ
ⅳ 端烯的强度强
（C=C）峰
ⅴ共轭使υ
下降20-30 cm-1 （C=C）
H C C R R1 C C R2
08:12:21
υ υ
C C
2140-2100cm-1 （弱） 2260-2190 cm-1 （弱）
C C
c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱） 面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
R1 H R1 R2 R1 R2 C C R4
O—H，C—O
a)-OH 伸缩振动(>3600 cm-1) b)碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
C Cα C Cα′ C C Cα″ β
υ
（C-O）
OH
υ
游 离 仲-OH 醇， 叔-OH 酚 酚-OH 伯-OH
（—OH） 3640cm-1 3630cm-1 3620cm-1 3610cm-1
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
第四章 红外吸收光谱分 析法
infrared absorption spec-troscopy，IR
一、红外谱图解析
analysis of infrared spectrograph
二、未知物结构确定
structure determination of compounds

第四章炔烃二烯烃红外光谱黑体


C=C
H
H
(3) 和水得加成
补充1 (末端炔烃):R-CCH 得:甲基酮 (R-CO-CH3) 补充2 (不对称炔烃): R-CC-R’ 得:混合酮
若:R为一级取代基,R’为二、三级取代基,则C=O 与R’相邻。 (注意空间效应)
为什么发生重排?
CH2=C-OH CH3-C=O
H
H
•乙 醛 得 总 键 能 2 7 4 1 k J / m o l 比 乙 烯 醇 得 总 键 能 2678kJ/mol大,即乙醛比乙烯醇稳定、
CH2=HC-CH2-CCH + Br2 CH2BrCHBrCH2CCH
**为什么炔烃得亲电加成不如烯烃活泼?
•烷基碳正离子(中间体)—正碳原子就是sp2杂化状态,她得正电荷 易分散到烷基上、
•烯基碳正离子(中间体)—sp杂化状态, 正电荷不易分散、所以能 量高,不稳定、形成时需要更高得活化能,不易生成、
• 杂化轨道理论:两个成键轨道(1, 2),两个反键轨道 (1*, 2*)
• 两个成键 轨道组合成了对称分布于碳碳 键键 轴周围得,类似圆筒形状得 电子云、
(5) 总结
•碳碳叁键就是由一个 键和两个 键 组成、
•键能—乙炔得碳碳叁键得键能就是:837 kJ/mol;
乙烯得碳碳双键键能就是:611 kJ/mol;
甲基乙烯基醚
• CH3OH + KOH
CH3O-K+ + H2O
•带负电荷得甲氧基负离子 CH3O-,能供给电子,具有亲近 正电荷(核)得倾向,所以就是亲核试剂、
•反应首先就是由甲氧基负离子攻击乙炔开始、
CHCH + CH3O- CH3O-CH=C-H CH3OH CH3O-CH=CH2 + CH3O-

第四章红外吸收光谱法3、CO的红外吸收光谱在2170cm-1处有一振动

第四章 红外吸收光谱法3、CO 的红外吸收光谱在2170cm -1处有一振动吸收峰。

试求CO 键的力常数。

解：根据μπγKc 21= 则 μγπ2)2(c K = 其中2321211002.0)1612(1612)(⨯⨯+⨯=⨯+=L m m m m μ=1.14×10－23g=1.14×10－26Kg 则μγπ2)2(c K ==(2×3.14×3×108×2.17×105)2×1.14×10－26 =1905N/m=19.05N/cm答：CO 键的力常数19.05 N /cm 。

5、指出下列各种振动形式中，哪些是红外活性振动，哪些是非红外活性振动。

分子结构 振动形式（1） CH 3－CH 3 γ（C －C ）（2） CH 3—CCl 3 γ（C －C ）（3） SO 2 γs ,γ（4）H 2C CH 2 (a) υ(CH)CC(b) υ(CH)CH C (c) W(CH) C HHC H H ++++(d)τ(CH) C H H C H -++-解：只有发生使偶极矩有变化的振动才能吸收红外辐射，即才是红外活性的，否则为红外非活性的。

也即只有不对称的振动形式才是红外活性的，对称的振动则为红外非活性的。

因此，上述结构中：红外活性振动有：（2）CH 3—CCl 3 γ（C －C ） （3）SO 2 γas（4）H 2C CH 2 中的(a) υ(CH)、(d)τ(CH)，（3）SO 2 γs （伸缩振动） (c) W(CH)红外非活性的有：(a) CH 3－CH 3 υ(CH) 4）H 2C CH 2 中的(b) υ(CH)6、OH 和 O是同分异构体，试分析两者红外光谱的差异。

答：由于OH中含有一个－OH 基团，因此在红外光谱中有一强吸收峰在3700～3100cm -1，且此分子中含有一个C=C 双键，因此在1680～1620cm -1也有一较弱的吸收峰。

第四红外吸收光谱分析法-

化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部 结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固 定频率上。
1．内部因素
（1）电子效应 a．诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）
R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COCl C=0 1800cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ;
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R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COF C=0 1920cm-1 ; R-CONH2 C=0 1920cm-1 ;
ｂ．共轭效应
O H 3CCC3H
O CC3H
O CC3H
O C
1715cm -1 1685cm -1 1685cm -1 1660cm -1
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苯衍生物的C=C
苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内 变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。
2000
1600
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（3）C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
饱和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动； 醛，酮的区分？
共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱；
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3． 双键伸缩振动区（ 1900 1200 cm-1 ）
（1） RC=CR’ 1620 1680 cm-1 强度弱， R=R’（对称）时，无红外活性。
（2）单核芳烃 的C=C键伸缩振动（1626 1650 cm-1 ）
(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影 响，使伸缩振动频率向低波数方向移动．
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k为化学键的力常数，为将两原子由平衡位置伸长单位长度时的恢复力
影响基本振动频率的直接原因是相对原子
质量和化学键的力常数。化学键的力常数k越
大，折合相对原子质量Ar越小，则化学键的 振动频率越高，吸收峰将出现在高波数区； 反之，则出现在低数区。
4.2.4、吸收谱带的强度 红外吸收谱带的强度取决于分子振动时偶极矩
810-750，710-690 830-810 910-840
810，850-900
各主要官能团红外光谱的特征吸收峰频率
❖ 二、常见化合物的特征吸收峰
烷烃类 烯烃类 炔烃类 芳香类 羰基化合物 羟基化合物
1. 烷烃 —CH3
CH2
❖ C-H C-H伸缩振动 < 3000 cm-1 3000 ~2800 cm-1 强吸收峰 ❖ X-H C-H弯曲振动 < 1500 cm-1 ~1460 cm-1 有一强吸收峰 ❖ —CH3： X-H ~1380 cm-1附近有强吸收峰，受取代基影响
4.3 基团频率和特征吸收峰
4000
2500 2000 1500 1300 cm-1 900 600 cm-1
X-H 伸缩振动区
(O、N、 C或S)
叁键和 累积双 键区。
双键 伸缩 振动
C-H
弯曲 振动
单键 伸缩 振动
苯环 取代
官能团区 (基团频率区,特征区)
指纹区
红外光谱图的六个区域
4000-2500cm-1 2500-2000cm-1 2000-1500cm-1 1500-1300cm-1 1300-910cm-1 910cm-1以下
X-H伸缩振动区 三键伸缩振动区 双键伸缩振动区 C-H弯曲振动区 单键伸缩振动区 苯环取代
4000-2500cm-1 X-H伸缩振动（X=O、N、C）
OH伸缩：
3200-3650cm-1
NH伸缩：
3300-3500cm-1
CH伸缩：
3000cm-1
饱和的CH：<3000cm-1
不饱和C的CH：>3000cm-1
不同点 紫外可见吸收光谱
光源
紫外可见光
起源
电子能级跃迁
红外吸收光谱 红外光
振动能级跃迁
研 究 不饱和有机化合物 几乎所有有机物; 范 围 共轭双键、芳香族等 许多无机化合物
特色
反映发色团、助色团 反映各个基团的振
的情况
动及转动特性
4.1 概述
几点认识： 1 ) IR方法是分子吸收光谱方法 2) IR 涉及分子振动和转动能级的跃迁；
炔 C≡C
－C≡N
O﹦C﹦O
(反对称体)
2140(中)
2240(中)
2350(中)
2000-1500cm-1 双键伸缩振动
羰基
芳环
C=C 双 键
～1600（中）
1740（强）
～1500（中）
1640（强）
1500-1300cm-1 C-H弯曲振动
﹣CH3
﹣C﹣CH3 CH3
1460 1380（中）
❖ CC 与其它基团共轭时，吸收峰向低频方向移动
3300cm-1 C≡C-H
伸缩振动
2250～2100 C≡C伸缩振动
4. 芳烃类
❖ C H > 3000 3040~3030cm-1，3~4个多重峰 ❖ C=C 1650~1450 cm-1，2~4个中强吸收峰；
分子振动频率
1 k 2
：振动频率 HZ K：键力常数 N•cm-1
定义：两原子由平衡位置伸长单位长
度时的恢复力
单键 双键 三键
5
10
15
μ：折合质量 g
入射光频率与分子振动频率相等时，分子 将吸收入射光，振动振幅加大，产生吸收 光谱，因此，吸收光谱的频率为
1 k 2
波数 = 1302（k /A）1/2 A为折合相对原子质量
2. 烯烃类
❖ =CH =C-H伸缩振动 3100 cm-1 附近有较强吸收峰
❖ C=C C=C 伸缩振动 1700~1600 cm-1 较弱吸收峰
—— 共轭体系中， C=C 向低波数方向移动，强度增大，对 称性越差，吸收峰越强，完全对称，不出现吸收峰
❖ =CH =C-H弯曲振动 1000~650cm-1 处有强吸收峰 ——鉴定烯烃取代基类型最特征的峰
4.2.1、产生红外吸收的两个条件 1 . 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量 相等
V=0,1,2,3…… EL =△E振 即L=△•
2. 辐射与物质之间有耦合作用
△≠0
基频峰
分子吸收红外辐射后，由基态振动能级（=0）跃 迁至第一振动激发态（=1）时，所产生的吸收峰称 为基频峰。
倍频峰
近红外光区
0.75
2.5
中红外光区
2.5
50
远红外光区
50 1000
频率 Hz
4.0*1014
波数 cm-1 13000
1.2*1014
4000
1.2*1014
4000
6.0*1012 6.0*1012 30 * 1011
200 200 10
分析对象
蛋白质和水 定量
几乎所有有机物 纯无机或金
属有机物
一、基团的特征吸收峰——基团频率
➢ 组成分子的基团如：O-H、C=C、C=O等都有自己特定的 红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。
➢ 通常把能代表某基团存在，并有较高强度的吸收峰，称为 特征吸收峰，所在的频率位置称为基团频率。
➢ 基团频率——主要是一些伸缩振动引起的，常用于鉴定 某官能团是否存在。基团不同，基团频率不同。
= 3n-6 非线性分子 = 3n-5 线性分子（原子在一条直线上） • 如：H2O振动自由度 3×3 – 6 = 3三种基本振动形式
水—非线型分子的振动形式： 3n-6=9-6=3 二氧化碳—线型分子的振动形式：3n-5=9-5=4
绝大多数化合物在红外光谱图上出现的峰数远小于理 论上计算的振动数，
较小，可作为有无甲基存在的依据
当两个或三个—CH3连在一个C上时， —CH3 的1380
cm-1 峰会分裂
CH3
异丙基 CH3-CH-
叔丁基 CH3-C-
CH3 两峰高
度相近
两峰高度 一高一矮
CH3
（CH2）n n ≥ 4 CH2 750~720
正庚烷的红外光谱图
C-H C-H伸缩振动 , 3000 ~2800 cm-1 强吸收峰 X-H C-H弯曲振动 ~1460 cm-1 有一强吸收峰 X-H ~1380 cm-1附近有强吸收峰
互作用而形成）——统称泛频 ❖ 振动偶合—相邻的两个基团相互振动偶合使峰数目增多 ❖ 费米共振—当倍频或组合频与某基频峰位相近时，由于相
互作用产生强吸收带或发生峰的分裂，这种倍频峰或组合 频峰与基频峰之间的偶合称为费米共振。
4.2.3、分子振动的频率
m1
m
2
经典力学解释：质量分别为m1和m2的原子，依 靠类似弹簧的化学键连在一起。
定性 定量
定量
4.1.2 红外光谱的表示方法：
横坐标：波数（波长）
纵坐标：透光率
波长与波数之间的关系为： 波数/ cm-1 =104 /（ / µm ）
(每cm中波的个数)
A
光谱的表 示方式
• 紫外：用A表示吸 收光的程度，波长为 横坐标； 紫外可见 T% 吸收光谱的特征用 λmax和κ来描述
光谱区在红外光区； 3) 广泛应用于几乎所有物质的定性分析
4.1.1红外光区的划分 0.0005nm γ射线 0.01nm
X 射线
10nm
紫外光区
0.75 µm 2.5 µm 25 µm
1000 µm
近红外光区 中红外光区
远红外光区
400nm
可 见
光
区
红外光区微波Fra bibliotek30m 无线电波
光学区
电磁光谱
波长 µm
一、官能团区和指纹区
❖ 紫外可见吸收光谱为了便于解析分为R K B E四个吸收带
❖ 红外吸收光谱为了便于解析划分为两个区域
❖ 4000~1300 区域：是由伸缩振动产生的吸收带，为化学键 和基团的特征吸收峰，吸收峰较稀疏，鉴定基团存在的 主要区域——官能团区
❖ 1300~650区域：吸收光谱较复杂，除单键的伸缩振动外， 还有变形振动。能反映分子结构 的细微变化——指纹区
λ（λ）
• 红外：用T%来表示吸光强度，光的性质用波长或波数表 示；红外吸收光谱的特征用吸收峰位置和κ来描述
4.2 基本原理
红外光谱的产生
• 当一束红外光照射分子时，分子中某个振动频 率与红外光某一频率光相同时（振= 外），分子 就吸收此频率光发生振动能级跃迁，产生红外吸收 光谱。
• 根据红外吸收光谱中吸收峰的位置和形状来推 测未知物结构，进行定性分析和结构分析；根据吸 收峰的强弱与物质含量的关系进行定量分析。
RCH=RCH 反式 990~970
顺式 690
RCH=CH2 990、910两个强峰
1-辛烯红外谱图
3079cm-1 =C-H伸缩振动
~2900 cm-1 C-H伸缩振动
1642cm-1 C=C 伸缩振动
993, 910cm-1 -CH=CH2 弯曲 振动
=C-H伸缩振动 3079cm-1； C-H伸缩振动 ~2900 cm-1 C=C 伸缩振动 1642cm-1 ； -CH=CH2 弯曲振动 993, 910cm-1
2. 简正振动的基本形式 （ 1）伸缩振动
（2）变形振动（又称弯曲振动或变角振动）
伸缩振动 对称伸缩振动
反对称伸缩振动
弯曲振动 剪式振动