不同官能团的红外吸收特征

红外各基团特征峰对照表

在化学和材料科学领域，红外光谱分析是一种非常重要的研究手段。通过对样品的红外吸收光谱进行分析，可以获取有关分子结构和化学键的信息。而红外各基团特征峰对照表则是帮助我们解读红外光谱的重要工具。

红外光谱是基于分子对红外光的吸收而产生的。当红外光照射到分子时，分子中的某些化学键会吸收特定频率的红外光，导致分子的振动和转动状态发生改变。这些吸收峰的位置和强度与分子中的基团和化学键的类型、数量以及周围环境有关。

常见的官能团在红外光谱中都有其特征的吸收峰位置。例如，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹ 范围内有强而宽的吸收峰。醇类中的羟基通常在 3300 3600 cm⁻¹ ，而羧酸中的羟基由于形成了氢键，吸收峰会更宽，出现在 2500 3300 cm⁻¹ 。

羰基（C=O）是另一个重要的官能团，其特征峰通常在 1650 1750

cm⁻¹ 。醛类中的羰基吸收峰在 1720 1740 cm⁻¹ ，酮类的羰基吸收峰则在 1710 1730 cm⁻¹ 。羧酸及其衍生物中的羰基吸收峰位置会有所不同，例如酯类中的羰基吸收峰在 1730 1750 cm⁻¹ 。

胺基（NH₂）的吸收峰在 3300 3500 cm⁻¹ ，分为对称和不对称伸缩振动。芳香族胺的吸收峰位置相对较低。 碳碳双键（C=C）的吸收峰在 1620 1680 cm⁻¹ ，但强度通常较弱。而碳碳三键（C≡C）的吸收峰在 2100 2260 cm⁻¹ ，具有较强的吸收强度。

醚键（COC）的特征吸收峰在 1050 1300 cm⁻¹ 。

苯环的骨架振动在 1450 1600 cm⁻¹ 范围内有多个吸收峰。

除了上述常见的官能团，还有许多其他基团也有各自独特的红外特征峰。例如，硝基（NO₂）、氰基（CN）、卤素（X）等。

在实际应用中，使用红外各基团特征峰对照表时需要注意一些问题。首先，不同的仪器和实验条件可能会导致吸收峰的位置略有偏差。其次，分子中的其他基团或环境因素可能会对特征峰产生影响，例如共轭效应、氢键作用等，可能会使吸收峰发生位移或强度改变。此外，混合物中不同成分的吸收峰可能会相互重叠，增加了光谱解析的难度。

Bond Type of bond Specific type of

bond Absorption

peak Appearance

C─H alkyl methyl 1260 cm−1 strong

1380 cm−1 weak

2870 cm−1 medium to strong

2960 cm−1 medium to strong

methylene 1470 cm−1 strong

2850 cm−1 medium to strong

2925 cm−1 medium to strong

methine 2890 cm−1 weak

vinyl C═CH2 900 cm−1 strong

2975 cm−1 medium

3080 cm−1 medium

C═CH 3020 cm−1 medium

monosubstituted

alkenes 900 cm−1 strong

990 cm−1 strong

cis-disubstituted

alkenes 670–700

cm−1 strong

trans-disubstituted

alkenes 965 cm−1 strong

trisubstituted

alkenes 800–840

cm−1 strong to medium

aromatic benzene/sub.

benzene 3070 cm−1 weak

monosubstituted

benzene 700–750

cm−1 strong

690–710

cm−1 strong

ortho-disub.

benzene 750 cm−1 strong

meta-disub. benzene 750–800

cm−1 strong

860–900

cm−1 strong

para-disub. benzene 800–860

cm−1 strong

alkynes any 3300 cm−1 medium

红外波谱

分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位置会出现吸收。相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。

常见官能团的红外吸收频率

键型 化合物类型 吸收峰位置/cm-1 吸收强度

C-H 烷烃 2960~2850 强

=C-H 烯烃及芳烃 3100~3010 中等

≡C-H 炔烃 3300 强

-C-C- 烷烃 1200~700 弱

-C=C- 烯烃 1680~1620 不定

C≡C 炔烃 2200~2100 不定

C=O 醛 1740~1720 强

酮 1725~1705 强

酸及酯 1770~1710 强

酰胺 1690~1650 强

-OH 醇及酚 3650~3610 不定，尖锐

氢键结合的醇及酚 3400~3200 强，宽

-NH2 胺 3500~3300 中等，双峰

C-X 氯化物 750~700 中等

溴化物 700~500 中等

整个红外谱图可以分为两个区，4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单但具有强烈的特征性，1350~650处指纹区。 通常，4000~2500处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H, N-H, C-H, S-H键的伸缩振动吸收带，在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：-

C≡C-，- C≡N, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。在1900以下的波数端有-C=C-, -C=O, -C=N-, -C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。

1350~650指纹区处，有C-O, C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大，分子结构稍有不同，吸收也会有细微的差别，所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。

有机化学有机化合物红外吸收光谱

官能团化合物的红外吸收峰特征

类别 键和官能团 拉伸 说明

卤代烃 C━F

C━CI

C━Br

C━I 1350～1100 cm-1（强）

750～700 cm-1（中）

700～500 cm-1（中）

610～485 cm-1（中） 1.如果同一碳上卤素增多，吸收位置向高波数位移

2.卤化物，尤其是氟化物与氯化物的伸缩振动吸收易受邻近基团的影响，变化较大

3. δC━CI 与δC━H（面外）的值较接近

醇

━OH 游离：3650～3610 cm-1（峰尖，强度不定）

分子内缔合： 3500～3000 cm-1

分子间缔合： 二聚：3600～3500 cm-1多聚：3400～3200 cm-1 1.缔合体峰形较宽（缔合程度越大，峰越宽，越向低波数移）

2.一般羟基吸收峰出现在比碳氢吸收峰所在频率高的部位，即大于3000 cm-1，故＞3000cm-1的吸收峰通常表示分子中含有羟基

伯醇δOH1500～1260cm-1

仲醇δOH1350～1260cm-1

叔醇δOH1410～1310cm-1 ━OH的面内变形振动在，吸收位置与醇的类型、缔合状态、浓度有关（稀释时稀释带移向低波数）

在解谱时要注意，H2O和N上质子的伸缩振动也会在━OH的伸缩振动区域出现，如H2O的νOH在～3400 cm-1，νNH会在3500～3200 cm-1出峰

C━O 1200～1100±5 cm-1 1.这也是分子中含有羟基的一个特征吸收峰

2.有时可根据该吸收峰确定醇的级数，如：

三级醇：1200～1125cm-1

二级醇、烯丙型三级醇、环三级醇：1125～1085cm-1

一级醇、烯丙型二级醇、环二级醇：1085～1050cm-1 伯醇νC━O 1070～1000cm-1

仲醇νC━O 1120～1030cm-1

叔醇νC━O 1170～1100cm-1

酚 O━H 极稀溶液： 3611～3603 cm-1（尖锐）