第2章红外谱图解析习题课

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第2章红外谱图解析习题课

1036 896
羟基伸缩振动， ν（O-H）
OH
不饱和碳氢(=C-H)伸缩振动， ν（=C-H）
=C-H
不饱和碳氢(C-H)伸缩振动， ν（C-H)
C-H
C＝C伸缩振动峰, ν（C=C）
C=C
甲基不对称变形振动峰和CH2剪式振动的迭合。 CH2,CH3
C-O伸缩振动峰, ν（C-O）不饱和碳氢变形振动δ（=C-H）
1765 cm-1
苯环上=C-H伸缩振动，说明可能是芳香族化合物。
饱和碳氢C-H伸缩振动。
C=O伸缩振动吸收峰，波数较高，可能为苯酯（=C-O-COR，～1760 cm-1）。
（4）
1594 cm-1 1493 cm-1
芳环C=C骨架伸缩振动。没有裂分，说明没有共轭基团与苯环直接相连。
（5）（6）
C=C-H CH3
C≣N 苯环
CH3特征苯环对位取代
2020/12/5
• 3）官能团
• CH3 C≡N 苯环 • 4）确定结构
H3C
CN
5）验证结构不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。
2020/12/5
• 例4．某化合物分子式C4H8O2，试根据如下红外光谱图，推测其结构。
2217 1607,1508 1450
1384 1170 817
归属
结构信息
苯环上=C-H伸缩振动， ν（=C-H）是-CH2或-CH3的C-H非对称伸缩振动峰，
此峰很弱，可能是芳环上连的烃基。 ν （CH3）和 ν（CH2） CN的特征吸收峰， ν（C≣N）芳环C=C伸缩振动，ν（C=C）芳环C=C伸缩振动和CH3的C-H变形振动的迭合。 CH3的C-H对称变形振动δ （CH3）。 C-C伸缩振动吸收峰。 ν（C-C）苯环上=C-H的面外变形振动。

红外光谱谱图分析题解ppt课件

〔1〕r＋db＝4
〔2〕3470，3320，NH2 中 (NH2)
〔3〕3260，3200，-(O←)S(→O)-NH2
中的 (NH2); 902 (S-N)
〔4〕1630 (NH2), 699为 NH2 面外弯曲
〔900-650〕
〔5〕1317 as(-SO2-)〔与 C-N重〕，
1149 s(-SO2-) 〔6〕1599 1504苯骨架伸缩，
12．某化合物没有分子离子峰，元素分析分子式为C5H11NO4 请根据它的IR(图12A),UV (图12B) 1H NMR (图12C) 13C NMR (图12D) 推导能够的构造式
〔1〕由于无分子离子峰，元素分析得 C5H11NO4，
〔2〕r﹢db=1，没有苯环和双键. 〔3〕IR 无C=O；有 OH [3400，1060
〔1〕C14H14 r+db=8 〔2〕3060, 3040, 3020芳香族, 2938
2918，2860 为脂肪族〔3〕无1660, 无脂肪族的 (C C) 〔4〕有1600，1584，1493苯环骨架
伸缩〔5〕2000-1660区间的峰为单取代苯
特征〔倍频和合频〕〔6〕二个单取代苯可满足r+db=8
1097苯中=CH 面内变角八个氢中已有2 个NH2 ，用去4个氢，只需4个氢在苯环上， (7) 839 828对位取代苯特征〔苯中=CH面外变角〕〔8〕如光谱图下面构造式, 满足r＋db＝4。
7.知IR图 (图7)及熔点29°，推导构造式
(1) 3020 苯 (=CH)， 1605, 1511苯环骨架伸缩
〔6〕763，694单取代苯特征〔7〕1533 (NH)+ (C-N) 酰胺Ⅱ 〔1550-

东华大学材料结构表征及其应用作业答案

“材料研究方法与测试技术”课程练习题第二章红外光谱法1.为什么说红外光谱是分子振动光谱？分子吸收红外光的条件是什么？双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关?答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。

分子吸收红外光的条件是：(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化；(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。

双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量（或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度；或键的离解能）有关。

2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围（17３５~１75０cm-１）之间存在的差异。

芳香酸酯：１7１5~1730ｃm-１α酮酯：1740～175５ｃm-1丁内酯：～１82０cm-1答案：芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯：酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应，也存在吸电子的诱导效应，由于诱导效应更强一些，导致酯羰基吸收峰的波数上升；丁内酯：四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。

3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能存在哪些基团？分别对应哪些吸收峰?答案:3４８6ｃｍ－1吸收峰:羟基（－OH）；3335cｍ-1吸收峰：胺基（－NH２或-NH-)；2971cm-1吸收峰和2８７0cｍ-1吸收峰：甲基(-C Ｈ3）或亚甲基(-ＣH２-)；２115ｃm－1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N＝C＝Ｎ-);1７28cm-1吸收峰：羰基；１604ｃm-1吸收峰、15２6cm-１吸收峰和1458cｍ-１吸收峰:苯环;1１08cｍ-１吸收峰和11４8cm-1吸收峰：醚基（C-O-C)。

1２３２ｃｍ-1吸收峰和1247cｍ－１吸收峰：C-N。

第三章拉曼光谱法1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些？如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性，为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等？答案：影响拉曼谱峰位置的因素主要有:样品分子的化学结构和样品的聚集态结构。

波谱解析第2 章红外光谱

1 K 2c
2015-7-8
药物分析学科组
药学院
双原子分子的实际势能曲线并非抛物线，在经韦 Morse修正后，表现为如国兵图2-2所示的实线部分 (化学键)。由图2-3可知：
(1)振动能(势能)是原子间距离的函数。振动时振幅加大，则振动能也相应增加。
2015-7-8
药物分析学科组
药学院
韦国兵
2015-7-8
药物分析学科组
药学院
（2)在常温下，分子处于最低的振动能级，化
韦国兵
学键振动与简谐振动模型非常近似(仅当振动量子数V＝3或4时，势能曲线才显著偏离简谐振动曲线)。由于通常的红外吸收光谱主要讨论从基态跃迁到第一激发态(V0V1)，以及从基态直接跃迁到第二激发态(V0 V2)引起的吸收。因此，
2

2015-7-8
药物分析学科组
药学院
（一）量子力学处理的振动能量
韦国兵 • 因 • 有
v

1

c
K m
v 1307

• 所以：
1 K v 2c u
• 结论：双原子基团的基本振动频率的大小与化学键两端原子的折合相对原子质量和化学键的力常数K的大小有关；化学键力常数K越大，折合相对原子质量m越小，则谐振子的振动频率越大，即振动吸收峰的波数越大。
如：单原子分子、同核分子：He、Ne、N2、O2、 Cl2、H2 等。没有红外活性。
2015-7-8
药物分析学科组
药学院
一、红外吸收产生的条件
韦国兵
• 红外辐射的能量必须与分子发生跃迁的两振动能级间的能量差别相等，即： E L V h 或 L V • 分子在振动过程中其偶极矩必须发生变化，即Δμ≠0，即只有红外活性振动才能产生吸收峰。两个条件缺一不可。 • 红外非活性振动是造成基频峰数小于基本振动自由度的另一个原因

波谱分析教程-第2章-红外光谱(IR)改PPT课件

第2章红外光谱（IR）
• 本章内容与要求： • 介绍红外光谱法的原理，红外光谱仪和实验方法。
重点介绍红外吸收峰的位置、强度和形状与有机物结构的关系及影响谱带位置和强度的因素。 • 掌握各种功能团的特征吸收，影响吸收峰位置的因素，标准光谱利用中的注意事项，掌握红外光谱谱图解析方法。了解FT-IR, Raman光谱等.
C=C
1650
CH3CN
C=N
2255
RCOOR
C=O
1735
(C2H5)2C=C(CN)COOC2H5 C=C 1629 , C=N 2224, C=O 1727
.
40
中介效应
R C NHR O
OR C N+HR
.
41
共轭效应:共轭效应使不饱和键的波数显著降低
.
42
• 在许多情况下，诱导效应和共轭效应会同时存在:
.
21
4、红外光谱的选律
• IR选律：在红外光的作用下，只有偶极矩 ()发生变化的振动，即在振动过程中0 时，才会产生红外吸收。这样的振动称为红外“活性”振动，其吸收带在红外光谱中可见。在振动过程中，偶极矩不发生改变(＝ 0)的振动称红外“非活性”振动；这种振动不吸收红外光，在IR谱中观测不到。如非极性的同核双原子分子H2,N2，O2等 *偶极矩＝q·d
.
23
.
24
三、IR光谱得到的结构信息
• IR光谱表示法：横坐标为吸收波长（m），或吸收频率（波数/cm）纵坐标常用百分透过率T%表示
• 从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度 ,常用 vs (very strong), s (strong),
m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,sh (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰)

如何解析红外光谱图复习课程

如何解析红外光谱图如何解析红外光谱图一、预备知识1、不饱和度 (Ω)的计算：计算公式：Ω = (2n c+2-n H-n X+n N)/2不饱和度为0,有饱和烷烃；不饱和度为1，有一个双键或一个饱和的环；苯环为4个不饱和度；环烯和叁键为2个不饱和度。

(X代表卤素，计算不饱和度是不计算氧原子等二价化合物)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(C≡C) 2200~2100 cm-1，烯(C=C) 1680~1640 cm-1 (1650处有弱峰),芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1(1600、1500处有中强峰)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—CHO的存在。

二、熟记健值仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢21.烷烃：R-H ,(C-H)伸缩振动（3000-2850cm-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。

1380 cm-1为甲基的 C-H对称弯曲振动，甲基特征.1460 cm-1为甲基和亚甲基重合.判断有无亚甲基特征,无峰则无亚甲基CH2一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。

C=C2.烯烃：烯烃=C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C骨架伸缩振动(1675~1640 cm-1)（1650处尖而弱的峰）；烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。

波谱解析第二章红外光谱习题参考答案

4/6
10.
首先计算不饱和度：U=0，结构中含氧，推测可能是饱和醇或者醚。 3366cm-1：-OH 伸缩振动。（中等宽峰，含醇羟基，此化合物为饱和醇） 2974cm-1：-CH3 的 C-H 伸缩振动。 1381，1375cm-1：偕二甲基特征吸收。 1050 cm-1：伯醇 C—O 伸缩振动综上所述，推测该化合物的结构为：
9. （较难判断）
首先计算不饱和度：U=8，结构中可能含有两个苯环或多个双键。结合红外谱图分析， 3085，3021cm-1：苯环 C-H 伸缩振动。 2961，2856cm-1：-CH2 的 C-H 伸缩振动。 1601，1500，1452 cm-1：苯环骨架变形振动。 752，703cm-1：单取代苯环 C-H 面外弯曲振动。谱图中没有明显的烯烃的峰，因此推测结构中应该含有两个苯环，其他的碳氢均为饱和连接，且没有发现甲基的特征峰。综上所述，推测该化合物的结构为：
5/6
12.
首先计算不饱和度：U=1，存在一个双键。结合红外谱图分析， 3294cm-1：N-H 伸缩振动。 2946cm-1：-CH3 的 C-H 伸缩振动。 1655cm-1：羰基伸缩振动（酰胺Ⅰ峰）。 1563cm-1：仲酰胺 C-N-H 弯曲振动（酰胺Ⅱ峰）。 1372 cm-1：甲基对称变角振动。 1299cm-1：仲酰胺的酰胺Ⅲ峰。 721cm-1：仲酰胺 N-H 面外弯曲振动（酰胺Ⅴ峰）。此外，2820~2720cm-1 无明显吸收峰，结构中不含醛基综上所述，推测该化合物的结构为：
4.
(1)
O O
A
B
C
B 化合物中含有共轭双键，羰基双键 π 电子发生共轭而离域，降低了双键的
力常数，从而使 C=O 伸缩振动频率相对于 A 降低。C 化合物为烯醇酯，烯氧基

红外光谱解析方法(含结构分析实例)

1
无 CH 3 吸收
否定结构 1 和 3
且无芳环对位取代特征吸收
1680 ~ 1630 cm1 无 C O吸收
否定结构 4
续前
综上所述，峰归属如下：
H 3060 ，3040 和3020 cm 1
1 C （芳环） 1600 ， 1584 和 1493 cm C 1 H （单取代） 756 和 702 cm （双峰）
该化合物为结构 2
练习（书后P276题15）
H 3030

as CH 3
C （芳） 1588 ， 1494 和1471 C2925as CH 3
s CH 1380 3 1442 C N 1303， 1268
1 H 748cm （单）
NH 3430 ， 3300 （双）
CH 2 2938 ， 2918 和 2860
CH 2 1452
续前

解: 此题五个化合物有四个含有苯环，其中三个还分别具有 C N ， NH 和C O；
只有化合物2无苯环，但具有 OH
图上可见芳香化合物的一系列特征吸收 3060 ，3040 和3020 cm 1有吸收为芳环 H 1600 ， 1584 和 1493cm 1三处吸收为芳环 C C
示例
CH 3300
NH 3270 H 3030 C C 2100
C （芳环） 1597 ， 1495 ， 1445 C
NH 1533 C N 1323
C O 1638
CH 1268
H 763 ， 694 （双峰）
续前

2 2 9 1 7 7 可能含有苯环解： U 2 1638 cm1强吸收为 C O 3270 cm 1有吸收 NH

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波数（cm-1 ）
3030 ～2920
2217 1607,1508 1450
1384 1170 817
归属
结构信息
苯环上=C-H伸缩振动， ν（=C-H）是-CH2或-CH3的C-H非对称伸缩振动峰，
此峰很弱，可能是芳环上连的烃基。 ν （CH3）和 ν（CH2） CN的特征吸收峰， ν（C≣N）芳环C=C伸缩振动，ν（C=C）芳环C=C伸缩振动和CH3的C-H变形振动的迭合。
第2章红外谱图解析习题
一、红外谱图解析习题
2020/2/8
例1
O
O
C CH C CH3
CH3
2020/2/8
波数（cm-1 ）
3030
2800-3000
归属
芳环碳氢伸缩振动ν（AR-H）甲基伸缩振动νas（CH3）
结构信息
AR-H CH3
1718
羰基伸缩振动ν（C=O）
1686
羰基伸缩振动ν（C=O）
-CH=CH2 苯环单取代
2020/2/8
• 3）官能团 • -CH=CH2 苯环 • 4）确定结构
CH CH2
2020/2/8
• 例6．某液体化合物分子式C8H8O2，试根据其红外光谱图，推测其结构。
2020/2/8
不饱和度
谱峰归属
推测结构结构验证
U=1+8+1/2（0-8）=5
可能含有苯环和含有C＝O、C=C或环。
2020/2/8
• 例4．某化合物分子式C4H8O2，试根据如下红外光谱图，推测其结构。
2020/2/8
• 例4解：1）不饱和度
• 分子式: C4H8O2, U=1-8/2+4=1 • 2）峰归属
波数（cm-1 ）
归属
结构信息
3000～2800cm-1 1740 cm-1 1460cm-1 1380cm-1 1249cm-1 1049cm-1
是-CH2或-CH3的C-H伸缩振动峰，ν （CH3）和 ν（CH2）
强峰,C＝O伸缩振动峰, ν（C=O）
CH3, CH2 酯C=O
甲基不对称变形振动峰和CH2剪式振 CH2,CH3 动的迭合。
CH3的C-H对称变形振动，δ （CH3 CH3 ）甲基特征。
C-O-C不对称伸缩振动峰， νas（C- 酯的特征 O-C）
CH3的C-H对称变形振动δ （CH3）。 C-C伸缩振动吸收峰。 ν（C-C）苯环上=C-H的面外变形振动。
C=C-H CH3
C≣N 苯环
CH3特征苯环对位取代
2020/2/8
• 3）官能团
• CH3 C≡N 苯环 • 4）确定结构
H3C
CN
5）验证结构不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确。
苯环和双键(=C-H)伸缩振动， ν =C-H,AR-H （=C-H）
1630 cm-1 C＝C伸缩振动峰, ν（C=C） C=C
1600 ,1580, 芳环C=C伸缩振动，ν（C=C）苯环 1500,1450
991,909 776,691
不饱和碳氢变形振动δ（=C-H ）
苯环上=C-H的面外变形振动和环变形振动。
5）确定结构
1160cm-1
O H3C C O CH2CH3
2020/2/8
• 例5．某化合物分子式C8H8，试根据如下红外光谱图，推测其结构。
例5解： 1）不饱和度分子式: C8H8, U=1-8/2+8=5 2）峰归属
2020/2/8
波数（cm-1 ）
3100～ 3000cm-1
归属
结构信息
2020/2/8
• 解：
• 1）不饱和度
• 分子式:C11H22, • U=1-22/2+11=1
• 2）峰归属
• 数（cm-1 ）归属结构信息3090不饱和碳氢伸缩振动ν（=CH）C=C-H 2960,2870饱和碳氢伸缩振动ν（C-H） C变CHH形23,9振C9H0动,931δ16（03不9C碳饱H碳2和）双碳C键氢H伸变21缩3形8振0振甲动动基νδ（对（C称==C变C-H）形）C振-=C动CH1δ=4s（6C5HC亚2H7甲23）0基亚甲基变形振动（C-H）长碳链(4个以上CH2)
6）验证结构
CH3 (CH2)8 CH CH2
不饱和度与计算结果相符；并与标准谱图对照证明结构正确
2020/2/8
• 例3.某化合物分子式C8H7N，熔点为29℃；试根据如下红外谱图推测其结构。
2020/2/8
• 例3解： • 1）不饱和度 • 分子式: C8H7N, U=1-7/2+1/2+8=6 • 2）峰归属
C-O-C对称伸缩振动峰。 νs（C-O-C 酯的特征）
2020/2/8
• 3）官能团
• CH2 CH3 C=O C-O • 4）可能的结构
O H C O CH2CH2CH3
(a)
O
O
H3C C O CH2CH3 H3CH2C C O CH3
(b)
(c)
νas（C-O-C）1180cm-1 , 1240cm-1 ,
（1）
（2）（3）
3068cm-1 3044cm-1
2943cm-1
1765 cm-1
苯环上=C-H伸缩振动，说明可能是芳香族化合物。
饱和碳氢C-H伸缩振动。
C=O伸缩振动吸收峰，波数较高，可能为苯酯（=C-O-COR，～1760 cm-1）。
• 3）官能团
• CH3CH2CH2CH2CH2 -CH=CH2 CH3 CH2 (CH2)4 HC=CH2
• 4）可能的结构
• 剩余部分：-C5H11：确定支化度20ຫໍສະໝຸດ 0/2/8CH3(1)
CHCH2CH2CH3 (4)
CH2CH2CH CH3
CH3
CH3
CH3
(2)
C CH2 CH3
(5)
1600；1580; 芳环骨架C=C伸缩振动ν（C=C）
酮C=O 酮Ar-C=O 芳环
1360 ~1260 750 700
甲基对称变形振动δs（CH3）酮C-C伸缩振动ν（C-C）芳环碳氢变形伸缩振动（=C-H）环变形振动δs（环）
2020/2/8
O=C-CH3 C-C
芳环单取代特征
• 例2.已知化合物分子式C11H22，根据IR 谱图确定结构.
CH2 C CH3
CH3
CH3
(3)
CH2CH2CH2CH2CH3 (6)
CH CH CH3
CH3 CH3
5）确定结构R+CH2CH2CH2CH2+ -CH=CH2
R (1)
CHCH2CH2CH3 (3) CH3
CH2CH2CH2CH2CH3
与正构烷烃比较1460cm-1和1380cm-1两峰的相对强度

第2章红外谱图解析习题课

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