【高分子材料研究方法】红外-各类有机化合物的基团特征频率

WORD格式••可编辑••专业资料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，从而在特点的位巻会岀现吸收。

相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范用内出现*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飞50处指纹区。

通常，4000~2500处髙波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团0-H, N-H, C-H, S-HWORD格式••可编辑••专业资料键的伸缩振动吸收带.在2500-1900波数范用内常常出现力常数大的三件、累积双键如：-C三-C^N, -C=C=C~, -C=C二0, -N二C二0等的伸缩振动吸收带。

在1900以下的波数端有-C二C-, -C二0, -C=N-, -C二0等的伸缩振动以及芳环的计架振动。

1350^650指纹区处，有C-0, 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U犀的吸收位巻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。

伸缩振动，§面内弯曲振动，Y面外弯曲振动一、烷烧饱和烷炷IR光谱主要山C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。

在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。

烷炷有下列四种振动吸收。

1、O C-H在2975-2845 cm'1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、§C-H在1460 cm“和1380 cm1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C・H的oas,后者归因于甲基C-H的os。

1380 cm」峰对结构敬感，对于识别甲基很有用。

共存基团的电负性对1380cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475 cm^o异丙基1380 cm'1裂分为两个强度儿乎相等的两个峰1385 cm"、1375 cm'1叔丁基1380 cm'1裂分1395 cm'1、1370cm"两个峰,后者强度差不多是前者的两倍，在1250 cm *. 1200 cm-*附近出现两个中等强度的骨架振动。

各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的分析技术，通过检测样品吸收或散射的红外辐射来获取样品的结构信息。

不同类型的化合物在红外光谱中表现出不同的特征，下面将分别讲解有机化合物、无机化合物和生物大分子的红外光谱特征。

1.有机化合物有机化合物在红外光谱中显示出多个特征峰，主要包括C-H伸缩振动和C=O伸缩振动。

C-H伸缩振动出现在2800-3000 cm-1的范围内，不同类型的C-H键有不同的峰位，例如烷基的C-H伸缩振动通常在2850-3000 cm-1之间，而芳香族的C-H伸缩振动在3000-3100 cm-1之间。

C=O伸缩振动出现在1650-1800 cm-1的范围内，不同类型的C=O键有不同的峰位，酮和醛的C=O伸缩振动通常在1700-1750 cm-1之间，羧酸的C=O伸缩振动在1700-1725 cm-1之间。

除了C-H伸缩和C=O伸缩振动，有机化合物还表现出其他特征峰。

N-H伸缩振动通常出现在3100-3500 cm-1之间，-O-H伸缩振动通常出现在3200-3600 cm-1之间。

C-C键伸缩振动和C-C键弯曲振动出现在1200-1700 cm-1之间，其峰位和强度可以提供有关分子结构和取代基的信息。

2.无机化合物无机化合物的红外光谱特征主要来自于它们的晶格振动。

晶体振动通常发生在低频区域，比如300-400 cm-1之间的范围。

晶体振动提供了关于化学键的存在和类型的信息，比如金属-氧化物和金属-氮化物的化学键常常表现出特征峰。

此外，一些无机离子的拉曼活动频率也可以通过红外光谱观察到。

3.生物大分子生物大分子包括蛋白质、核酸和糖类等，它们在红外光谱中显示出独特的特征。

蛋白质和核酸的红外光谱特征主要来自于其各种化学键的振动。

蛋白质中的肽键C=O伸缩振动通常在1650-1675 cm-1之间，背景中峰位较强。

糖类的伸缩振动一般在1000-1200 cm-1之间，不同类型的糖类有不同的峰位和强度。

内弯曲振动的倍频或组频吸收），是进一步确定取代苯的重要旁证。
苯 670cm-1（S） 单取代苯 770~730 cm-1（VS），710~690 cm-1（S）
1,2-二取代苯 770~735 cm-1（VS）
1,3-二取代苯 810~750 cm-1（VS）,725~680 cm-1（m~S）
1,4-二取代苯 860~800 cm-1（VS） 五、卤化物
1、σC=O 1750~1735 cm-1 处出现（饱和酯 σC=O 位于 1740cm-1 处），受相邻基 团的影响，吸收峰的位置会发生变化。
2、σC-O 一般有两个吸收峰，1300~1150 cm-1，1140~1030 cm-1 十一、酰卤
σC=O 由于卤素的吸电子作用，使 C=O 双键性增强，从而出现在较高波数处， 一般在~1800cm-1 处，如果有乙烯基或苯环与 C=O 共轭，，会使 σC=O 变小，一 般在 1780~1740cm-1 处。 十二、酸酐
1、σC=O 由于羰基的振动偶合，导致 σC=O 有两个吸收，分别处在 1860~1800 cm-1 和 1800~1750 cm-1 区域，两个峰相距 60 cm-1。 2、σC-O 为一强吸收峰，开链酸酐的 σC-O 在 1175~1045 cm-1 处，环状酸酐 1310~1210 cm-1 处。 十三、酰胺
σ C C 出现在 2140—2100 cm-1，二元取代炔烃在 2260—2190 cm-1，当两个取
代基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。当
处
于分子的对称中心时，σ C为C红外非活性。 3、σ C C H 炔烃变形振动发生在 680—610 cm-1。
四、芳烃
芳烃的红外吸收主要为苯环上的 C-H 键及环骨架中的 C=C 键振动所引起。

强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
（2）饱和碳原子上的–C–H
–CH3 –CH2– –C–H
2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动
2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动
2890 cm-1 弱吸收
（3）不饱和碳原子上的=C–H（ C–H ） 苯环上的C–H 3030 cm-1 =C–H 3010 3260 cm-1 C–H 3300 cm-1
基团吸收带数据
Ｏ－Ｈ
３６３０
三 、基团吸收
活 泼 氢
Ｎ－Ｈ Ｐ－Ｈ
３３５０ ２４００
变 形
带伸缩 数据表
特
Ｓ－Ｈ
征
含 不 Ｃ－Ｈ
２５７０ ３３３０
振
振
动
动
吸 收
氢 饱 化 和
Ａr－Ｈ
３０６０
带
学 氢 ＝Ｃ－Ｈ
3000 cm-1 以下
3000 cm-1 以上
2．双键伸缩振动区(1200 1900 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 ） 苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面
1715 cm-1 1735 cm-1 1680 cm-1
酮 酯 酰胺
基团频率出现的范围:
常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1) 4000 2500 cm-1 X–H伸缩振动区（X=O, N, C, S） (2) 2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区。