第3章紅外光譜法3.3.1有機化合物的紅外光譜

3.3.2無機化合物的紅外光譜3.3化合物的紅外光譜

2023/2/3

3.3化合物的紅外光譜

化合物的紅外光譜中的吸收峰的位置、強度、形狀包含了該化合物的結構信息。譜圖解析就是要確定這些特征峰和相關峰是由什么基團或化學鍵產生的，各種基團和化學鍵的關系如何。2023/2/3

3.3.1有機化合物的紅外光譜有機化合物中的特定的基團具有類似的吸收帶，這種吸收（帶）稱為特征吸收，其振動頻率稱為特征頻率或基團頻率（groupfrequency）。

同一類型的基團在不同物質中所處的化學環境各不相同，因此其基團頻率會有一定的差別。這種差別常常能反映出結構上的特點。

本書將中紅外區分為七個區段。2023/2/3

一、紅外光譜的七個重要區段

1.O-H、N-H伸縮振動區

2.Y-H伸縮振動區（Y=C、S、B、P等）

3.三鍵及累積雙鍵伸縮振動區

4.C=O伸縮振動區

5.C=C伸縮振動區

6.C-H面內彎曲振動、C-O及C-N伸縮振動區

7.C-H面外彎曲振動區2023/2/3

1.O-H、N-H伸縮振動區（3700～3200cm－1）（1）vO-H（醇、酚）游離3700～3500cm－1

s（尖）

締合3450～3200cm－1vs（較寬）（2）vO-H（羧酸）

游離～3520cm－1

vs（尖）

締合3300～2500cm－1vs

（寬）（3）vN-H（胺）

游離3700～3500cm－1m（尖）

締合3450～3200cm－1m（略尖）伯胺雙峰，仲胺單峰，叔胺無峰。（4）vN-H（酰胺）伯酰胺3450～3225cm－1

s（略寬），雙峰仲酰胺～3330cm－1s（略寬）單峰，

δN－H

倍頻峰

3070cm－1（w）伯酰胺雙峰，仲酰胺單峰，叔酰胺無峰。2023/2/3—OH基團特性

雙分子締合（二聚體）3550-3450

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1分子內氫鍵：分子間氫鍵：多元醇（如1，2-二醇）

3600-3500

cm-1螯合鍵（和C=O，NO2等）3200-3500

cm-1多分子締合（多聚體）3400-3200

cm-1

分子間氫鍵隨濃度而變，而分子內氫鍵不隨濃度而變。水（溶液）3600～3000cm-1水（固體）～3300cm-1結晶水3660～2800cm-12023/2/3

2023/2/3

2023/2/32023/2/3

2023/2/3

2023/2/32023/2/3

2.Y-H伸縮振動區（3300～2400cm－1）

（Y＝C、S、B、P）2023/2/3

C-H伸縮振動的特點：（1）不飽和C-H伸縮振動頻率通常>3000cm－1：

v

=C-H3300cm－1，

v=C-H3100cm－1,

vAr-H3050cm－1

。（2）環丙烷的vC-H在3060cm－1附近，隨著環的增大，頻率下降至3000cm－1以下。2023/2/3

C-H伸縮振動的特點：（3）飽和C-H伸縮振動頻率通常在3000cm－1以下：

vCH3

2960、2870cm－1，

vCH22930、2850cm－1

vCH2890cm－1。（4）醛氫的vC-H與δCH

的倍頻產生費米共振，出現雙峰：

2840、2720cm－1。2023/2/3

烴類化合物中，vC-H頻率與C原子雜化狀態有關，雜化C原子的s成分比例越高，其電負性越大，則相應C-H鍵長越短，力常數越大，vC-H頻率越高。

烷烴烯烴炔烴

C雜化態sp3sp2sp

C-H鍵長0.1095nm0.1071nm0.1058nm

K/N.cm－1

4.75.15.9

波數/cm－1

2960～28503100～3000～33002023/2/3

2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/31730272028402023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

3.三鍵及累積雙鍵伸縮振動區（2400～1950cm－1）2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

4.羰基伸縮振動區（1900～1500cm－1）2023/2/3

vC=O1900~1500cm－1，吸收強烈且受其他吸收帶干擾的可能性較小。

酮1725~1705cm－1,vs，特征。醛1740~1720，s。不飽和醛，紅移。酯1750~1725，s。特征。當C=O與不飽和鍵共軛時，紅移。

羧酸1760~1700，s，（二聚體1725~1700，單體~1760cm-1）

酸酐1810，1760cm-1，雙峰，系兩個羰基偶合所致。

vC=O倍頻3550~3200cm-1，w。2023/2/31730272028402023/2/317152023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3

5.雙鍵伸縮振動區（1690～1500cm－1）（1）C=C雙鍵伸縮振動：1680～1620cm－1，m，w2023/2/32023/2/3

反式－2－壬烯的IR譜圖2023/2/3

（2）芳環骨架振動：有四個吸收峰，約位于

1600、1580、1500、1450cm－1。2023/2/3

對甲基苯腈的IR譜2023/2/3

（3）硝基（－NO2）的伸縮振動:

vas

1580～1520cm－1，vs1380～1320cm－1。都是很強的吸收帶。2023/2/3

6.C-H面內彎曲振動及

C-Y伸縮振動區：

1500～1000cm－1

（Y=C、O、N、鹵素）（1）δas,CH3及δ剪式,CH2

：約1460cm－1，m。

δs,CH3

：約1380cm－1，m。異丙基δs：約1385，1375cm－1，m，等強度雙峰。叔丁基δs：約1395，1365cm－1，m,雙峰，前弱后強。2023/2/32023/2/32023/2/3

（2）醇的C-O伸縮振動：約1000～1200cm－1

，vs，寬。（3）酚的C-O伸縮振動：約1100～1300cm－1，vs，寬，有時裂分為雙峰。（4）醚的C-O伸縮振動：約1050～1280cm－1，vs，較寬。（5）酯的C-O伸縮振動：約1000～1300cm－1，vs，寬。（6）羧酸的C-O伸縮振動：約1250cm－1，vs、v、m，寬。（7）酸酐的C-O伸縮振動：約1000～1250cm－1，vs，寬。

（8）酮的C-C-C伸縮振動：約1100~1300cm－1，s，窄。（9）胺的C-N伸縮振動：約1020～1360cm－1，s、m、w。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/31730272028402023/2/31715

2023/2/31170

2023/2/3

7.低頻彎曲振動區（1000～600cm－1）

包括烯氫的面外彎曲振動、芳氫的面外彎曲振動、氨基的面外彎曲振動、亞甲基的面內搖擺振動、羧酸及醇－OH的面外彎曲振動、酰氯的C－Cl伸縮振動、炔氫的面外彎曲振動等。

（1）烯氫的面外彎曲振動（1000～670cm－1）2023/2/3

2023/2/3

1820cm－1附近的弱峰為δ＝CH2（面外）的倍頻峰，可幫助鑒定

C＝CH2結構。1820

2023/2/3

700

970

2023/2/3910

990

1820

965

1650

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（2）芳氫的彎曲振動吸收峰

芳氫的δ面內吸收峰位于1250～950cm－1，有5～6個中、弱吸收帶，應用較少。

芳氫的δ面外吸收峰位于900～650cm－1，可出現1～3個強吸收峰，這些峰的位置、數目要隨芳環上的取代基的位置和數目而變化，由此可以判斷芳環的取代狀況。P.64～65.2023/2/3

例如，

苯：670cm－1。

一取代苯：～750，～700cm－1。

鄰二取代苯：～750cm－1。

對二取代苯：～830cm－1。

間二取代苯：～790，～700，～880cm－1。

1，2，3－三取代苯：770，～725cm－1......等等。2023/2/3

芳氫δ面外的倍頻與合頻吸收帶位于2000～1650cm－1，很弱，但其形狀與苯環的取代狀況有關，可作為確定取代苯的輔助手段。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/37