1、第六章第六章 紅外吸收光譜紅外吸收光譜一、概述概述二、紅外光譜與有機二、紅外光譜與有機化合物結構化合物結構三、分子中基團的基三、分子中基團的基本振動形式本振動形式四、影響峰位變化的四、影響峰位變化的因素因素第一節第一節 紅外光譜分紅外光譜分析基本原理析基本原理分子中基團的振動和轉動能級躍遷產生：振振- -轉光譜轉光譜一、概述一、概述紅外光譜圖紅外光譜圖：縱坐標為吸收強度，橫坐標為波長 （ m ）和波數1/ 單位：cm-1可以用峰數，峰位，峰形，峰強來描述。應用：應用：有機化合物的結構解析。定性：定性：基團的特征吸收頻率；定量：定量：特征峰的強度；二、紅外光譜與有機化合物結構二、紅外光譜與有機化

2、合物結構1.1.紅外光譜產生的條件紅外光譜產生的條件 滿足兩個條件：滿足兩個條件： (1) 輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量； (2) 輻射與物質間有相互偶合作用。 對稱分子對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非對稱分子非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。 偶極子在交變電場中的作用示意圖 2. 分子振動方程式分子振動方程式分子的振動能級（量子化）： E振=（V+1/2）hV ：化學鍵的 振動頻率； ：振動量子數。(1) 雙原子分子的簡諧振動及其頻率雙原子分子的簡諧振動及其頻率 化學鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧(2) (2) 分子振動方程

3、式分子振動方程式任意兩個相鄰的能級間的能量差為：任意兩個相鄰的能級間的能量差為：kkckhhE13072112K化學鍵的力常數，與鍵能和鍵長有關，化學鍵的力常數，與鍵能和鍵長有關， 為雙原子的折合質量為雙原子的折合質量 =m1m2/（m1+m2）發生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的發生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質量和鍵的力常數，即取決于分子的結構特征折合質量和鍵的力常數，即取決于分子的結構特征。表表 某些鍵的伸縮力常數（毫達因某些鍵的伸縮力常數（毫達因/埃）埃）鍵類型鍵類型: C C C =C C C 力常數力常數: 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6

4、峰位峰位: 4.5 m 6.0 m 7.0 m 化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數K越大）原子折合質量越大）原子折合質量越小，化學鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現在高波數區。越小，化學鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現在高波數區。 例題例題: 由表中查知由表中查知C=C鍵的鍵的k=9.5 9.9 ,令其為令其為9.6, 計算波數值計算波數值正己烯中正己烯中C=C鍵伸縮振動頻率實測值為鍵伸縮振動頻率實測值為1652 cm-11cm16502/126 . 913071307211 kkcv三、分子中基團的基本振動形式三、分子中基團的基本振動形式1 1兩類基本振動形式兩類基本振動形式

5、伸縮振動伸縮振動 亞甲基：亞甲基：變形振動變形振動 亞甲基亞甲基例水分子例水分子峰位、峰數與峰強峰位、峰數與峰強（1）峰位峰位 化學鍵的力常數化學鍵的力常數k 越大，原子折合質量越小，越大，原子折合質量越小，鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現在高波數區（短波長區）；鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現在高波數區（短波長區）；反之，出現在低波數區（高波長區）。反之，出現在低波數區（高波長區）。（2）峰數峰數 峰數與分子自由度有關。無瞬間偶基距變化時，峰數與分子自由度有關。無瞬間偶基距變化時，無紅外吸收。無紅外吸收。例例2 CO2分子分子（4）由基態躍遷到第一激發態，產生一個強的吸收峰，基由基態躍遷到第一激

6、發態，產生一個強的吸收峰，基頻峰；頻峰；（5）由基態直接躍遷到第二激發態，產生一個弱的吸收峰，）由基態直接躍遷到第二激發態，產生一個弱的吸收峰，倍頻峰；倍頻峰；（3）瞬間偶基距變化大，吸收峰強；鍵兩端原子電負性相）瞬間偶基距變化大，吸收峰強；鍵兩端原子電負性相差越大（極性越大），吸收峰越強；差越大（極性越大），吸收峰越強； 1 1內部因素內部因素 （1）電子效應）電子效應a誘導效應誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動（蘭移）四、四、影響峰位變化的因素影響峰位變化的因素化學鍵的振動頻率不僅與其性質有關，還受分子的內部結構和外部因素影響。各種化合物中相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。

7、R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1920cm-1 ; F-COF C=0 1920cm-1 ; R-CONH2 C=0 1928cm-1 ;共軛效應共軛效應COH3CCH3COCH3COCH3CO1715168516851660cm -1cm -1cm -1cm -1規律：C HC HC HC H1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-1（）空間效應（）空間效應場效應；空間位阻；環張力場效應；空間位阻；環張力C

8、 H3060-3030 cm-12900-2800 cm-122222.2.氫鍵效應氫鍵效應 氫鍵(分子內氫鍵；分子間氫鍵)：對峰位，峰強產生極明顯影響，使伸縮振動頻率向低波數方向移動。OCH3OCOH3CHHO3705-31252835O- H伸 縮RHNORNHOHHC=ON-HN-H伸縮伸縮變形游離氫鍵16903500165034001620-15901650-1620一、儀器類型與結構一、儀器類型與結構二、制樣方法二、制樣方法三、聯用技術三、聯用技術第二節第二節 紅外分光光度紅外分光光度計計一、儀器類型與結構一、儀器類型與結構兩種類型：色散型 干涉型（付立葉變換紅外光譜儀）內部結構內部

9、結構Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀結構框圖傅里葉變換紅外光譜儀結構框圖干涉儀干涉儀光源光源樣品室樣品室檢測器檢測器顯示器顯示器繪圖儀繪圖儀計算機計算機干涉圖干涉圖光譜圖光譜圖FTS傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖傅里葉變換紅外光譜儀工作原理圖 邁克爾干涉儀工作原理圖邁克爾干涉儀工作原理圖 二、制樣方法二、制樣方法1）氣體）氣體氣體池氣體池2）液體：）液體：液膜法液膜法難揮發液體（難揮發液體（bp80 C）溶液法溶液法液體池液體池溶劑：溶劑： CCl4 ，CS2常用。常用。3) 固體固體:研糊法（液體石臘法）研糊法（液體石臘法）KBr壓片法壓片法薄膜法薄膜

10、法三、聯用技術三、聯用技術GC/FTIR（氣相色譜紅外光譜聯用）（氣相色譜紅外光譜聯用）LC/FTIR（液相色譜紅外光譜聯用）（液相色譜紅外光譜聯用）PAS/FTIR（光聲紅外光譜）（光聲紅外光譜）MIC/FTIR（顯微紅外光譜）（顯微紅外光譜）微量及微區分析微量及微區分析表表6.2 6.2 紅外光譜測定常用的溶劑紅外光譜測定常用的溶劑溶劑名稱溶劑名稱可用區域（可用區域（cmcm-1-1）不可用區域（不可用區域（cmcm-1-1）二硫化碳二硫化碳 四氯化碳四氯化碳 CSCS2 2CClCCl4 460060014001400，1600160021002100，21002100400040008

11、50850400040001400140016001600，2100210022002200700700850850氯仿氯仿CHClCHCl3 3600600820820，117511751250125082082011751175，1250125040004000二氯化碳二氯化碳CHCH2 2ClCl2 2600600820820，120012001300130082082012001200，1300130040004000二甲亞砜二甲亞砜CHCH3 3SOCHSOCH3 3600600900900，110011004000400090090011001100第三節第三節 各類基團的特征吸收

12、頻率各類基團的特征吸收頻率n有機物的紅外光譜能夠提供豐富的結構信息，它們有機物的紅外光譜能夠提供豐富的結構信息，它們一般都有數十個吸收峰。顯然，對每一個峰都能得一般都有數十個吸收峰。顯然，對每一個峰都能得到解釋是不可能的，只能對一些常見的有機基團，到解釋是不可能的，只能對一些常見的有機基團，尤其是決定有機物種類的官能團的紅外特征吸收給尤其是決定有機物種類的官能團的紅外特征吸收給予解釋。經過數十年對大量標準有機物紅外光譜測予解釋。經過數十年對大量標準有機物紅外光譜測試分析，目前，對主要有機基團的紅外特征吸收頻試分析，目前，對主要有機基團的紅外特征吸收頻率已經清楚（表率已經清楚（表6.3）。即不同

13、種類的有機基團有不）。即不同種類的有機基團有不同的紅外特征吸收。反之，根據紅外光譜測定得到同的紅外特征吸收。反之，根據紅外光譜測定得到的紅外吸收頻率可以推算出相應的有機基團。的紅外吸收頻率可以推算出相應的有機基團。表表6.3 6.3 特征基團紅外吸收頻率特征基團紅外吸收頻率官能團強度區域（cm-1）A.A.烴烴（1 1）C CH H伸展伸展a.a.烷烴烷烴b.b.單取代烯烴（乙烯基）單取代烯烴（乙烯基）順式雙取代烯烴順式雙取代烯烴反式雙取代烯烴反式雙取代烯烴同碳雙取代烯烴同碳雙取代烯烴三取代烯烴三取代烯烴c.c.炔烴炔烴d.d.芳環烴芳環烴（2 2）芳環的取代類型）芳環的取代類型（m-sm-s

14、）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（s s）（v v）29622962285328533040304030103010309530953075307530403040301030103040304030103010309530953075307530403040301030103300330030303030五個相鄰的氫原子五個相鄰的氫原子（v,sv,s）750750（v,sv,s）700700四個相鄰的氫原子四個相鄰的氫原子（v,sv,s）750750三個相鄰的氫原子三個相鄰的氫原子（v,mv,m）780780二個相鄰的氫原子二個相鄰的氫原子（v,mv,m）830

15、830一個氫原子一個氫原子（v,wv,w）880880（3 3）C CC C多鍵的伸展多鍵的伸展a.a.非共軛烯烴非共軛烯烴（v v）1680168016201620單取代烯烴（乙烯基）單取代烯烴（乙烯基）（m m）16451645順式雙取代烯烴順式雙取代烯烴（m m）16581658反式雙取代烯烴反式雙取代烯烴（m m）16751675同碳雙取代烯烴同碳雙取代烯烴（m m）16531653三取代烯烴三取代烯烴（m m）16691669四取代烯烴四取代烯烴（w w）16691669雙烯雙烯（w w）16501650（w w）16001600b.b.單取代炔烴單取代炔烴（m m）21402140

16、21002100雙取代炔烴雙取代炔烴（v,mv,m）2260226021902190c.c.丙二烯丙二烯（m m）19501950（m m）10601060（m m）10601060d.d.芳環烴芳環烴（v v）16001600（v v）15801580（m m）15001500（m m）14501450B.B.羰基發色團羰基發色團（1 1）酮的伸展振動）酮的伸展振動a.a.非環飽和的酮非環飽和的酮（s s）1725172517051705b.b.環狀飽和酮環狀飽和酮六元環（和六元以上環）六元環（和六元以上環）（s s）1725172517051705五元環五元環（s s）1750175017

17、401740四元環四元環（s s）17751775c.c.，不飽和非環酮不飽和非環酮（s s）1685168516651665d. d. ，不飽和環酮不飽和環酮六元環（和六元以上環）六元環（和六元以上環）（s s）1685168516651665五元環五元環（s s）1724172417081708e.e.，不飽和非不飽和非環酮環酮（s s）1670167016631663f.f.芳酮（芳酮（ArylAryl）（s s）1700170016801680g.g.二芳酮二芳酮（s s）1670167016601660h. h. 二酮（二酮（DiarylDiaryl）（s s/p>

18、01710i. i. 二酮二酮（s s）1640164015401540j.1,4j.1,4（苯）醌（苯）醌（s s）1690169016601660k.k.烯酮烯酮（s s）21502150（2 2）醛）醛a.a.羰基伸展振動羰基伸展振動飽和的脂肪醛飽和的脂肪醛（s s）1740174017201720，不飽和脂肪醛不飽和脂肪醛（s s）1705170516801680芳醛芳醛（s s）1715171516951695b,Cb,CH H伸展振動，雙峰伸展振動，雙峰（w w）2900290028202820（w w）2775277527002700（3 3）酯的伸展振動）酯的伸展振動a.a.非

19、環的飽和酯非環的飽和酯（s s）1750175017351735b.b.環狀飽和酯環狀飽和酯內酯（和大環的）內酯（和大環的）（s s）1750175017351735內酯內酯（s s）1780-17601780-1760內酯內酯（s s）18201820c.c.不飽和的不飽和的乙烯酯型乙烯酯型（s s）1800-17701800-1770，不飽和的芳基酯不飽和的芳基酯（s s）1730-17171730-1717，不飽和不飽和內酯內酯（s s）1730-17171730-1717，不飽和不飽和內酯內酯（s s）1760-17401760-1740，不飽和不飽和內酯內酯（s s）-1880-18

20、80d.d.酮酯酮酯（s s）1755-17401755-1740e.e.酮酯（烯醇式的）酮酯（烯醇式的）（s s）-1650-1650f.f.碳酸酯碳酸酯（s s）1780-17401780-1740（4 4）羧酸）羧酸a.a.羰基伸展振動羰基伸展振動飽和脂肪酸飽和脂肪酸（s s）1725-17001725-1700，不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸（s s）1715-16901715-1690芳香酸芳香酸（s s）1700-16801700-1680b.b.羥基伸展（束縛的）幾個峰羥基伸展（束縛的）幾個峰（w w）2700-25002700-2500c.c.羧酸負離子的振動羧酸負離子的振動（s s

21、）1610-15501610-1550（s s）1400-13001400-1300（5 5）酸酐的伸展振動）酸酐的伸展振動a.a.非環飽和酸酐非環飽和酸酐（s s）1850-18001850-1800（s s）1790-17401790-1740b. b. 非環的非環的，不飽和與芳基的酸酐不飽和與芳基的酸酐（s s）1830-17801830-1780（s s）1770-17201770-1720c.c.飽和五元環酸酐飽和五元環酸酐（s s）1870-18201870-1820（s s）1800-17501800-1750d. d. ，不飽和五元環酸酐不飽和五元環酸酐（s s）1850-18

22、001850-1800（s s）1830-17801830-1780（6 6）酰鹵的伸展振動）酰鹵的伸展振動a.a.酰氟化合物酰氟化合物（s s）18501850b. b. 酰氯化合物酰氯化合物（s s）17951795c.c.酰溴化合物酰溴化合物（s s）18101810d. d. ，不飽和的與芳基酰鹵不飽和的與芳基酰鹵（s s）1780-17501780-1750（m m）1750-17201750-1720e.COFe.COF2 2（s s）19281928f.COClf.COCl2 2（s s）18281828g.COBrg.COBr2 2（s s）18281828（7 7）酰胺）酰胺

23、a.a.羰基伸展振動羰基伸展振動一級，固體和濃縮液一級，固體和濃縮液（s s）16501650一級，稀溶液一級，稀溶液（s s）16901690二級，固體和濃縮液二級，固體和濃縮液（s s）1680-16301680-1630二級，稀溶液二級，稀溶液（s s）1700-16701700-1670三級，固體和溶液三級，固體和溶液（s s）1670-16301670-1630環內酰胺，稀溶液環內酰胺，稀溶液（s s）16801680環內酰胺，稀溶液環內酰胺，稀溶液（s s）17001700環內酰胺，稠合在另一環上，稀溶液環內酰胺，稠合在另一環上，稀溶液（s s）1750-17001750-1700

24、環內酰胺，稀溶液環內酰胺，稀溶液（s s）1760-17301760-1730環內酰胺，稠合在另一環上，稀溶液環內酰胺，稠合在另一環上，稀溶液（s s）1780-17701780-1770非環脲非環脲（s s）16601660環脲，六元環環脲，六元環（s s）16401640環脲，五元環環脲，五元環（s s）17201720亞胺酯亞胺酯（s s）1740-16901740-1690非環亞胺非環亞胺（s s）17101710（s s）17001700（s s）17001700環亞胺，（六元環）環亞胺，（六元環）（s s）17101710（s s）17001700，不飽和環亞胺（六元環）不飽和環亞

25、胺（六元環）（s s）17301730（s s）16701670環亞胺（五元環）環亞胺（五元環）（s s）17701770（s s）17001700，不飽和五元環亞胺不飽和五元環亞胺（s s）17901790（s s）17101710b.Nb.NH H伸展振動伸展振動一級，自由的一級，自由的N NH H，雙峰，雙峰（m m）35003500（m m）34003400一級，束縛的一級，束縛的N NH H，雙峰，雙峰（m m）33503350（m m）31803180二級，自由的二級，自由的N NH H，單峰，單峰（m m）34303430二級，束縛的二級，束縛的N NH H，單峰，單峰（m m）

26、3320-31403320-3140c.Nc.NH H彎曲振動彎曲振動一級酰胺，稀溶液一級酰胺，稀溶液（s s）1620-15901620-1590二級酰胺，稀溶液二級酰胺，稀溶液（s s）1550-15101550-1510C C其它基團其它基團（1 1）醇和酚）醇和酚a.Oa.OH H伸展振動伸展振動自由的自由的O OH H（v,shv,sh）3650-35903650-3590分子間氫鍵（隨稀釋作用改變）分子間氫鍵（隨稀釋作用改變）單橋化合物單橋化合物（v,shv,sh）3550-34503550-3450聚合的聯接聚合的聯接（s,bs,b）3400-32003400-3200分子內氫鍵

27、（隨稀釋作用無變化）分子內氫鍵（隨稀釋作用無變化）單橋化合物單橋化合物（v,shv,sh）3570-34503570-3450螯合化合物螯合化合物（w,bw,b）3200-25003200-2500（2 2）胺）胺a.Na.NH H伸展振動伸展振動一級，自由的一級，自由的N NH H；雙峰；雙峰（m m）35003500（m m）34003400二級，自由的二級，自由的N NH H單峰單峰（m m）3500-33103500-3310亞胺，；（亞胺，；（N NH H）；單峰）；單峰（m m）3400-33003400-3300銨鹽銨鹽（m m）3130-30303130-3030b.Nb.NH

28、 H彎曲振動彎曲振動一級一級（s sm m）1650-15901650-1590二級二級（w w）1650-15501650-1550銨鹽銨鹽（s s）1600-15751600-1575（s s）15001500（3 3）不變化氮化合物）不變化氮化合物a.CNa.CN伸展振動伸展振動烷腈烷腈（m m）2260-22402260-2240，不飽和烷腈不飽和烷腈（m m）2235-22152235-2215芳腈芳腈（m m）2240-22202240-2220異氰酸酯異氰酸酯（m m）2275-22402275-2240異腈化合物異腈化合物（m m）2220-20702220-2070b.Cb.

29、CN N伸展振動（亞胺、肟）伸展振動（亞胺、肟）烷基化合物烷基化合物（v v）1690-16401690-1640，不飽和化合物不飽和化合物（v v）1660-16301660-1630c.c.N NN N伸展振動伸展振動偶氮化合物偶氮化合物（v v）1630-15751630-1575d.d.N NC CN N伸展振動伸展振動二亞酰胺二亞酰胺（s s）2155-21302155-2130e.e.N N3 3伸展振動，疊氮化物伸展振動，疊氮化物（s s）2160-21202160-2120（w w）1340-11801340-1180f.Cf.CNONO2 2，硝基化合物，硝基化合物芳香族的芳

30、香族的（s s）1570-15001570-1500（s s）1370-13001370-1300脂肪族的脂肪族的（s s）1570-15501570-1550（s s）1380-13701380-1370（5 5）硫化物）硫化物a.Sa.SH H伸展振動伸展振動（w w）2600-25502600-2550b.Cb.CS S伸展振動伸展振動（s s）1200-10501200-1050c.Sc.SO O伸展振動伸展振動硫氧化物硫氧化物（s s）1070-10301070-1030砜砜（s s）1160-11401160-1140（s s）1350-13001350-1300縮寫：縮寫：s s

31、強，強，m m中等，中等，w w弱，弱，v v可變，可變，b b寬，寬，shsh銳，大約。銳，大約。表表8.4 8.4 常見有機官能團的特征吸收頻率常見有機官能團的特征吸收頻率官能團官能團特征吸收頻率（特征吸收頻率（cmcm-1-1）吸收強度吸收強度O OH H3200-36003200-3600m-sm-sN NH H3300-35003300-3500m mC CH H（叁鍵碳上）叁鍵碳上）33003300m-sm-sC CH H（雙鍵碳上）雙鍵碳上）3020-30803020-3080m mC CH H（苯環碳上）苯環碳上）3000-31003000-3100m-sm-sC CH H（飽

32、和碳上）飽和碳上）2800-30002800-3000m-sm-sC CH H（醛基碳上）醛基碳上）2700-28002700-2800m mS SH H2500-26002500-2600s sCNCN1900-23001900-2300m mCCCC1900-23001900-2300m mC CC CC C1900-23001900-2300m mC CC CO O1900-23001900-2300m mN NC CO O1900-23001900-2300m mC CO O1660-18001660-1800s sC CC C（含苯環雙鍵）含苯環雙鍵）1550-16801550-16

33、80m-sm-s第四節第四節 紅外光譜圖譜解析紅外光譜圖譜解析n紅外光譜譜圖較復雜，完全解析不是一件很容易的事，只能是對其主要的特征基團的吸收進行分析判斷。因此，紅外光譜的主要價值在于推斷有機物分子中的官能團，并由官能團判斷出所測有機物分子的結構類型。n紅外光譜的解析主要依據吸收峰的位置，即吸收頻率波數的大小、吸收峰的強度和峰形，其中吸收頻率波數的大小是最主要的依據 一飽和一飽和OH，NH, C-H和和SH官能團官能團 n這些官能團構成有機物的醇、酚、胺、硫醇和酚、羧酸，烴類化合這些官能團構成有機物的醇、酚、胺、硫醇和酚、羧酸，烴類化合物，它們的紅外伸展振動頻率在物，它們的紅外伸展振動頻率在2

34、500-4000cm-1。OH的波數最高，的波數最高，游離態的羥基波數達游離態的羥基波數達3600cm-1，且峰形尖銳。許多羥基有機物會形，且峰形尖銳。許多羥基有機物會形成氫鍵締合物，導致波數降低，吸收峰形變寬。一般的醇和酚在成氫鍵締合物，導致波數降低，吸收峰形變寬。一般的醇和酚在3200-3600cm-1之間會有紅外特征吸收之間會有紅外特征吸收.n羧酸由于強烈的氫鍵締合，羧酸由于強烈的氫鍵締合，OH吸收峰波數會降到吸收峰波數會降到3000cm-1以下，以下，二聚體吸收峰在二聚體吸收峰在25002700cm-1,形成寬大的吸收峰形。形成寬大的吸收峰形。n值得一提，水的值得一提，水的OH在在33

35、00cm-1附近也要產生吸收，因而紅外樣附近也要產生吸收，因而紅外樣品測試要盡可能排除水的干擾。品測試要盡可能排除水的干擾。nS-H是硫醇或酚類的特征官能團，因含硫有機物并不多，而且是硫醇或酚類的特征官能團，因含硫有機物并不多，而且S-H的的紅外吸收在紅外吸收在2500-2600cm-1之間，該紅外區域幾乎沒有其它有機基之間，該紅外區域幾乎沒有其它有機基團的吸收，因而非常特征。紅外光譜譜圖在團的吸收，因而非常特征。紅外光譜譜圖在2500-2800cm-1有強吸有強吸收，幾乎可以立即判斷是收，幾乎可以立即判斷是S-H吸收。吸收。 nNH的波數略低于的波數略低于OH，在，在3300-3500cm-

36、1范圍，范圍，NH也能形成氫鍵締合物，而使波數降低到也能形成氫鍵締合物，而使波數降低到3200cm-1附近，但附近，但NH的氫鍵弱于的氫鍵弱于OH，而且，而且N原原子上可以連有兩個子上可以連有兩個H。n這樣，和這樣，和OH只形成單吸收峰不同的是，只形成單吸收峰不同的是，NH吸收吸收峰的數目與峰的數目與N原子上取代基多少有關。原子上取代基多少有關。n對于對于NH2則有兩個吸收峰，則有兩個吸收峰，NHR則只有一個吸則只有一個吸收峰，而收峰，而NR2由于氫被全部取代，由于氫被全部取代，NH鍵已不存鍵已不存在，則在，則3300-3500cm-1范圍無紅外吸收。因此，根范圍無紅外吸收。因此，根據胺類（包

37、括酰胺類）有機物的這一特征吸收峰差據胺類（包括酰胺類）有機物的這一特征吸收峰差異，可以用紅外光譜區分它們是異，可以用紅外光譜區分它們是N原子單取代還是雙原子單取代還是雙取代。取代。C-HnCH的波數在的波數在2700-3300cm-1，跨度很大，幾乎所有的有機物都存在，跨度很大，幾乎所有的有機物都存在CH鍵，因而任一有機物在這一波數范圍都有吸收。如果此范圍無吸收，鍵，因而任一有機物在這一波數范圍都有吸收。如果此范圍無吸收，則可以排除所測物質是有機物的可能性。我們已經知道：構成則可以排除所測物質是有機物的可能性。我們已經知道：構成CH鍵鍵的烴類有飽和、雙鍵、叁鍵和苯環四類，這四類的烴類有飽和、雙

38、鍵、叁鍵和苯環四類，這四類CH鍵的紅外振動頻鍵的紅外振動頻率是有差異的，這樣根據波數不同可以區別它們。率是有差異的，這樣根據波數不同可以區別它們。nCCH 叁鍵（炔）叁鍵（炔）CH振動頻率振動頻率 3300cm-1nCCH 雙鍵（烯）雙鍵（烯）CH振動頻率振動頻率 3100cm-1n 苯環苯環CH振動頻率振動頻率 3010-3050cm-1nCCH 單鍵（烷）單鍵（烷）CH振動頻率振動頻率 3000cm-1nCHO C-H振動頻率振動頻率 兩個弱峰兩個弱峰28002900， 27002775cm-1.n不飽和不飽和CH振動頻率要大于飽和的振動頻率要大于飽和的CH振動頻率，尤其是叁鍵炔的振動頻率

39、，尤其是叁鍵炔的CH振動波數已達到振動波數已達到3300cm-1，因而容易用紅外光譜判斷。因大多數，因而容易用紅外光譜判斷。因大多數有機物都含有飽和有機物都含有飽和CH鍵，因而用紅外光譜判斷鍵，因而用紅外光譜判斷CH沒有太大意義。沒有太大意義。烯烴和苯環的烯烴和苯環的CH鍵紅外吸收峰強度低，除非在高分辨率紅外光譜儀鍵紅外吸收峰強度低，除非在高分辨率紅外光譜儀和特定的條件下，一般不用紅外光譜來判斷它們。和特定的條件下，一般不用紅外光譜來判斷它們。 n紅外光譜圖的紅外光譜圖的3000-4000cm-1波數是非常重波數是非常重要的區域，其吸收峰的位置、形狀和強度可要的區域，其吸收峰的位置、形狀和強度

40、可以提供重要的有機物分子結構信息。而以提供重要的有機物分子結構信息。而2800-3000cm-1是飽和是飽和CH鍵的特征吸收，此區鍵的特征吸收，此區域是否有紅外吸收成為區分無機物和有機物域是否有紅外吸收成為區分無機物和有機物的標志的標志 壬醇的紅外光譜壬醇的紅外光譜 為長鏈烷基醇的紅外光譜圖，在為長鏈烷基醇的紅外光譜圖，在3355cm-1處有處有OH的伸縮振動。的伸縮振動。因氫鍵作用，該紅外吸收峰不僅波數降低，而且吸收峰寬大。因氫鍵作用，該紅外吸收峰不僅波數降低，而且吸收峰寬大。2800-3000cm-1有飽和有飽和CH鍵的特征伸縮振動鍵的特征伸縮振動。 苯酚的紅外光譜 由于氫鍵作用，酚羥基由

41、于氫鍵作用，酚羥基OH的波數也在的波數也在3333cm-1，峰形更加寬大。由，峰形更加寬大。由于苯酚含有苯的于苯酚含有苯的CH振動，因而在振動，因而在3045cm-1也有特征吸收峰也有特征吸收峰 庚酸的紅外光譜 由于羧酸強烈的氫鍵締合，由于羧酸強烈的氫鍵締合，OH伸縮振動波數降至伸縮振動波數降至3050cm-1，峰形比，峰形比醇和醇還要寬大。只要在醇和醇還要寬大。只要在3000cm-1波數附近出現如圖所示的大而寬的峰波數附近出現如圖所示的大而寬的峰形，就可以判斷是羧酸類有機物。形，就可以判斷是羧酸類有機物。辛胺的紅外光譜 由于胺基由于胺基N原子上有兩個原子上有兩個H，因而在，因而在3290cm

42、-1和和3365cm-1分別有兩個分別有兩個NH鍵的吸收峰，鍵的吸收峰，2850-2910cm-1是飽和是飽和CH鍵的吸收峰。鍵的吸收峰。 芐基硫醇的紅外光譜 該化合物不含有該化合物不含有OH和和NH，因而在，因而在3200cm-1以上無紅外吸收。以上無紅外吸收。3030，3060和和3085cm-1是苯是苯CH鍵的特征吸收，而鍵的特征吸收，而2930cm-1是飽和是飽和CH鍵的吸收，鍵的吸收，SH伸縮振動遠比伸縮振動遠比OH和和NH小，在小，在2565cm-1。 二不飽和叁鍵或多重雙鍵官能團二不飽和叁鍵或多重雙鍵官能團（XY或或XYZ）n這類官能團構成有機化合物的炔、腈和偶氮等類。它們的紅外

43、特征吸收頻率在1900 -2300cm-1范圍，這一范圍的紅外光譜圖比較簡單，大多數情況下是無吸收峰，一旦出現吸收，可以很快判斷是這類有機物。 表表8.5 8.5 各類重鍵有機物的紅外特征頻率各類重鍵有機物的紅外特征頻率化合物類型化合物類型吸收峰位置（吸收峰位置（cmcm-1-1）* *M MCOCO1700-22001700-2200R RCCCCR R0 0R RCCCCRR2100-22602100-2260R RN NC CS S2120-22002120-2200R R2 2C CC CO O21502150R RN NN NR R2130-21502130-2150R RN NC

44、CO O2250-22752250-2275R RCNCN2240-22602240-2260O OC CO O23492349*M表示金屬原子表示金屬原子n對于對于CC炔類有機物，若是分子對稱的，則炔類有機物，若是分子對稱的，則CC重重鍵的伸縮振動被抵消，沒有紅外吸收峰出現，只有鍵的伸縮振動被抵消，沒有紅外吸收峰出現，只有在拉曼光譜才能測定對稱在拉曼光譜才能測定對稱CC（含（含CC）重鍵的峰。）重鍵的峰。另外另外CO2在在2349cm-1有特征吸收，紅外光譜測定和有特征吸收，紅外光譜測定和圖譜解析時需要排除空氣中的圖譜解析時需要排除空氣中的CO2的干擾。的干擾。MCO是金屬有機物的一大類，相

45、當于一氧化碳，是金屬有機物的一大類，相當于一氧化碳， 它它們的紅外特征吸收峰也在此區間。紅外光譜圖們的紅外特征吸收峰也在此區間。紅外光譜圖1900-2300cm-1區間很重要，任一吸收峰都應注意，它們區間很重要，任一吸收峰都應注意，它們能提供特殊的有機物分子結構信息。圖能提供特殊的有機物分子結構信息。圖8.3所示的是所示的是這類結構典型有機物的紅外光譜圖。這類結構典型有機物的紅外光譜圖。 己炔-1的紅外光譜 3268cm-1是炔是炔CH伸縮振動的特征吸收。伸縮振動的特征吸收。2941和和2857cm-1兩個吸收兩個吸收峰是飽和峰是飽和CH伸縮振動，而伸縮振動，而2110cm-1就是碳碳叁鍵就是

46、碳碳叁鍵CC的特征吸收，從的特征吸收，從圖也可以看出在圖也可以看出在2000cm-1波數附近，除波數附近，除CC特征吸收外，無其它紅外吸收特征吸收外，無其它紅外吸收峰，所以這類結構的紅外吸收峰非常容易分辨。峰，所以這類結構的紅外吸收峰非常容易分辨。鄰-芐基氰的紅外光譜 3025和3070cm-1是苯CH鍵伸縮振動。而2860 cm-1和2910 cm-1是甲基的CH吸收，2210cm-1是腈基CN的特征振動頻率。 異硫氰酸甲酯的紅外光譜圖2870-2910cm-1是甲基的是甲基的CH振動吸收，而振動吸收，而2100-2200cm-1是是異硫氰基團的特征伸縮振動吸收異硫氰基團的特征伸縮振動吸收。

47、三不飽和碳氧和碳碳雙鍵官能團（CO和CC） n碳氧雙鍵碳氧雙鍵CO稱作羰基，構成醛、酮和羧酸稱作羰基，構成醛、酮和羧酸及其衍生物幾類有機物。羰基的紅外吸收波及其衍生物幾類有機物。羰基的紅外吸收波數和強度非常特征，因而紅外光譜對羰基的數和強度非常特征，因而紅外光譜對羰基的判斷非常有價值。羰基吸收峰的位置在判斷非常有價值。羰基吸收峰的位置在1660-1800cm-1范圍，羰基紅外吸收的位置受其在范圍，羰基紅外吸收的位置受其在有機分子中的共軛效應、電子效應和空間位有機分子中的共軛效應、電子效應和空間位阻的影響。這樣，根據羰基紅外吸收峰波數阻的影響。這樣，根據羰基紅外吸收峰波數的大小可以推斷與羰基相鄰

48、的其它基團。的大小可以推斷與羰基相鄰的其它基團。 n正常的羰基吸收頻率在正常的羰基吸收頻率在1710-1720cm-1，如，如丙酮的羰基紅外吸收峰在丙酮的羰基紅外吸收峰在1710cm-1，但有機，但有機分子中的羰基和鄰近的基團形成共軛體系，分子中的羰基和鄰近的基團形成共軛體系，則羰基的這一特征吸收峰波數會降低。相反，則羰基的這一特征吸收峰波數會降低。相反，若羰基鄰近有吸電子基團，則羰基的特征吸若羰基鄰近有吸電子基團，則羰基的特征吸收波數則增加。同樣，若羰基鄰近基團成六收波數則增加。同樣，若羰基鄰近基團成六員一下環，則羰基的特征吸收波數也增加。員一下環，則羰基的特征吸收波數也增加。CCH3CH3

49、OCCH3OCCH3O1710cm-1 1686cm-1（雙鍵與 1686cm-1（苯環與 羰基共軛，波數降低） 羰基共軛，波數降低） COCH3FClOCCH3 COBrCH31850cm-1 1795cm-1 1810cm-1羰基被吸電子的鹵素作用，極性增強，波數增加羰基被吸電子的鹵素作用，極性增強，波數增加 OOOO 1710cm-1 1740 cm-1 1775 cm-1 1800 cm-1羰基鄰位基團成六員以下環，張力增大，波數也增大，七員以上環無張力，羰基鄰位基團成六員以下環，張力增大，波數也增大，七員以上環無張力，則羰基吸收波數仍在則羰基吸收波數仍在1710cm-1. CH3CH

50、3OC H3C H3O A：1710cm-1 B：1740cm-1 2866-2955cm-1是分子中甲基和亞甲基的是分子中甲基和亞甲基的CH伸縮振動，羰基的伸縮振動，羰基的強吸收在強吸收在1725cm-1，接近正常的，接近正常的1710cm-1羰基吸收波數。羰基吸收波數。戊酮戊酮2的紅外光譜圖的紅外光譜圖苯乙酮的紅外光譜圖 2896-3050cm-1是分子中甲基和苯環的是分子中甲基和苯環的CH伸縮振動，伸縮振動，1683cm-1處的處的強吸收是羰基的特征峰。因羰基可與苯環共軛，波數比正常的強吸收是羰基的特征峰。因羰基可與苯環共軛，波數比正常的1710cm-1要要小小 乙酸苯酯的紅外光譜圖 乙

51、酸苯酯的紅外光譜圖 2896-3040cm-1是分子中甲基和苯環的是分子中甲基和苯環的CH伸縮振動。羰基的伸縮振動。羰基的CO伸伸縮振動是縮振動是1770cm-1，比正常的羰基紅外特征吸收峰波數要大。，比正常的羰基紅外特征吸收峰波數要大。 異丁酰胺的紅外光譜圖 該化合物因含有胺基，因而在該化合物因含有胺基，因而在3170和和3350cm-1處有兩個處有兩個NH伸縮振動，伸縮振動，2960cm-1是甲基的是甲基的CH吸收，而羰基特征吸收在吸收，而羰基特征吸收在1640cm-1，比正常的，比正常的1710cm-1要低，這是由于胺基的共軛效應所致。要低，這是由于胺基的共軛效應所致。C=Cn在不飽和雙鍵有機物中，除了碳氧雙鍵的羰基化合物外，還有一類最常見的碳碳雙鍵有機物，即烯類化合物。CC鍵在紅外光譜中也有特征吸收，但強度和位置不如CO特征。常規的CC伸縮振動的特征吸收在1620-1680cm-1范圍，苯環的三個雙鍵的紅外吸收在1500，1580和1600cm-1。吸收的強度一般在中等，很少能有像羰基那樣的強吸收，再加上分子結構中其它基團的影響，苯環和正常雙鍵的CC伸縮振動波數會降低到1400cm-1。這一波數已和指紋區接近，所以不易區分。最后，正如對稱的碳碳叁鍵炔類化合物一樣，對稱的碳碳雙鍵烯類化合物CC伸縮振動也會抵消，而看不