第三节
第四节
红外光谱仪器
红外光谱定性分析
infrared absorption spectrophotometer qualitative analysis of Infrared spectra
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一、概述 introduction 二、红外吸收光谱产生的 条件 第一节 condition of Infrared 红外光谱分析基本原理 absorption spectroscopy 三、分子中基团的基本振 动形式 principle of Infrared basic vibration of the group spectroscopy in molecular 四、红外光谱谱图特征 characteristics of infrared absorption spectra
3000 cm-1 以下
—CH2—
—C—H
2930 cm-1 反对称伸缩振动
2850 cm-1 2890 cm-1 对称伸缩振动 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
C—H
3010 2260 cm-1
3300 cm-1
3000 cm-1 以上
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（3）峰数 红外吸收的峰数与分子正则振动的数目[3n-5(6)]
有关，同时考虑偶极距变化和振动简并及倍频的影响。
例2 CO2分子（有一种振动无红外活性）
(动画)
基频与倍频：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强 的吸收峰，基频峰。由基态直接跃迁到第二激发态，产生 一个强度很弱的吸收峰，倍频峰。
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一、概述
introduction
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 近红外区－中红外区－远红外区
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红外光谱图
纵坐标为吸收系数，或透过率。 横坐标为波长λ（ m ）或波数1/λ ，单位：cm-1 谱图特征：峰数，峰位，峰形，峰强。
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例１ 水分子 （非对称分子）
(动画)
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（2）峰强 取决于该正则振动的偶极距的变化大小、相应 能级跃迁的几率和试样的浓度——定量分析基础。
吸收峰强度 偶极矩的平方 偶极矩变化——结构对称性； 对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)；m(中)；w(弱)；vs；vw 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级。
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二、红外吸收光谱产生的条件
condition of Infrared absorption spectroscopy
满足两个条件： (1)辐射具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量（共振）； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。 对称分子：没有偶极矩，辐 射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非对称分子：有偶极矩，红 外活性。 偶极子在交变电场中的作用示 意图——
今日授课内容
第十章 红外吸收光谱分析法
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上周学习内容回顾 第八章 紫外－可见吸收光谱分析法
第九章
分子荧光与磷光光谱分析法
第十章 红外吸收光谱分析法
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内转换 S2
振动弛豫 内转换 系间跨越
S1
能 量 吸 收
T1 T2 发 射 荧 光
外转换 发 射 磷 振动弛豫 光
S0
l1
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l2
l 2
l3
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第十章 红外吸收光谱分析法
第一节 第二节 红外吸收光谱的基本基本原理 红外光谱与分子结构
basic principle of Infrared absorption spectroscopy
infrared spectroscopy and molecular structure
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酸酐的C=O
双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强。
羧酸的C=O
1820～1750 cm-1 ，
氢键，二分子缔合体。
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4. X—Y，X—H 变形振动区 < 1650 cm-1
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2． 叁键（C C）伸缩振动区
（2500 1900 cm-1 ）
在该区域出现的峰较少； （1）RC CH （2100 2140 cm-1 ） RC CR’ （2190 2260 cm-1 ） R=R’ 时，无红外活性 （2）RC N （2100 2140 cm-1 ） 非共轭 2240 2260 cm-1
一、红外光谱的基团频率 group frequency in IR 二、分子结构与吸收峰 molecular structure and absorption peaks 三、影响峰位移的因素 factors influenced peak shift
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一、红外吸收光谱的基团频率
group frequency in IR
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不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
不对称δ
as(CH3)1460㎝
-1
四、红外吸收光谱谱图特征
intensity of Infrared absorption bend
峰位、峰强与峰数
（1）峰位 化合物分子（或基团）的化学键力常数K越大， 原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高 波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区。
含 氢 化 学 键
伸 缩 振 动 变 形 振 动
活 泼 氢 不 饱 和 氢 饱 和 氢 三 键 双 键
Ｏ－Ｈ Ｎ－Ｈ Ｐ－Ｈ Ｓ－Ｈ Ｃ－Ｈ Ａr－Ｈ ＝Ｃ－Ｈ －ＣＨ３ ＣＨ２ －ＣＨ Ｃ Ｃ Ｃ Ｎ Ｒ２Ｃ＝Ｏ ＲＨＣ＝Ｏ Ｃ＝Ｃ Ｃ－Ｏ Ｃ－Ｎ Ｃ－Ｃ Ｃ－Ｃ－Ｃ Ｃ－Ｎ－Ｏ Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ Ｒ－Ａr－Ｈ Ｈ－Ｃ－Ｈ
（1）—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。 注意区分
—NH伸缩振动：
3500 3100 cm-1
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（2）饱和碳原子上的—C—H
—CH3 2960 cm-1 2870 cm-1 反对称伸缩振动 对称伸缩振动
指纹区(1350 650 cm-1 ) ,较复杂。
C-H，N-H的变形振动；
C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。 可用于进行精细结构的区分与顺、反结构区分。
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基团吸收带数据
伸 缩 振 动
基团吸收 带数据
特 征 吸 收 带 （ 伸 缩 振 动 ） 指 纹 吸 收 带
—CH2—CO—NH—
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1680 cm-1
酰胺
红外光谱信息区
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
1
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
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三、分子中基团的基本振动形式
basic vibration of the group in molecular
两类基本振动形式：
（1）伸缩振动
（2）变形振动
亚甲基
(动画)
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甲基的振动形式
伸缩振动 甲基： 对称 υ s(CH3) 2870 ㎝-1 变形振动 甲基 对称δ s(CH3)1380㎝-1
共轭 2220 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱。
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3． 双键伸缩振动区（ 1900 1200 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 ）
(3)1900 1200 cm-1 双键伸缩振动区 (4)1200 670 cm-1 X—Y伸缩， X—H变形振动区
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二、分子结构与吸收峰
molecular structure and absorption peaks
1． X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）
O-H（氢键） S-H P-H CN
N-O N-N C-F C=N
N-H
C-H，N-H，O-H 3500
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苯衍生物的C=C
苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内 变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。
2000 1600
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（3）C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
饱和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动。
３６３０ ３３５０ ２４００ ２５７０ ３３３０ ３０６０ ３０２０ ２９６０，２８７０ ２９２６，２８５３ ２８９０ ２０５０ ２２４０ １７１５ １７２５ １６５０ １１００ １０００ ９００ ＜５００ ５００ ９６０（反） ６５０－９００ １４５０
07:28:39常见基团的红 Nhomakorabea吸收带=C-H O-H C-H CC C=C C=O C-C，C-N，C-O C-X
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