频率区。
② Y≡Z和Y=X=Z伸缩振动区（2400～2100cm-1） 主要包括C≡C，C≡N，C=C=C，C=N=O 键伸
缩振动。
③ Y=Z伸缩振动区（1800～1600cm-1）
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3. 指纹区(低频区)
4.
小于1600cm-1的振动频率都在此区，主
要是C—C，C—N，C—O等单键的伸缩振动和
Chapter 4
4.2.1 基本原理
1. 化学键振动的类型 (1) 伸缩振动
成键的两原子沿键轴方向伸长和缩短的振
动称为伸缩振动，常用ν 表示。 伸缩振动有两种：对称伸缩振动（νs）和
不对称伸缩振动（νas）。
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振动频率ν 与两原子的质量m1、m2、键 的力常数k 有关：
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各种弯曲振动的频率。分子结构的微小变化，
这些键的振动频率都能反映出来，就像人的指
纹一样有特征，故称指纹区。能反映化合物的
精细结构。
Chapter 4
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4.பைடு நூலகம்.3 红外吸收光谱图及其解析
1. 红外吸收光谱图
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己烷的红外光谱图
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4.1.1 有机化合物结构表征的程序
研究一个未知有机化合物的基本程序： 分离提纯→元素定性、定量分析→测定相对分子 质量→推测构造式→结构表征
1. 常用的分离方法 蒸馏、萃取、洗涤、重结晶、升华、色层、色
谱等物理分离过程，有时用物理、化学相结合的分 离过程。
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2. 分离后检查纯度 方法有测熔点、沸点、折射率、比旋光度等物理 常数和色谱分析等。
Chapter 4
质谱： 不属于光波谱，它主要是确定分子的相对质量
和组成分子的基团，进一步推测分子的结构。 表征不同结构的化合物要选用不同的方法，很
难用一种方法（尤其对新化合物）准确决定分子 结构，经常是几种方法联合使用，互相补充，互 相验证。
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4.2 红外光谱
4.2.1 基本原理 4.2.2 重要官能团吸收区域 4.2.3 红外吸收光谱图及其解析
等。
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4.1.2 有机化合物结构表征方法
1. 化学方法表征有机化合物的结构 (1) 官能团分析方法 测定官能团,决定研究的化合物所属化合物类 别，进行定性分析，进行定量测定。 (2) 化学降解及合成方法 (3) 官能团转化法 把官能团化合物转化成衍生物，测定衍生物 的性质。
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4有机化合物的结构表征
第4章 有机化合物的结构表征
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4.1 有机化合物结构表征的基本程序 4.2 红外光谱 4.3 核磁共振谱 4.4 紫外光谱 4.5 质谱
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4.1 有机化合物结构表征的基本程序
4.1.1 有机化合物结构表征的程序 4.1.2 有机化合物结构表征方法
2. 物理方法表征化合物的结构 (1) 测定物理常数法 此法只能为辅助方法。 (2) 现代物理仪器测量方法 红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱 被广泛使用。这些方法揭示化合物微观结构,是 结构表征的最有力的手段和快速的方法。
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3. 物理仪器测定结构的一般原理
（1） 电磁波与有机分子的波谱 电磁波有波动性：ν=c/λ ν——振动频率，单位赫（Hz） c——光速，近似看成是常数 λ——波长，单位厘米（cm） σ=1/ λ= ν/c
3. 元素的定量定性分析 分析样品的组成元素及其含量，计算出化合物组
成的实验式。
4. 测定相对分子质量 测定相对分子质量(质谱法等)，结合实验式才能写 出分子式。
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5. 推测构造式 根据化合物制备方法或来源，结合分子式，利用
同分异构概念，推测可能的构造式，甚至构型式。
6. 结构表征 结构表征的方法大体上有化学法和物理方法
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（2）弯曲振动 弯曲振动是离开键轴的前、后、左、右振动。
键长不改变，键角改变，力常数变化小。亚甲基有 面内振动和面外振动。
H
HH
HH
HH
H
C
CC
剪式
C
CC
摇式
C
CC
摆式
C
CC
扭式
面内弯曲振动
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面外弯曲振动
2. 产生红外光谱的条件 （1）红外光辐射的频率与分子中键振动的频 率相当时，才能被吸收产生吸收光谱。 （2）振动过程中能引起偶极矩变化的键。
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E=hν=h·c/λ E——光子能量，单位焦（J） h——普朗克（Planck）常量，6.626×10-34焦 秒（J·s） ν——频率 利用分子吸收光波的频率可以表征分子结构。 与有机分子结构有关的光波的频率如下表：
Chapter 4
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（2） 有机化合物结构表征最常用的光波谱 红外光谱： 常用来决定化合物含有什么官能团，属于哪类化 合物。 紫外光谱： 常用来表征分子中重键的情况，特别是共轭体 等。 核磁共振光谱： 常用来测定有机分子中的氢原子和碳原子连接的 方式和化学环境。
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4.2.2 重要官能团吸收区域
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1. 倍频区 大于3700cm-1的区，出现的是一些键的振动
频率的倍频，常比倍频率低些。
2. 官能团吸收区（高频区） 在3700～1600cm-1区组成官能团键的吸收大
都在此区，故称官能团区。其又分三个小区：
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① Y-H伸缩振动区（3700～2500cm-1） 主要是O—H，N—H，C—H等单键伸缩振动
① 键的力常数 k 与键能有关，键能大，力常数 大，振动频率也大。
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② m1和m2越小，（1/m1 + 1/m2）越大，振动频率 也越大。
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③ 同一原子上有几个键，振动会发生互相影响。 如H—C—H 中两个 C—H 键振动频率相等，互相
偶合。 对称伸缩振动（νs）2850 cm-1 不对称伸缩振动（νas）2930 cm-1
H
H
C
对称伸缩振动
H
H
C
不对称伸缩振动
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• C—C—H两键振动频率相差较大（1000cm-1 / 2900 cm-1），互相影响小，看成独立的。 C— C，C—N， C—O振动频率比较接近，相互有 影 响。Y—H，Y=Z和Y≡Z振动频率比分子的 C—C键的振动频率高得多，也可以看成独立的。