3300 s 尖，2100 m, 与极性基团连接，吸收强度增加。
60
1-正庚炔的红外光谱
61
v C≡N
R―C≡N Ar―C≡N
2300 ~ 2200cm1
2250~2240 cm1 m 或 w 2240~2200 c m1
有O原子存在时, O越靠近C≡N，峰越弱 如： CH3CH2CH2CN C≡N p-ClPhC≡N 2260 cm1 m, 尖
65
500
特征区
1． X-H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）
（1）O-H 36503200 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。
H O O C CH3 OCH3
羟基 4 甲氧基苯乙酮
分子间和分子内氢键的区别: 溶液浓度的影响不同
41
5.4
红外光谱的四大区
42
I-III峰区：特征区,
Ⅳ峰区： 指纹区
Ⅰ Ⅱ III Ⅳ 3650 ~ 2500 ~ 1900 ~ 1500 ~ 600 cm1
43
3650 ~ 2500 ~ 1900 ~ 1500 ~ 600 cm1
吸收带变宽
内因:（分子结构因素）
26
分子内部结构因素 键力常数(K)和折合质量()的影响 电子效应的影响 (诱导效应, 共轭效应)
中介效应(M)
空间效应
氢键效应
27
一、键力常数(K)和成键原子的折合质量()的影响
双原子分子的振动
双原子分子A-B→近似看作谐振子 两原子间的伸缩振动→近似看作简谐振动
光源发出的红外辐射，经干涉仪转变成干涉图，通过试样 后得到含有试样信息的干涉图，由电子计算机采集，经过 快速傅立叶变换，得到吸光度或透光度随频率或波数变化
的红外谱图。
19
20
21
FTIR光谱仪的优点

扫描速度快（几十次/秒），信号累加，信噪比提高 （可达60：1） 光通量大，所有频率同时测量，检测灵敏度高，样品 量减少 扫描速度快，可跟踪反应历程，作反应动力学研究， 并可与GC、LC联用




测量频率范围宽，可达到4500-6cm-1
杂散光少，波数精度高，分辨率可达0.05/cm 对温度、湿度要求不高 光学部件简单，只有一个动镜在实验中运动，不易磨 22 损。
23
试样的制备
24
25
5. 3
影响振动频率的因素
外因: 测试条件，样品浓度对分子间氢键影
响较大,氢键使OH 向低波数位移，强度增大，
6
7
8
4. 红外吸收光谱产生的条件
满足两个条件：
(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量
(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。
9
振动自由度和峰数
含n个原子的分子，自由度为： 线性分子有 3n-5 个 非线性分子有 3n-6 个 理论上每个自由度在IR中可产生1个吸收峰，实际上 IR光谱中的峰数少于基本振动自由度，原因是： 1 振动过程中，伴随有偶极矩的振动才能产生吸收峰 2 频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（重叠） 3 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰 4 有些峰落在中红外区之外 5 吸收峰太弱，检测不出来
45
O―H (醇、酚、羧酸类化合物)
醇与酚：O―H 游离: 缔合： ~3600 cm1 ~3300 cm1 宽
46
乙醇（不同浓度）的部分IR谱
47
对甲基苯酚的IR谱
48
羧酸类: O―H 二聚体： ~3000cm1 宽、散 （注意：醇、酚、羧酸类化合物的区别）
49
CH3COOH
50
O―H
C≡C
C＝O
C―O
N－H
C―H ≡C―H ＝C ―H ―C ―H
X-H的伸 缩振动
C≡N
X＝Y＝Z Si―H B ―H P―H
N＝O
C＝C δNH2
C―N
C―C C―X 各类δ
44
第I峰区
3650 ~ O―H 3100 ~ 3000 ~ ＝C―H 2500 cm1
―C―H
N―H
≡C―H
14
15
5. 2
红外光谱仪及实验方法
16
色散型红外光谱仪
傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）

红外样品的制备
17
色散型红外光谱仪
18
傅里叶变换红外光谱仪

Fourier变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源（硅碳
棒、高压汞灯）、Michelson干涉仪、检测器、计算机和记
录仪组成。

振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效
应的结果
O R C OR R O C R R O C SR
I>M 1735cm-1
1715cm-1
I<M 1690cm-1
37
四、空间效应
空间效应：环张力和空间位阻的影响
在含双键的振动中最为显著。例如C=C伸缩振动的频率 正常情况下为1650cm-1, 在环状烯烃中，当环变小时， 谱带向低频位移，这是由于键角改变使双键键能减弱的 原因。另一方面，双键上的CH基团键能增加，其伸缩 振动频率向高频区移动。
a
a : 吸收的电磁辐射频率
29
1 a 2
k

1
a
c

c
1 (cm ) 2c
k

k : 化学键力常数； : 原子的折合质量
m1 m 2 m1 m 2
30
键力常数对振动频率的影响
键类型 —CC —
2062 cm-1
—C =C —
C≡N 2217 cm1 s, 尖
62
苯氰的红外光谱
63
红外光谱信息区
常见有机化合物基团频率范围：4000670 cm-1
依据基团的振动形式，分为四个区：
(1)40002500cm-1 X-H伸缩振动区(X=O, N, C)
(2)25001900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
(3)1900-1500 cm-1 双键伸缩振动, O-H, N-H弯曲振动
N―H：伯胺、仲胺、酰胺、铵盐类化合物
NH缔合程度较OH小, N―H谱带较νO―H 尖
伯胺（―NH2）3500-3300 cm-1, 2-3条, m, as，s
仲胺（―NH―） -3400 cm-1 w
酰胺 R―CONH2 3400-3100 cm-1 游离, 缔合
51
2-甲氧基乙酰胺的红外光谱图如下
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(高波长区)
（2）峰数
峰数与分子自由度有关。无瞬间
偶基距变化时，无红外吸收。
13
（3）瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电 负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的 吸收峰，基频峰； （5）由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个 弱的吸收峰，倍频峰.
B―H、S―H、Si―H、P―H
59
C≡C 2300~2100cm1 RC CH (21002140 cm-1, ≡C―H 3300 s, 尖）
RC CR’(21902260 cm-1 ）
R=R’ 时，无红外活性, 对称 △µ =0 H―C≡C―CH2OH C≡C 例如: 2120 w, 尖
O O NH2
52
铵盐 ： 3000-2250 cm-1， 类似于COOH，但波数更低。
氨基酸：（内盐形式）， IR谱类似于铵盐与羧 酸盐的叠合 (注意：胺与铵盐的区别、酰胺与胺 的区别，羧酸与氨基酸的区别)。
53
C―H 伸缩振动
3300
~
3100
~
＝C―H
3000
~
C―H
2500cm-1
≡C―H
缩
1 k 基本振动频率： 2
k : 化学键力常数；
: 原子的折合质量
伸
28
1 E v ( v )h 振动能量： 2 v : 振动量子数，v 0,1,2,3 : 振动频率
基频吸收带：基态(v=0)至第一激发态(v=1)的跃迁
1 1 h a E1 E0 (1 )h h h 2 2
10
两类基本振动形式 伸缩振动
亚甲基：
变形振动 亚甲基
11
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 不对称δ
as(CH3)1460㎝
12
不对称 υ as(CH3) 2960㎝-1
-1
5．峰位、峰数与峰强
（1）峰位 化学键的力常数K越大，原子折合质量
一些化学键键力常数和伸缩振动波数的近似值：
H － F 9.7, 4000 H － Cl 4.8, 2890 H － Br 4.1, 2650 H－I 2310 3.2, H － O 7.7, 3600 H － N 6.4, 3400 H － S 4.3, 2570 H － 2150 Si H－C≡ 5.9, 3300 C≡N 2240 18, 15.6,
第五章 红外与拉曼光谱
(Infrared and Raman Spectra, IR and Raman)
1
红外与Raman光谱之 红外光谱
2
5.1
红外光谱概述
3
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→ 官能团→分子结构