扭曲振动
每一种振动方式，都有固定的吸收频率。
当E2-E1 = hν时，红外线才能被吸收，因此同一基团
总是在一个特定的范围内产生吸收峰。 红外吸收峰产生的条件 必要条件：辐射光的频率与分子振动的频率相当； 充分条件：必须是能引起分子偶极矩变化的振动。
O
C
O
H
C
C
H
无红外吸收
无红外吸收
(2) 红外光谱仪
C-H弯曲
1000-800 995-985强
>3000 （中）
RCH=CH2 R2C=CH2 顺RCH=CHR 反RCH=CHR 三取代
1645（中） 910-905强 1653（中） 1650（中） 1675（弱） 1680（中-弱）
烯烃
3100-3010
895-885强 730-650弱且宽 980-965强 840-790强
峰大多由成键原子之间键的伸缩振动产生，与整个分子 的关系不大，不同化合物中的相同官能团的出峰位置相 对固定，可用于确定分子中含有哪些官能团。 ②指纹区：波数在1500~650cm-1间的低频区，吸收峰主
要是C—C、C—N、C—O单键的伸缩振动和各种键的弯
曲振动产生的。指纹区吸收峰大多与整个分子的结构密 切相关。
４ 各类化合物的紫外吸收
饱和有机化合物：
σ→σ* 跃迁的紫外 吸收都在远紫外区 ， 吸收波长 <200nm。 只有部分饱和有机化合物如溴化物、碘化物、胺等， n→σ*跃迁在近紫外区有弱吸收：
OH
C=O C=O C=O C=O NH2 CN
酰卤 酸酐 酯 酰胺 腈
３ 化合物结构与红外光谱的关系
相关峰：相互依存，可以互相印证的吸收峰称。
(1) 烷烃
饱和碳上C—H键伸缩振动吸收峰2960~2850 cm-1；
饱和碳上C—H键弯曲振动吸收峰1470~1300 cm-1；
多个CH2直链相连， C—H键面外弯曲振动吸收峰
区 ， 200~400nm 为 近 紫 外 区 , 可 见 光 的 波 长 范 围 是 400~800nm。 电子的跃迁 ：
σ *
E
* π
C
O
n π σ
２ 紫外光谱图的组成
横坐标表示吸收光的波长λ，纵坐标表示吸收强度。
丙酮的紫外光谱
光的吸收强度，可以用吸光度 A、透射比或透光率 T 、
电磁波谱
２ 分子运动与电磁辐射
用电磁波照射有机分子时，分子便会吸收那些与分子
内的能级差相当的电磁波，引起分子振动、转动或电子 运动能级跃迁。 ①转动光谱：彼此分开的谱线，在远红外-微波区域内。 ②振动光谱：谱带，在中红外区域内。 ③电子光谱：互相重叠的谱带，在可见-紫外区域内。
红外光谱
红外光谱的作用：确定化合物中官能团的存在，确定 两个化合物是否相同。
若将频率采用波数表示，Hooke’s rule则可表示为： (2) 式中： k— 化学键的力常数；
m —成键原子数不同，成键原 子的质量不同，导致振动频率不同。 用红外光照射有机分子，样品将选择性地吸收那些与 其振动频率相匹配的波段，从而产生红外光谱。
①键能↑，k↑，则ν或 ↑。例如：
C≡C键伸缩振动吸收峰2260~2100cm-1，若三键两边是
对称的烃基吸收峰减弱或不出现；
三键碳上的C—H键伸缩振动在3320~3310cm-1有强而
尖的吸收峰； 三键碳上的C—H键弯曲振动在700~600cm-1。
1-辛炔的红外光谱：
2120中等强度的峰为C≡C键的伸缩振动； 三键碳上的C—H键伸缩振动3320，弯曲振动638。
不特征
胺
类别
键和官能团
C=O R-CHO C=O
拉
1750-1680 2720
伸
(cm-1)
说
明
醛、酮
羧酸
1770-1750（缔合时在1710） 气相在3550，液固缔合时在 3000-2500（宽峰） 1800 1860-1800 1735 1690-1650 3520，3380（游离）缔合降低100 2260-2210 1800-1750
(4) 芳烃
苯环的骨架振动在1600~1450cm-1之间有四个吸收峰，
由取代基或共轭情况不同出现的情况可能不同； 苯环上的C—H键 伸缩振动吸收峰在3040~3030cm-1； 面内弯曲振动吸收峰在1225~950 cm-1 ； 面外弯曲振动吸收峰在960~690cm-1之间，这一振动在 2000~1670cm-1之间有一个倍频带。它们的位置形状可以 说明苯环的取代状况。
C8H16的红外光谱：
反-2-辛烯
由分子式计算不饱和度：U = 1+8+(0-16)/2 = 1。 C = C键伸缩， 双键碳C—H键伸缩、弯曲振动；
饱和C—H键的伸缩， 面内弯曲， 长链亚甲基的面外弯曲。
紫外光谱
Cary500 UV-ViS-NIR 光度计
电子跃迁
紫外光的波长范围是4~400nm, 其中4~200nm 为远紫外
长波方向移动的现象称为红移现象。
蓝移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向 短波方向移动的现象称为蓝移现象。 增色效应：使κ值增加的效应称为增色效应。 减色效应：使κ值减少的效应称为减色效应。
(2) 影响因素
电子跃迁的能差ΔE越大，则最大吸收波长λmax越短。
助色基的影响，使最大吸收向长波位移，颜色加深， 称为助色效应。 空间位阻效应的影响，使最大吸收向长波位移，吸 收强度也减小。 超共轭效应影响，使最大吸收向长波位移。 溶剂的影响，π→π*跃迁，溶剂极性增加，吸收红移。 n→π*跃迁，溶剂极性增加，吸收蓝移。
(1) 几个基本概念
生色基：能在某一段光的波长内产生吸收的基团，称 为这一段波长的生色团或生色基，如： C=C 、 C=O 、 NO2等。 助色基：本身在紫外或可见光区不显吸收，当它们连
在双键或共轭体系上时，使吸收向长波方向位移，颜色
加深。如：—OH、—NH2、—Cl等。
红移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向
重要官能团的红外特征吸收
振 动
吸收 峰 化合物
C-H拉伸（或伸缩）
C-H弯曲
-CH2-, 1460cm-1
烷烃 2960-2850cm-1
-CH3 , 1380cm-1
异丙基，两个等强度的峰 三级丁基，两个不等强度的峰
吸收 峰 化合物
振 动
C-H拉伸 （或伸缩）
C=C，CC，C=C-C=C 苯环(拉伸或伸缩) 1680-1620 强
1600中 1500强
1580弱 1450弱-无
670弱 倍频 2000-1650 一取代770-730， 710-690强 二取代
同芳烃
同芳烃
邻- 770-735强 间- 810-750强 710-690中 对- 833-810强
泛频 2000-1660
类 别
键和官能团
C-F C-Cl C-Br C-I
影响峰位置变化的因素
分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部 分的影响,也会因测定条件及样品的物理状态而改变.所以同一基 团的特征吸收会在一定范围内波动. 1. 成键轨道类型
例如:
C C H 2850-3000 C C H 3100-3000
C
C H ~3300
2. 诱导效应: 由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电 荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发生变化. 例如:
吸收率1-T、摩尔吸收系数κ中的任何一个来表示。
文献中的紫外光谱数据，是吸光度极大处的波长λmax和 它的摩尔吸收系数κ。 吸光度 A 和摩尔吸收系数 κ 吸的关系是由 Lambert-Beer 定律确定的： A =κc L 式中c为溶液的摩尔浓度(mol· l-1)，L为液层的厚度。
３ 影响紫外光谱的因素
四取代
无
四取代
1670（弱-无）
无
共轭烯烃
与烯烃同
向低波数位移，变宽
与烯烃同
吸收峰 振
动
化合物
C=C，CC，C=C-C=C C-H拉伸 （或伸缩） 苯环 3310-3300 一取代 对称 2140-2100弱 无
C-H弯析
炔烃
较强
非对称二取代2260-2190弱
700-600 强
芳烃
取代芳烃
3110-3010中
１ 分子的振动与红外吸 收 (1) 分子的振动
近似的用弹簧连接小球的机械模型来表示；
用Hooke定律来近似的描述。

1 2
k(
1 1 ) + m2 m1
键能增大，键长缩短，力常数k增大。
分子的振动方式
①伸缩振动：
对称伸缩
不对称伸缩
②弯曲振动：
面内弯曲
剪式振动
平面摇摆
面外弯曲
非平面摇摆
红外与紫外光谱
１ 电磁波
电磁波是电磁场的一种运动形态，这种运动以光速C
在空间行进。具有波粒二象性。
波动性：可用波长λ、频率ν或波数σ来描述。
ν= C λ = Cσ
微粒性：可用光量子的能量来描述。
E = hν
普朗克常数h = 6.626×10－34 J· s。
波长不同的电磁波性质不同，根据电磁波的波长划分 为几个不同的区域。
键的类型 K/1010N•cm-1 σ/ cm-1 C≡C 12～18 2100～2260 C=C 8～12 1620～1680 C―C 4～6 700～1200
②成键原子的质量m1或m2↓，则 ↑。例如：
化学键 C―H C―N C―O
σ/ cm-1
2853～2960
1180～1360
1080～1300
分子式为C7H8： U = 1 + 7 + (0-8)/2 = 4；