本章介绍四大谱（红外、紫外、核磁共振和 质谱）中的红外光谱（IR）和核磁共振谱 （NMR），要求如下：
了解红外光谱和核磁共振谱图的基本原理， 重点掌握波谱数据与分子结构关系的一般规 律，从而达到能用红外谱图和核磁共振谱图 来推简单的有机分子结构的目的。
Part
1
红外光谱（IR）
主讲内容：
§1 基本概念 §2 有机化合物红外吸收特征谱带 §3 红外光谱的优缺点
红外光谱及核磁共振
(IR and NMR)
有机化合物的结构表征
a 化学方法 利用有机物官能团的特征反应，来确定化合物是属于哪 一类化合物 b 物理常数测定法 常用的物理常数有：bp；mp；d； [α] 等 c 近代物理方法 近代物理方法是应用近代物理技术建立的一系列仪器分 析方法。 此方法是通过测定有机化合物的各种波谱来确定有机化 合物的结构，所以叫波谱法。
1176
783
692 755
755
20
0
1247
1000
1247
10
1495
3. 红外光谱的优缺点
优点：
1 特征性强（特征区、 指纹区）； 2 操作简单； 3 样品量少（微克）； 4 不破坏样品； 5 各物态样品均能做； 6 仪器价格便宜，易于 普及。 2 灵敏度低，准确度差； 3 样品要纯。
电子能级
基态到上一能级的跃迁 伴随产生
红外光谱
1.1 红外光谱及其表示法
红外光谱
当用一束连续波长的红外光（λ≈0.75 ~1000μm ）照 射物质时，物质吸收了某些特定波长的光，引起物质分 子振动—转动能级的跃迁，通过仪器记录下不同波长处 的透光率（T%）或吸光度 （A） 的变化曲线，就称为 该物质的红外光谱。 （振—转光谱）
1-PENTANOL, 99+% 90
80
70
1-戊醇
1378 1466 1076 1006 1055 2000 Wavenumbers (cm-1) 1000
60 %Transmittance
50
40
30
20
3323
3323
2957
0 3000
2932
10
2862
2 羧酸：
气态或游离态： 3550 缔合：3200 ~ 2500，中心在3000左右，宽而散。
§1 基本概念
1.1 红外光谱及其表示法 1.2 峰位与峰强 1.3 分子振动类型
基本原理
1.电磁波的概念
1㎝
波长λ——两个波峰或波谷之间的距离。用nm或 μm表示 频率γ——每秒波振动的次数。用HZ表示 波数σ——1㎝中波的数目 。用㎝-1表示 光速C——3×1010㎝/s
基本原理
2. 光的波动性
80
O CH3CH2C
2978 2937
70
60 %Transmittance
N(CH3)2
1495 1376 1151 1066
50
40
20
0 3000 Wavenumbers (cm-1) 2000 1000
1651
10
1651
1397
30
1559
1412 1371
1296
597
40
实例： 苯基甲基醚的IR
3078
20 2874
1641
2000 Wavenumbers (cm-1)
2959
0 3000
2926
10
1641
2 苯环的骨架振动： 1600 ~ 1450（m-s), 2 ~ 4 条谱带。
1600 1580 1500 1450 强度稍弱，随取代基极性增大而增强。 共轭时强度增大，且大于1600。 强度一般较大，随取代基极性增大而增强， 当苯环与强吸电子基团相连，强度明显减弱。 重叠。
ACETIC ACID, 99.8% 90
80
70
乙酸
1015 936 2631 628 480
60 %Transmittance
50
40
20
-0 3000
1714
2000 Wavenumbers (cm-1)
1714
10
1293
3043
3043
1412
30
1000
Ⅱ 3400 ~ 3000 cm-1 不饱和 C– H
1 炔氢： ~ 3300 比缔合的 O– H峰弱、 比 N– H 吸收强、尖锐 3000以上
2 烯氢： 3 芳氢：
100
3100 ~ 3000，中等强度。 3100 ~ 3000，有3 ~ 4 条小谱带。
νC≡C
60 2100 720
1380
20 0
ν≡CH
3000
νCH
H ≡C－(CH2)4－CH3
50 513 1350 1113 1000
40
30
2814， 2732
1726
20
10
1728
3000 Wavenumbers (cm-1) 2000
0
苯酚IR谱图
PHENOL, 99+% 90
OH
80
70
60 %Transபைடு நூலகம்ittance 1024 530 809
50 3044 1070
40
30 1167
vs s m w
很强吸收带 强吸收带 中强吸收带 弱吸收带
（1）振动能级的跃迁概率； （2）偶极矩的变化。
1.3 多原子分子振动类型：
伸缩振动： ν
对称伸缩振动νs 、 不对称伸缩振动νas
弯曲振动： δ
面内弯曲振动： δ ip 剪式振动： δ s 面内摇摆 ： δr 面外弯曲振动： δ oop 面外摇摆 δ w 扭曲振动 δ t
3372
20
1224
1595
1471
10
1498
0 3000 2000 Wavenumbers (cm-1)
1220
1000
751,689
751 689
3372
1596 1498 1471
506
3034
1361
1152
6 酮 ：脂肪族 1715；芳香族1680。
2-NONANONE, 99+% 90
ν
k m
1.2 峰位、峰强
2 两个质量都较大的原子成键
1 ν = = λ 2πc
1
k
μ
= 1307
k
k 化学键的键力常数（105达因/厘米）
μ
μ 成键原子的折合原子量；
M1、M2成键原子的原子量。
M1 ⋅ M 2 μ= (M 1 + M 2 )
1.2 峰位、峰强
T %越低，A越强，谱带强度越大。 T % < 10 10 < T % < 40 40 < T % < 90 90 < T %
80
70
2-壬酮
1466 1410
60 %Transmittance
50
40
30
0 3000 Wavenumbers (cm-1)
1718
2000
1718
10
2928
2856
20
1358
1163
1000
7. 酰胺： 酰胺Ⅰ带νC = O ：1690 ~ 1650（强） 缔合及叔酰胺 ：1650 酰胺Ⅱ带 δN – H： 伯:(游离态) ~ 1600;缔合态: ~ 1640 仲：缔合或游离 < 1600 叔：无
50
40 2985
30
20
0 3000 Wavenumbers (cm-1) 2000
1240
1240
10
1742
1742
1047
1000
5 醛 : ~1730cm-1, 共轭低波位移。
ACETALDEHYDE, 99% 90 895 3431 80 3000
70
乙醛
2844 2732 1427
60 %Transmittance
O CH3
ANISOLE, 99% 90
80
70 3034 3031
60 %Transmittance
50
1463
1298
3034 3031 3002
3002
2951
2836
1077
30
692 1041
40
2836 2951 1598 1495 1463
3000 2000 Wavenumbers (cm-1) 1598
苯环的相关峰 3100~3000 ， 1600~1450 ， 900~ 650 cm-1
IR的八大分区（cm-1）
Ⅰ 3750 ~ 3000 Ⅱ 3400 ~ 3000 Ⅲ 3000 ~ 2700 Ⅳ 2400 ~ 2100 Ⅴ 1900 ~ 1650 Ⅵ 1650 ~ 1500 Ⅶ 1500 ~ 1300 Ⅷ 1000 ~ 600
1.1 红外光谱及其表示法
红外谱图表示方法：
横坐标： λ（ μm ） λ是按 μm等间隔分度的，称为线性波长表示法。
ν （ cm-1）
ν 是按 cm-1等间隔分度的，称为线性波数表示法。
纵坐标： 百分透光率T % 吸光度 A
T~λ曲线
10 4 ν (cm −1 ) = λ ( μm)
T~
ν 曲线
1.1 红外光谱及其表示法
0.75 ~ 2.5μm 12820 ~ 4000cm-1 2.5 ~ 25μm 4000 ~ 400 cm-1 25 ~ 1000μm 400 ~ 10 cm-1
近红外区
(OH、NH、CH的倍频及组频区)