总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰Word下载.docx
《总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰Word下载.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
700~500
整个红外谱图可以分为两个区，4000~1350区是由伸缩振动所产生的吸收带，光谱比较简单但具有强烈的特征性，1350~650处指纹区。
通常，4000~2500处高波数端，有与折合质量小的氢原子相结合的官能团O-H,N-H,C-H,S-H键的伸缩振动吸收带，在2500-1900波数范围内常常出现力常数大的三件、累积双键如：
-C≡C-，-C≡N,-C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。
在1900以下的波数端有-C=C-,-C=O,-C=N-,-C=O等的伸缩振动以及芳环的骨架振动。
1350~650指纹区处，有C-O,C-X的伸缩振动以及C-C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。
该区域各峰的吸收位置受整体分子结构的影响较大，分子结构稍有不同，吸收也会有细微的差别，所以指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。
有机化学有机化合物红外吸收光谱
σ伸缩振动，δ面内弯曲振动，γ面外弯曲振动
一、烷烃
饱与烷烃IR光谱主要由C-H键的骨架振动所引起，而其中以C-H键的伸缩振动最为有用。
在确定分子结构时，也常借助于C-H键的变形振动与C-C键骨架振动吸收。
烷烃有下列四种振动吸收。
1、σC-H在2975—2845cm-1范围，包括甲基、亚甲基与次甲基的对称与不对称伸缩振动
2、δC-H在1460cm-1与1380cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H的σas，后者归因于甲基C-H的σs。
1380cm-1峰对结构敏感，对于识别甲基很有用。
共存基团的电负性对1380cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475cm-1。
异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1
叔丁基1380cm-1裂分1395cm-1、1370cm-1两个峰，后者强度差不多是前者的两倍，在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。
3、σC-C在1250—800cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。
4、γC-H分子中具有—（CH2）n—链节，n大于或等于4时，在722cm-1有一个弱吸收峰，随着CH2个数的减少，吸收峰向高波数方向位移，由此可推断分子链的长短。
二、烯烃
烯烃中的特征峰由C=C-H键的伸缩振动以及C=C-H键的变形振动所引起。
烯烃分子主要有三种特征吸收。
1、σC=C-H烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm-1以上，末端双键氢在3075—3090cm-1有强峰最易识别。
2、σC=C吸收峰的位置在1670—1620cm-1。
随着取代基的不同，σC=C吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。
3、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm-1，对结构不敏感，用途较少；
而面外摇摆振动吸收最有用，在1000—700cm-1范围内，该振动对结构敏感，其吸收峰特征性明显，强度也较大，易于识别，可借以判断双键取代情况与构型。
RHC=CH2995~985cm-1（=CH，S）915~905cm-1（=CH2，S）
R1R2C=CH2895~885cm-1（S）
（顺）-R1CH=CHR2~690cm-1（反）-R1CH=CHR2980~965cm-1（S）
R1R2C=CHR3840~790cm-1（m）
三、炔烃
在IR光谱中，炔烃基团很容易识别，它主要有三种特征吸收。
1、σ该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300—3310cm-1，中等强度。
σN-H值与σC-H值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。
2、σ一般键的伸缩振动吸收都较弱。
一元取代炔烃
σ出现在2140—2100cm-1，二元取代炔烃在2260—2190cm-1，当两个取代基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。
当处于分子的对称中心时，σ为红外非活性。
3、σ炔烃变形振动发生在680—610cm-1。
四、芳烃
芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C=C键振动所引起。
芳族化合物主要有三种特征吸收。
1、σAr-H芳环上C-H吸收频率在3100~3000cm-1附近，有较弱的三个峰，特征性不强，与烯烃的σC=C-H频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。
2、σC=C芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600，1585，1500，1450cm-1，这是鉴定有无苯环的重要标志之一。
3、δAr-H芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。
1275—960cm-1为δAr-H，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。
另一处是900—650cm-1的δAr-H吸收较强，是识别苯环上取代基位置与数目的极重要的特征峰。
取代基越多，δAr-H频率越高，见表3-10。
若在1600—2000cm-1之间有锯齿壮倍频吸收（C-H面外与C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收），是进一步确定取代苯的重要旁证。
苯670cm-1（S）单取代苯770~730cm-1（VS），710~690cm-1（S）
1,2-二取代苯770~735cm-1（VS）
1,3-二取代苯810~750cm-1（VS）,725~680cm-1（m~S）
1,4-二取代苯860~800cm-1（VS）
五、卤化物
随着卤素原子的增加，σC-X降低。
如C-F（1100~1000cm-1）；
C-Cl（750~700cm-1）；
C-Br（600~500cm-1）；
C-I（500~200cm-1）。
此外，C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响，吸收峰位置变化较大，尤其是含氟、含氯的化合物变化更大，而且用溶液法或液膜法测定时，常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。
因此IR光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。
六、醇与酚
醇与酚类化合物有相同的羟基，其特征吸收是O-H与C-O键的振动频率。
1、σO-H一般在3670~3200cm-1区域。
游离羟基吸收出现在3640~3610cm-1，峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710cm-1）。
OH是个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200cm-1。
1,2-环戊二醇顺式异构体P47
0.005mol/L（CCl4）3633cm-1（游离），3572cm-1（分子内氢键）。
0.04mol/L（CCl4）3633cm-1（游离），3572cm-1（分子内氢键）~3500cm-1（分子间氢键）。
2、σC-O与δO-HC-O键伸缩振动与O-H面内弯曲振动在1410—1100cm-1处有强吸收，当无其它基团干扰时，可利用σC-O的频率来了解羟基的碳链取代情况（伯醇在1050cm-1，仲醇在1125cm-1，叔醇在1200cm-1，酚在1250cm-1）。
七、醚与其它化合物
醚的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动，出现在1150~1060cm-1处，强度大，C-C骨架振动吸收也出现在此区域，但强度弱，易于识别。
醇、酸、酯、内酯的σC-O吸收在此区域，故很难归属。
八、醛与酮
醛与酮的共同特点是分子结构中都含有（C=O），σC=O在1750~1680cm-1范围内，吸收强度很大，这是鉴别羰基的最明显的依据。
临近基团的性质不同，吸收峰的位置也有所不同。
羰基化合物存在下列共振结构：
AB
C=O键有着双键性强的A结构与单键性强的B结构两种结构。
共轭效应将使σC=O吸收峰向低波数一端移动，吸电子的诱导效应使σC=O的吸收峰向高波数方向移动。
α，β不饱与的羰基化合物，由于不饱与键与C=O的共轭，因此C=O键的吸收峰向低波数移动
σC=O1685~1665cm-11745~1725cm-1
苯乙酮对氨基苯乙酮对硝基苯乙酮
σC=O1691cm-11677cm-11700cm-1
σ一般在2700~2900cm-1区域内，通常在~2820cm-1、~2720cm-1附近各有一个中等强度的吸收峰，可以用来区别醛与酮。
九、羧酸
1、σO-H游离的O-H在~3550cm-1，缔合的O-H在3300~2500cm-1，峰形宽而散，强度很大。
2、σC=O游离的C=O一般在~1760cm-1附近，吸收强度比酮羰基的吸收强度大，但由于羧酸分子中的双分子缔合，使得C=O的吸收峰向低波数方向移动，一般在1725~1700cm-1，如果发生共轭，则C=O的吸收峰移到1690~1680cm-1。
3、σC-O一般在1440~1395cm-1，吸收强度较弱。
4、δO-H一般在1250cm-1附近，是一强吸收峰，有时会与σC-O重合。
十、酯与内酯
1、σC=O1750~1735cm-1处出现（饱与酯σC=O位于1740cm-1处），受相邻基团的影响，吸收峰的位置会发生变化。
2、σC-O一般有两个吸收峰，1300~1150cm-1，1140~1030cm-1
十一、酰卤
σC=O由于卤素的吸电子作用，使C=O双键性增强，从而出现在较高波数处，一般在~1800cm-1处，如果有乙烯基或苯环与C=O共轭，，会使σC=O变小，一般在1780~1740cm-1处。
十二、酸酐
1、σC=O由于羰基的振动偶合，导致σC=O有两个吸收，分别处在1860~1800cm-1与1800~1750cm-1区域，两个峰相距60cm-1。
2、σC-O为一强吸收峰，开链酸酐的σC-O在1175~1045cm-1处，环状酸酐1310~1210cm-1处。
十三、酰胺
1、σC=O酰胺的第ⅠⅡⅢ谱带，由于氨基的影响，使得σC=O向低波数位移，伯酰胺1690~1650cm-1，仲酰胺1680~1655cm-1，叔酰胺1670~1630cm-1。
2、σN-H一般位于3500~3100cm-1，伯酰胺游离位于~3520cm-1与~3400cm-1，形成氢键而缔合的位于~3350cm-1与~3180cm-1，均呈双峰；
仲酰胺游离位于~3440cm-1，形成氢键而缔合的位于~3100cm-1，均呈单峰；
叔酰胺无此吸收峰。
3、δN-H酰胺的第Ⅱ谱带，伯酰胺δN-H位于1640~1600cm-1；
仲酰胺1500~1530cm-1，强度大，非常特征；
4、σC-N酰胺的第Ⅲ谱带，伯酰胺1420~1400cm-1，仲酰胺1300~1260cm-1，叔酰胺无此吸收峰。
十四、胺
1、σN-H游离位于3500~3300cm-1处，缔合的位于3500~3100cm-1处。
含有氨基的化合物无论是游离的氨基或缔合的氨基，其峰强都比缔合的OH峰弱，且谱带稍尖锐一些，由于氨基形成的氢键没有羟基的氢键强，因此当氨基缔合时，吸收峰的位置的变化不如OH那样显著，引起向低波数方向位移一般不大于100cm-1。
伯胺3500~3300cm-1有两个中等强度的吸收峰（对称与不对称的伸缩振动吸收），仲胺在此区域只有一个吸收峰，叔胺在此区域内无吸收。
2、σC-N脂肪胺位于1230~1030cm-1处，芳香胺位于1380~1250cm-1处。
3、δN-H位于1650~1500cm-1处，伯胺的δN-H吸收强度中等，仲胺的吸收强度较弱。
4、γN-H位于900~650cm-1处，峰形较宽，强度中等（只有伯胺有此吸收峰）。
主要基团的红外特征吸收峰
基团
振动类型
波数（cm-1）
波长（μm）
强度
备注
一、烷烃类
CH伸
CH伸（反称）
CH伸（对称）
CH弯（面内）
C-C伸
3000～2843
2972～2880
2882～2843
1490～1350
1250～1140
3.33～3.52
3.37～3.47
3.49～3.52
6.71～7.41
8.00～8.77
中、强
分为反称与对称
二、烯烃类
C＝C伸
CH弯（面外）
单取代
双取代
顺式
反式
3100～3000
1695～1630
1430～1290
1010～650
995～985
910～905
730～650
980～965
3.23～3.33
5.90～6.13
7.00～7.75
9.90～15.4
10.05～10.15
10.99～11.05
13.70～15.38
10.20～10.36
中、弱
中
C＝C＝C为
2000～1925cm-1
三、炔烃类
C≡C伸
～3300
2270～2100
1260～1245
645～615
～3.03
4.41～4.76
7.94～8.03
15.50～16.25
四、取代苯类
泛频峰
骨架振动（
）
2000～1667
1600±
20
1500±
25
1580±
10
1450±
1250～1000
910～665
5.00～6.00
6.25±
0.08
6.67±
0.10
6.33±
0.04
6.90±
8.00～10.00
10.99～15.03
变
三、四个峰，特征
确定取代位置
邻双取代
间双取代
对双取代
1,2,3,三取代
1,3,5,三取代
1,2,4,三取代
﹡1,2,3,4四取代
﹡1,2,4,5四取代
﹡1,2,3,5四取代
﹡五取代
770～730
810～750
900～860
860～800
874～835
885～860
865～810
～860
12.99～13.70
12.35～13.33
11.12～11.63
11.63～12.50
11.44～11.98
11.30～11.63
11.56～12.35
～11.63
极强
五个相邻氢
四个相邻氢
三个相邻氢
一个氢（次要）
二个相邻氢
三个相邻氢与间双易混
一个氢
五、醇类、酚类
OH伸
OH弯（面内）
C—O伸
O—H弯（面外）
3700～3200
1410～1260
1260～1000
750～650
2.70～3.13
7.09～7.93
7.94～10.00
13.33～15.38
液态有此峰
OH伸缩频率
游离OH
分子间氢键
分子内氢键
OH弯或C—O伸
伯醇（饱与）
仲醇（饱与）
叔醇（饱与）
酚类（ФOH）
OH伸（单桥）
Ф—O伸
3650～3590
3500～3300
3570～3450
～1400
1125～1000
1210～1100
1390～1330
1260～1180
2.74～2.79
2.86～3.03
2.80～2.90
～7.14
8.89～10.00
8.26～9.09
7.20～7.52
7.94～8.47
锐峰
钝峰（稀释向低频移动*）
钝峰（稀释无影响）
六、醚类
C—O—C伸
1270～1010
7.87～9.90
或标C—O伸
脂链醚
脂环醚
芳醚
（氧与芳环相连）
C—O—C伸（反称）
C—O—C伸（对称）
＝C—O—C伸（反称）
＝C—O—C伸（对称）
1225～1060
1100～1030
980～900
1270～1230
1050～1000
～2825
8.16～9.43
9.09～9.71
10.20～11.11
7.87～8.13
9.52～10.00
～3.53
氧与侧链碳相连的芳醚同脂醚
O—CH3的特征峰
七、醛类
（—CHO）
C＝O伸
2850～2710
1755～1665
975～780
3.51～3.69
5.70～6.00
10.2～12.80
很强
一般～2820及～2720cm-1两个带
饱与脂肪醛
α，β-不饱与醛
芳醛
～1725
～1685
～1695
～5.80
～5.93
～5.90
八、酮类
C—C伸
泛频
1700～1630
1250～1030
3510～3390
5.78～6.13
8.00～9.70
2.85～2.95
很弱
脂酮
饱与链状酮
α，β-不饱与酮
β二酮
芳酮类
Ar—CO
1725～1705
1690～1675
1640～1540
1690～1680
5.80～5.86
5.92～5.97
6.10～6.49
5.88～6.14
5.92～5.95
C＝O与C＝C共轭向低频移动
谱带较宽
二芳基酮
1-酮基-2-羟基（或氨基）芳酮
脂环酮
四环元酮
五元环酮
六元、七元环酮
1670～1660
1665～1635
～1775
1750～1740
1745～1725
5.99～6.02
6.01～6.12
～5.63
5.71～5.75
5.73～5.80
九、羧酸类
（—COOH）
OH弯（面外）
3400～2500
1740～1650
～1430
～1300
950～900
2.94～4.00
5.75～6.06
～6.99
～7.69
10.53～11.11
在稀溶液中，单体酸为锐峰在～3350cm-1；
二聚体为宽峰，以～3000cm-1为中心
脂肪酸
R—COOH
α，β-不饱与酸
芳酸
1725～1700
1705～1690
1700～1650
5.80～5.88
5.87～5.91
5.88～6.06
氢键
十、酸酐
链酸酐
C＝O伸（反称）
C＝O伸（对称）
1850～1800
1780～1740
1170～1050
5.41～5.56
5.62～5.75
8.55～9.52
共轭时每个谱带降20cm-1
环酸酐
（五元环）
1870～1820
1800～1750
1300～1200
5.35～5.49
5.56～5.71
7.69～8.33
共轭时每个谱带降20cm-1
十一、酯类
C＝O伸（泛频）
～3450
1770～1720
1280—1100
～2.90
5.65～5.81
7.81～9.09
多数酯
C＝O伸缩振动
正常饱与酯
α，β-不饱与酯
δ-内酯
γ-内酯（饱与）
β-内酯
1744～1739
～1720
1750～1735
1780～1760
～1820
5.73～5.75
～5.81
5.71～5.76
5.62～5.68
～5.50
十二、胺
NH伸
NH弯（面内）
C—N伸
NH弯（面外）
1650～1550
1340～1020
900～650
6.06～6.45
7.46～9.80
11.1～15.4
伯胺强，中；
仲胺极弱
伯胺类
仲胺类
叔胺类
NH伸（反称、对称）
C—N伸（芳香）
3500～3400
1650～1590
3500—3300
1650—1550
1350—1020
1360～1020
2.86～2.94
6.06～6.29
2.86—3.03
6.06—6.45
7.41—9.80
7.35～9.80
中、中
强、中
极弱
双峰
一个峰
（脂肪与芳香酰胺数据类似）
C
升级会员 