红外谱图基础知识

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1、第一节：概述1、红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。红外光的能量(AE=0.05-1.0ev)较紫外光(△E=l・20ev)低，当红外光照射分子吋不足以引起分子中价电子能级的跃迁，而能引起分子振动能级和转动能级的跃迁，故红外吸收光谱又称为分子振动光谱或振转光谱。2、红外光谱的待点：待征性强、适用范围广。红外光谱对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性，构成化合物的原子质量不同、化学键的性质不同、原子的连接次序和空间位置不同都会造成红外光谱的差别。红外光谱对样品的适用性相当广泛，无论

2、固态、液态或气态都可进行测定。3、红外光谱波长覆盖区域：0.76mm~1000mm.红外光按其波长的不同又划分为三个区段。(1)近红外：波长在0.76・2.5mm之间(波数12820-4000cm-l)(2)中红外：波长在2.5-25mm(在4000-400cm-1)通常所用的红外光谱是在这一段的(2.5-15mm,即4000-660cmJ)光谱范围，本章内容仅限于中红外光谱。(3)远红外：波长在25~1000mm(在400-10cm-1)转动光谱出现在远红外区。4、红外光谱图：当物质分子中某个基团的振

3、动频率和红外光的频率一样时，分子就要吸收能量，从原来的振动能级跃迁到能量较高的振动能级，将分子吸收红外光的情况用仪器记录，就得到红外光谱图。5、红外光谱表示方法：(1)红外光谱图红外光谱图以透光率T%为纵坐标，表示吸收强度，以波长1(mm)或波数s(cm-1)为横坐标，表示吸收峰的位置，现主要以波数作横坐标。波数是频率的一种表示方法(表示每厘米长的光波中波的数目)。通过吸收峰的位置、相对强度及峰的形状提供化合物结构信息，其中以吸收峰的位置最为重要。(2)将吸收峰以文字形式表示：如下图可表示为,3525c

4、m-l(m),3097cm-l(m),1637cm-l(s)o这种方法指出了吸收峰的归属，带有图谱解析的作用。第二节各类化合物的红外光谱特征有机化合物的数目非常大，但组成有机化合物的常见元素只有10种左右，组成有机化合物的结构单元即称为基团的原子组合数目约有几十种。根据上述讨论，基团的振动频率主要取决于组成基团原子质量(即原子种类)和化学键力常数(即化学键的种类)。一般来说，组成分子的各种基团如C・H、C-N、C二C、C=O、C・X等都有特定的红外吸收区域(特征吸收峰)，根据特征吸收峰可以推断物质的结构

5、。所以，有必要对各类有机化合物的光谱特征加以总结。~、烷绘烷坯中只有C-H键组成的C-H,CH2,CH3基团，纯烷坯的吸收峰只有C-H的伸缩、弯曲振动和C・C骨架振动。1、vC-H烷炷的C-H伸缩振动频率般不超过3000cm-l,甲基和业甲基的C-H伸缩分别有对称和不对称振动相应出现四个吸收峰，甲基的C-H伸缩振动，对称的出现在2872cm-l,不对称的出现在2962cm-l；亚甲基的对称出现在2853cm-l,不对称的岀现在2926cm-lo一般不对称的吸收强度稍强，在高分辨的红外仪(光栅型)，可以在

6、2853-2962cm-1处，清楚地观察到这四个峰，而在低分辨的仪器中，两两重叠只能看到两个峰。如下图：注意：环丙烷的VC-H移向高频，出现在3080-3040cm-l(S)叔C-H的伸缩吸收很弱，（2890cm-l左右）通常消失在其它脂肪族的C-H吸收屮，对于鉴定分析用途不大。2、6C-H:C・H弯曲振动在1460cm-l和1380cm-l处有特征吸收，前者归于甲基及次甲基的不对称6C-H,后者归于甲基的6S1380cm-l峰对结构非常敏感，对于识别甲基很有用。（1）孤立甲基在1380cm-l附近出现

7、单峰，其强度对分子屮甲基数目的增多而增强，（2）偕二甲基-CH（CH3）2此峰变为双峰（1391-1380cm-l（S）和1372-1365cm-1（S））,而且两个峰的强度大约相等。1380cm・l附近出现双峰是验证分子中有偕二甲基的根据，（必须注意：环己烷醇、笛体和二菇类含有的乙酰氧基-00C-CH3,其中甲基在13804365cm-1出现双峰，不要误认为分子中有异丙基）。（3）叔丁基1380cm-1的峰也分裂为双峰，但这两个峰一强一弱（1380cm-2为弱峰，1365峰为强峰），足以与偕二甲基区分

8、。（4）当化合物具有四个以上邻接的CH2基团吋，几乎总是在（715-725,通常在720cm-l处）有谱带（CH2面内摇摆），它在鉴别上是有用的。3、C-C骨架振动在1250-800cm-1范围，因特征性不强用途不大。总结：dC-H1460,1380cm-l孤立的甲基一CH31380单峰C（CH3）21380双峰，强度1:1（1391-1380cm-l,1372-1365cm-1）-C（CH3）31380双峰，强度1:2（低频率为高频率峰强