红外光谱g课件

1、 1. 红外光谱基本原理红外光谱基本原理 2. 影响红外吸收频率的因素影响红外吸收频率的因素 3. 红外光谱的分区红外光谱的分区 4.各类化合物的红外特征光谱各类化合物的红外特征光谱 5. 红外光谱仪红外光谱仪 6. 红外的应用红外的应用 红外吸收：一定波长的红外光照射被研究物质的分子，红外吸收：一定波长的红外光照射被研究物质的分子， 若辐射能等于振动基态的能级与振动激发态的能级若辐射能等于振动基态的能级与振动激发态的能级 之间的能量差时，之间的能量差时， 分子可吸收红外光能量，由基态向激分子可吸收红外光能量，由基态向激 发态跃迁。发态跃迁。 红外的吸收也遵守红外的吸收也遵守Lamber-Be

2、er定律。定律。 近红外区：近红外区：12820 5000 cm-1 远红外区远红外区:40033cm-1 中红外区：中红外区：5000 400cm-1 2.1.1 红外光谱的产生红外光谱的产生 一个分子的总能量包括核能（一个分子的总能量包括核能（En）、分子的平动能）、分子的平动能 （Et）、电子能（）、电子能（Ee）、振动能（）、振动能（Ev）、和转动能（）、和转动能（Er） E En+ Et + Ee + Ev + Er 分子在辐射作用下能量的变化分子在辐射作用下能量的变化E为为 E= Ee +E v+ Er 分子的总能量 e-e- e-e- e- e- 1 2 3 1 2 3 振动能级

3、 转动能级 振动、转动跃迁示意图 电子能级 v j e- 1. 简谐振动光谱选律为简谐振动光谱选律为V=1的跃迁发生地几率最大的跃迁发生地几率最大,吸吸 收强度也最强收强度也最强,为本征跃迁为本征跃迁,本征跃迁产生的吸收带为本征跃迁产生的吸收带为基频基频 峰峰。 2. V=2或或3跃迁所产生的吸收带为跃迁所产生的吸收带为倍频峰，倍频峰，出现在强基出现在强基 频带频率的大约两倍处，为弱吸收。频带频率的大约两倍处，为弱吸收。 3. 合频带合频带：基频峰之间相互作用，形成频率等于两个基频之：基频峰之间相互作用，形成频率等于两个基频之 和或之差的峰。和或之差的峰。 合频带和倍频峰统称泛频峰合频带和倍频

4、峰统称泛频峰 4. 费米共振费米共振：基频和它自己或与之相连的另一化学键的：基频和它自己或与之相连的另一化学键的 某种振动的倍频或合频的偶合。某种振动的倍频或合频的偶合。 5. 振动偶合振动偶合：当分子中两个或两个以上相同的基团与同：当分子中两个或两个以上相同的基团与同 一原子连接时，其振动发生分裂，形成双峰，有伸缩一原子连接时，其振动发生分裂，形成双峰，有伸缩 振动偶合，弯曲振动偶合，伸缩与弯曲振动偶合。振动偶合，弯曲振动偶合，伸缩与弯曲振动偶合。 A A：双原子分子：伸缩振动：双原子分子：伸缩振动 B K：化学键的力常数；：化学键的力常数；v：伸缩振动的频率：伸缩振动的频率 结论结论: (

5、1)因K叁键K双键K单键，因此红外振动频率: 叁键 双键 单键 (2) 通常情况下,折合质量越大,红外波数越小. (3) 弯曲振动比伸缩振动容易,K值要小,因此弯曲振动吸 收在低波数区,伸缩振动位于高波数区. （4）与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸 收在高频区。 如;VC-H:3000cm-1; VO-H:30003600cm-1;VN-H:3300cm-1 多原子分子的振动要比双原子复杂，有多原子分子的振动要比双原子复杂，有3n-6（非线性分（非线性分 子）或子）或3n-5个振动（线性分子）自由度，对应于个振动（线性分子）自由度，对应于3n-6或或 3n-5个振动，并不是每个振动都

6、会产生红外吸收，只有个振动，并不是每个振动都会产生红外吸收，只有偶极距偶极距 发生变化的振动发生变化的振动才会产生红外吸收，这样的振动为才会产生红外吸收，这样的振动为红外活性振红外活性振 动动，振动过程中偶极距变化越大，吸收向高频移动，并且强度，振动过程中偶极距变化越大，吸收向高频移动，并且强度 增加。偶极距不发生改变的振动为增加。偶极距不发生改变的振动为红外非活性振动红外非活性振动，不产生红，不产生红 外吸收。外吸收。 非极性的同核双原子分子如：非极性的同核双原子分子如：O2，N2等无红外吸收等无红外吸收 在任何一个分子中都可以找到一个正电荷重心和一个负在任何一个分子中都可以找到一个正电荷重

7、心和一个负 电荷重心，正电荷重心和负电荷重心的距离称为偶极电荷重心，正电荷重心和负电荷重心的距离称为偶极 长，偶极距为分子的偶极长和偶极上一端电荷的乘积。长，偶极距为分子的偶极长和偶极上一端电荷的乘积。 +- HCl +- -C=O +- H-O- 沿沿轴轴振振动动，只只改改变变键键长长，不不改改变变键键角角 C C 对对称称伸伸缩缩振振动动( (s) ) ( (2 28 85 53 3 c cm m- -1 1) ) C C 不不对对称称伸伸缩缩振振动 动( (v as) ) ( (2 29 92 26 6 c cm m- -1 1) ) A 伸伸 缩缩 振振 动动 C CC CC C C

8、C 剪剪式式振振动动( (s s) )面面内内摇摇摆摆振振动动( () ) + + + + + 面面外外摇摇摆摆振振动 动( ( ) )( () )扭扭式式振振动动 面面 内内面面 外外 弯弯曲曲振振动动只只改改变变键键角角, ,不不改改变变键键长长 B 弯曲振动弯曲振动 面内弯曲振动的频率面内弯曲振动的频率面外弯曲振动的频率面外弯曲振动的频率 S = C = S+-+-+- S = C = S +-+- + + +- S = C = S +- + - + - S = C = S +- +- +- +- CS2的基本振动方式 伸缩振动伸缩振动 甲基：甲基： 变形振动变形振动 甲基甲基 对称对称

9、s s(CH(CH3 3)1380)1380-1 -1 不不对称对称as as(CH (CH3 3)1460)1460-1 -1 对称对称 不对称不对称 s s(CH(CH3 3) ) as as(CH (CH3 3) ) 2870 2870 -1 -1 2960 2960-1 -1 红外振动分为伸缩振动和弯曲振动，伸缩振动频率高于红外振动分为伸缩振动和弯曲振动，伸缩振动频率高于 弯曲振动，对称振动频率低于不对称振动频率，只有偶弯曲振动，对称振动频率低于不对称振动频率，只有偶 极距变化的振动才有红外吸收，反之则无。键的振动频极距变化的振动才有红外吸收，反之则无。键的振动频 率与键常数、折合质量

10、有关。率与键常数、折合质量有关。 摩尔吸光系数摩尔吸光系数强度强度符号符号 200很强很强vs 75200强强s 2575中等中等m 525弱弱w 05很弱很弱vw 强度与偶极距变化有关，偶极距变化越大，吸收强强度与偶极距变化有关，偶极距变化越大，吸收强 度越大。一般来说，基团极性越大，在振动过程中度越大。一般来说，基团极性越大，在振动过程中 偶极距变化幅度越大，吸收强度越大。偶极距变化幅度越大，吸收强度越大。 诱导效应会影响基团极性，因此影响吸收。诱导效诱导效应会影响基团极性，因此影响吸收。诱导效 应使基团极性增强应使基团极性增强 ，吸收增强，反之则降低。，吸收增强，反之则降低。 氢键影响基

11、团的极化程度，因此吸收峰变宽增强。氢键影响基团的极化程度，因此吸收峰变宽增强。 振动偶合、费米共振振动偶合、费米共振 影响红外吸收强度的因素影响红外吸收强度的因素 化学键的振动频率不仅与其性质有关如成键原子的化学键的振动频率不仅与其性质有关如成键原子的 杂化方式，质量效应等，还受很多外部因素的影响。相同杂化方式，质量效应等，还受很多外部因素的影响。相同 基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。影响因素有关：基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。影响因素有关： 1. 质量效应质量效应 2.电子效应电子效应 内在因素内在因素 3.空间效应空间效应 4.氢键氢键 5.振动的偶合振动的偶合 外在因素外在

12、因素 分子中键的振动频率与化学键力常数成正比，与折合分子中键的振动频率与化学键力常数成正比，与折合 质量成反比。质量成反比。 同一周期，从左到右同一周期，从左到右X基的电负性增大，基的电负性增大，X-H键力常数键力常数 增大，振动波数增高。增大，振动波数增高。 同一主族，至上而下，同一主族，至上而下，X-H键力常数依次下降，折合键力常数依次下降，折合 质量增加明显，振动波数减小。质量增加明显，振动波数减小。 HF，HCl，HBr，HIH-O，H-F，H-N，H-C 表表 某些键的伸缩力常数（毫达因某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）埃） 键类型键类型 C C C =C C C 力常数力常数 15

13、17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位峰位 4.5 m 6.0 m 7.0 m 化学键键强越强（即键的力常数化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越大）原子折合质量 越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。 键型波数键型频率 B-H2400Al-H1750 C-H2900Si-H2150 N-H3400P-H2350 O-H3600S-H2570 F-H4000Cl-H2890 键型波数键型波数 CN22602220 C-O13001050 CC22202060 C-N14001020 C=O18501650 C-F

14、14001000 C=C16801600 C-Cl800600 C-C1250-1150C-Br600500 化学键的伸缩振动频率范围化学键的伸缩振动频率范围 a诱导效应诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动，供电子 基使吸收峰低频移动。 R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1850cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ; R-CONH2 C=0 1680cm-1 ; 供电子基：含供电子基：含N，S原子的官能团，烷基等原子的官能团，烷基等 吸电子基：卤素原子、含氧

15、原子官能团吸电子基：卤素原子、含氧原子官能团 共轭效应共轭效应: 共轭引起共轭引起C=O双键极性增强，双键性降低，双键极性增强，双键性降低， 吸收吸收频率降低，强度提高，共轭体系中的苯环或双键的频率降低，强度提高，共轭体系中的苯环或双键的 吸收频率也向低波数移动。吸收频率也向低波数移动。 C O H3CCH 3 C O CH 3 C O CH 3 C O 1715168516851660 CH3CN，（CH3）2C=CH-C N 22551637，2221 C O H3CCH 3 C O CH 3 C O CH 3 C O 1715168516851660 a . 空间障碍空间障碍: 大基团或

16、很多基团产生的位阻作用，迫使 邻 近基团间的键角变小或共轭体系之间单键键角偏转，使 基团振动频率和峰形发生变化。 C O CH3C O CH3 CH3 C O CH3 CH3 CH3 H3C 1663 cm-1 1686 cm-1 1693 cm-1 CH CH CH C H 1576cm -1 1611cm -1 1644cm - 1 1781cm -1 1678cm -1 1657cm -1 1651cm -1 2 2 2 2 (分子内氢键；分子间氢键分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影：对峰位，峰强产生极明显影 响，使伸缩振动频率向低波数方向移动，峰型变宽。响，使伸缩振动频

17、率向低波数方向移动，峰型变宽。 OCH 3 O C O H 3C H HO 3705-31252835O- H伸 缩 cm-1 cm-1 R HN O R NH O H H C=ON-HN-H 伸缩伸缩变形 游离 氢键 16903500 16503400 1620-1590 1650-1620 cm-1 cm-1 cm-1 cm-1 (a) 1.4% (b) 3.4% (c) 7.1% (d) 14.3% 正丁醇羟基的伸缩振动吸收位置正丁醇羟基的伸缩振动吸收位置 （氯苯中）（氯苯中） 分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时, 它们它们 之间发生

18、强相互作用之间发生强相互作用, 结果产生两个吸收峰结果产生两个吸收峰, 一个向高频移一个向高频移 动动, 一个向低频移动。一个向低频移动。 样品的制备方法，溶剂的性质，样品的物样品的制备方法，溶剂的性质，样品的物 态，结晶条件均会影响红外吸收。态，结晶条件均会影响红外吸收。 影响红外吸收的因素很多，电子效应，空间效影响红外吸收的因素很多，电子效应，空间效 应，氢键主要通过影响键的键力常数，从而影响应，氢键主要通过影响键的键力常数，从而影响 吸收频率。吸收频率。 常见的有机化合物基团频率出现的范围：常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 1300（官能团（官能团 区）区） 1300 650

19、 cm-1（指纹区）依据基团的振动形式，分为四个（指纹区）依据基团的振动形式，分为四个 区：区： (1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区（伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2)2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区三键，累积双键伸缩振动区 (3)2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区双键伸缩振动区 (4)1500 600 cm-1 XY伸缩，伸缩， XH变形振动区变形振动区 2.4.1. 第一峰区（第一峰区（40002500cm-1） XH 伸缩振动伸缩振动吸收范围。吸收范围。X代表代表O、N、C、S，对应醇、，对应醇、 酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃

20、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃 及饱和烃类的及饱和烃类的 O H、NH、CH 伸缩振动。伸缩振动。 (1). OH 醇与酚醇与酚：游离态：游离态36403610cm-1，峰形尖锐中等强度，峰形尖锐中等强度 缔合缔合3300cm-1附近，峰形宽而钝附近，峰形宽而钝 羧羧 酸酸：33002500cm-1，中心约，中心约3000cm-1,谱带宽谱带宽 (2) . NH 胺类：胺类： 游离：游离：35003300cm-1, 缔合缔合吸收位置降低约吸收位置降低约100cm-1 伯胺： 伯胺： 3500，3400cm-1，（吸收强度比羟基弱），（吸收强度比羟基弱） 仲胺：仲胺： 3400cm-1（吸

21、收峰比羟基要尖锐）（吸收峰比羟基要尖锐） 叔胺：无吸收叔胺：无吸收 酰胺：酰胺： 伯酰胺：伯酰胺：3350，3150cm-1 附近出现双峰附近出现双峰 仲酰胺：仲酰胺：3200cm-1 附近出现一条谱带附近出现一条谱带 叔酰胺：无吸收叔酰胺：无吸收 中等强度吸收中等强度吸收中等强度吸收中等强度吸收 铵盐铵盐: :铵盐铵盐中中N-H伸缩振动向低波数移动，位于更低波数伸缩振动向低波数移动，位于更低波数 32002200cm-1，出现强、宽散吸收带。，出现强、宽散吸收带。 伯铵盐：伯铵盐：32002250cm-1宽带宽带 26002500cm-1一个或几个中等强度吸收，泛频带一个或几个中等强度吸收，

22、泛频带 22002100cm-1弱谱带，或不出现弱谱带，或不出现 仲铵盐：仲铵盐：30002200cm-1强吸收，宽谱带强吸收，宽谱带 26002500cm-1有明显多重吸收带有明显多重吸收带 叔铵盐：叔铵盐：27002200cm-1宽谱带宽谱带 (3). CH 烃类：烃类：33002700cm-1范围，范围，3000cm-1是分界线是分界线。不饱和碳（三。不饱和碳（三 键、双键及苯环）键、双键及苯环）3000cm-1, 饱和碳（除三元环）饱和碳（除三元环）3000 炔烃炔烃：3300 cm-1，峰很尖锐，峰很尖锐,烯烃烯烃、芳烃：、芳烃：31003000 cm-1 饱和烃基饱和烃基：3000

23、2700 cm-1，四个峰，四个峰 CH3：2960（s）、）、2870 cm-1（m） CH2：2925（s）、）、2850 cm-1（s） CH：2890 cm-1 醛基醛基：28502720 cm-1，两个吸收峰，两个吸收峰 巯基巯基：26002500 cm-1，谱带尖锐，容易识别，谱带尖锐，容易识别 2.4.2.第二峰区（第二峰区（25002000 cm-1） 叁键、累积双键（叁键、累积双键（CC、CN、CC C、 NCO、NCS）谱带为中等强度吸收或弱吸收。）谱带为中等强度吸收或弱吸收。 CC: 22802100cm-1, 乙炔及全对称双取代炔在红外光乙炔及全对称双取代炔在红外光 谱

24、中观测不到。谱中观测不到。 CN: 22502240cm-1，谱带较，谱带较 CC 强。强。CN 与苯环与苯环 或双键共轭，谱带向低波数位移或双键共轭，谱带向低波数位移2030cm-1。 此外，此外，XH（X=B，P，Se，Si）键的伸缩振动也出现在）键的伸缩振动也出现在 此区域。此区域。 2.4.3.第三峰区（第三峰区（20001500cm-1） 双键的伸缩振动区双键的伸缩振动区,包括包括CO、CC、CN、NO，NH 。 1) CO伸缩振动伸缩振动 19001650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。 羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。羰基的吸收一般为最强峰或次

25、强峰。 变化规律：变化规律： 酰卤酰卤：吸收位于最高波数端，特征，无干扰。：吸收位于最高波数端，特征，无干扰。 酸酐酸酐：两个羰基振动偶合产生双峰，波长位移：两个羰基振动偶合产生双峰，波长位移6080 cm-1。 酯酯：脂肪酯：脂肪酯1735 cm-1，不饱和酸酯或苯甲酸酯低波，不饱和酸酯或苯甲酸酯低波 数位移约数位移约20 cm-1 羧酸羧酸：1720 cm-1，若在第一区约，若在第一区约 3000 cm-1出现强、宽吸收。出现强、宽吸收。 醛醛：在：在28502720 cm-1 范围有范围有 m 或或 w 吸收，出现吸收，出现12条谱带，结合此峰，条谱带，结合此峰， 可判断醛基存在。可判断

26、醛基存在。 酮：唯一的特征吸收带酮：唯一的特征吸收带 酰胺酰胺：16901630 cm-1 ，缔合态约，缔合态约 1650 cm-1 伯酰胺：伯酰胺：1690 cm-1（） ,1640 cm-1（） 仲酰胺：仲酰胺：1680 cm-1（），），1530 cm-1（），）， 1260 cm-1 （） 叔酰胺：叔酰胺：1650 cm-1 2). CC伸缩振动伸缩振动 16701600 cm-1 ，强度中等或较低。，强度中等或较低。 烯烃烯烃： 16801600 cm-1 芳环骨架振动芳环骨架振动：苯环、吡啶环及其它芳环苯环、吡啶环及其它芳环 16501450 cm-1 范围范围 苯苯： 1600，

27、1580，1500，1450 cm-1 吡啶吡啶：1600，1570，1500，1435 cm-1 呋喃呋喃：1600，1500，1400 cm-1 喹啉喹啉：1620，1596，1571，1470 cm-1 硝基、亚硝基化合物：强吸收硝基、亚硝基化合物：强吸收 脂肪族：脂肪族：15801540 cm-1，13801340 cm-1 芳香族：芳香族：15501500 cm-1，13601290 cm-1 亚硝基：亚硝基： 16001500 cm-1 3）N=O伸缩振动伸缩振动 4）C-N伸缩振动：位于伸缩振动：位于16801640 cm-1 5）胺类化合物）胺类化合物弯曲振动也出现在此区域：弯

28、曲振动也出现在此区域： NH2 位于位于16401560 cm-1，为，为 s 或或 m 吸收带。吸收带。 2.4.4. 第四峰区（第四峰区（1500600 cm-1） 指纹区指纹区 XC（XH）键的伸缩振动及各类弯曲振动）键的伸缩振动及各类弯曲振动 1）. CH 弯曲振动弯曲振动 烷烃烷烃： CH3 约约1450 cm-1、1380 cm-1 CH(CH3)2 1380 cm-1、1370 cm-1 C(CH3)3 1390 cm-1、1370cm-1 CH 1340 cm-1 （不特征）（不特征） 烯烃烯烃： 面内：面内：14201300 cm-1，不特征，不特征 面外：面外：100067

29、0 cm-1，容易识别，可用于判断取代情况。，容易识别，可用于判断取代情况。 芳环芳环： 面内：面内：1250950 cm-1范围，应用价值小范围，应用价值小 面外：面外：910650 cm-1，可判断取代基的相对位置，可判断取代基的相对位置 一取代一取代770730 cm-1，710690 cm-1 二取代二取代 邻：邻：770735 cm-1 对：对：860800 cm-1 间：间：900800 cm-1，810750 cm-1， 725680 cm-1 2）. CO 伸缩振动：伸缩振动： 13001000 cm-1 醇、酚：醇、酚： 12501000 cm-1，强吸收带。，强吸收带。 醇

30、醇：1200 cm-1，伯醇：，伯醇：1050 cm-1，仲醇：，仲醇：1100 cm-1 叔醇：叔醇：1150 cm-1 醚醚：COC伸缩振动位于伸缩振动位于 12501050 cm-1 ， 确定醚类存在的唯一谱带确定醚类存在的唯一谱带 酯酯：COC 伸缩振动位于伸缩振动位于13001050 cm-1 ， 2 -3条谱带，强吸收条谱带，强吸收 酸酐酸酐：COC 伸缩振动吸收带位于伸缩振动吸收带位于 13001050 cm-1 ， 强而宽强而宽 3). 其它键的振动其它键的振动 C-C：伸缩振动一般很弱，无鉴定价值：伸缩振动一般很弱，无鉴定价值 C-X：伸缩振动：伸缩振动 F：14001000

31、 cm-1 (ms) Cl: 800600 cm-1 (s) Br: 600500 cm-1 (s) I: 500 cm-1 (s) O-H：弯曲振动：面内（：弯曲振动：面内（1500-1300）面外（）面外（650cm-1） B-O：伸缩振动：伸缩振动 1500-1300 cm-1 （ms）B-C：1435 cm-1 Si-O-Si：11001000cm-1 基基 团团 吸吸 收收 带带 数数 据据 r ， ， （ 反反 ） r r 活活泼泼氢氢不不饱饱和和氢氢饱饱和和氢氢三三键键双双键键 伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动 含含氢氢化化学学键键 特特征征吸吸收收带带（伸伸缩缩振振动动）指指纹

32、纹吸吸收收带带 伸伸缩缩振振动动 变变形形振振动动 常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带 特征区特征区指纹区指纹区 500100015002000250030003500 C-H，N-H，O-H N-H C NC=N S-HP-H N-O N-N C-FC-X O-H O-H（氢键）（氢键） C=O C-C，C-N，C-O =C-H C-H C C C=C 3.3.1 红外光谱的八个峰区红外光谱的八个峰区 两种类型：色散型两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪）干涉型（傅立叶变换红外光谱仪） Nicolet公司的 AVATAR 360 FT-IR 干涉仪干涉仪 光源光源 样品室样品

33、室检测器检测器 显示器显示器 绘图仪绘图仪 计算机计算机 干涉图干涉图 光谱图光谱图 FTS 光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后， 包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的 谱图。谱图。 特点：特点：(1) 扫描速度极快扫描速度极快(1s)；适合仪器联用；适合仪器联用； (2)不需要分光，信号强，灵敏度很高；不需要分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。仪器小巧。 (1) 光源光源 (P 43) 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧

34、化钍烧结制成的中空或 实心圆棒，直径实心圆棒，直径1-3 mm，长，长20-50mm； 室温下，非导体，使用前预热到室温下，非导体，使用前预热到800 C； 特点：发光强度大；寿命特点：发光强度大；寿命0.5-1年；年； 硅碳棒：两端粗，中间细；直径硅碳棒：两端粗，中间细；直径5 mm，长，长20-50mm； 不需预热；两端需用水冷却；不需预热；两端需用水冷却； (2) 单色器单色器 光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光；光栅；傅立叶变换红外光谱仪不需要分光； (3) 检测器检测器 真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象真空热电偶；不同导体构成回路时的温差电现象 涂黑金箔接受红外辐射；涂黑

35、金箔接受红外辐射； 傅立叶变换红外光谱仪采用热释电傅立叶变换红外光谱仪采用热释电(TGS)和碲镉汞和碲镉汞(MCT) 检测器；检测器； TGS：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有：硫酸三苷肽单晶为热检测元件；极化效应与温度有 关，温度高表面电荷减少关，温度高表面电荷减少(热释电热释电)； 响应速度快；高速扫描；响应速度快；高速扫描； 1）气体）气体气体池气体池 2）液体：）液体： 液膜法液膜法难挥发液体（难挥发液体（BP80 C） 溶液法溶液法液体池液体池 溶剂：溶剂： CCl4 ， ，CS2常用。 常用。 3) 固体固体: 研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法） KBR压片法压片

36、法 薄膜法薄膜法 GC/FTIR（气相色谱红外光谱联用）（气相色谱红外光谱联用） LC/FTIR（液相色谱红外光谱联用）（液相色谱红外光谱联用） PAS/FTIR（光声红外光谱）（光声红外光谱） MIC/FTIR（显微红外光谱）（显微红外光谱）微量及微区分析微量及微区分析 饱和烃饱和烃 不饱和烃不饱和烃 醇酚醚醇酚醚 含羰基化合物含羰基化合物 含氮化合物含氮化合物 其他含杂原子有机化合物其他含杂原子有机化合物 金属有机化合物金属有机化合物 高分子化合物无机化合物高分子化合物无机化合物 振动类型：（振动类型：（CH3，CH2，CH）(CC,CH )，C-H伸缩、弯伸缩、弯 曲振动，曲振动，C-C

37、伸缩振动伸缩振动 C-H伸缩振动：伸缩振动：30002800，反对称频率大于对称。，反对称频率大于对称。 C-H弯曲振动：弯曲振动：1475700，1375，1450两峰可作为两峰可作为CH3存在的存在的 依据，依据， CH2的剪式振动峰为的剪式振动峰为1450，CH2的面外振动吸收出现在的面外振动吸收出现在 780-720，当当4个以上的亚甲基直线相连时，吸收在个以上的亚甲基直线相连时，吸收在722，随着数随着数 目的增多向高频移动目的增多向高频移动,可通过此峰判断亚甲基的数量，可通过此峰判断亚甲基的数量， 环烷烃变形振动：环烷烃变形振动：1020960之间，亚甲基的伸缩振动频率大于之间，亚

38、甲基的伸缩振动频率大于 直链烷烃，并裂分为两个峰。直链烷烃，并裂分为两个峰。14501440。 见见P48表表2-4 H C1385-1380cm-1 1372-1368cm-1 CH 3 CH 3 CH3 s s CC CC骨架振动骨架振动 1:11:1 1155cm1155cm-1 -1 11701170cmcm-1 -1 C CH 3 CH 3 1391-1381cm-1 1368-1366cm-1 4:5 4:5 1195 cm1195 cm-1 -1 C CH 3 CH 3 CH 3 1405-1385cm-1 1372-1365cm-1 1:21:2 1250 cm1250 cm-

39、1 -1 a)由于支链的引入，使由于支链的引入，使CH3的对称变形振动发生变化。的对称变形振动发生变化。 b)CCb)CC骨架振动明显骨架振动明显 c) CH2面外变形振动面外变形振动(CH2)n n，证明长碳链的存在。，证明长碳链的存在。 n=1 770785 cmcm-1 -1 （中 ） n=2 740 750 cm cm-1 -1 （中 ） n=3 730 740 cmcm-1 -1 （中 ） n 722 cm cm-1 -1 （中强 ） d) CH2和和CH3的相对含量也可以由的相对含量也可以由1460 cmcm-1 -1和 和1380 cm1380 cm-1 -1的峰 的峰 强度估算

40、强度估算强度强度 cmcm-1 -1 15001400 1300 正二十八正二十八 烷烷 cmcm-1 -1 150014001300 正十二正十二 烷烷 cmcm-1 -1 1500 1400 1300 正庚烷正庚烷 A.A.正辛烷正辛烷 B B、2-2-甲基庚烷甲基庚烷 2,2-2,2-二甲基己烷二甲基己烷 HC CH CC CC 伸缩伸缩 振动振动C H 变形变形 振动振动 a) C-H 伸缩振动伸缩振动( 3000 cmcm-1 -1) ) HC C H H C H C CH2 H 3080 cmcm-1 -1 3030 cmcm-1 -1 3080 cmcm-1 -1 3030 cm

41、cm-1 -1 3300 cmcm-1 -1 （ （C-HC-H） 3080-3030 cmcm-1 -1 2900-2800 cmcm-1 -1 3000 cmcm-1 -1 b) C=C 伸缩振动伸缩振动(1680-1630 cmcm-1 -1 ) ) 1660cmcm-1 -1 （ （C=CC=C） 分界线分界线 C C R1 H H R2 C C R1 R2 R3 H C C R1 R2 R3 R4 反式烯反式烯 三取代烯三取代烯 四取代烯四取代烯 1680-1665 cmcm-1 -1 弱，尖弱，尖 C C R1 HH R2 C C R1 H H H C C R1 R2 H H 顺式

42、烯顺式烯 乙烯基烯乙烯基烯 亚乙烯基烯亚乙烯基烯 1660-1630cmcm-1 -1 中强，尖中强，尖 分界线分界线1660cmcm-1 -1 顺强，反弱顺强，反弱 四取代（不与四取代（不与O，N等相连）无等相连）无（ （C=CC=C）峰 峰 端烯的强度强端烯的强度强，双键越向中心移动吸收强度越低，完全对，双键越向中心移动吸收强度越低，完全对 称的反式化合物无双键的伸缩振动吸收称的反式化合物无双键的伸缩振动吸收 共轭使共轭使（ （C=CC=C）下降 下降20-30 cmcm-1 -1 CCRH CCR2R1 C C C C 2140-2100cmcm-1 -1 （中强） （中强） 2260-

43、2190 cmcm-1 -1 （弱） （弱） c) C-H 变形振动变形振动(1000-700 cmcm-1 -1 ) ) 面内变形 （=C-H）1400-1420 cmcm-1 -1 （弱） （弱） 面外变形 （=C-H） 1000-700 cmcm-1 -1 （有价值）见 （有价值）见P50P50表表2-62-6 C C CC R1 H H R2 C C R1 R2 R3 H C C R1 R2 R3 R4 RH （=C-H） 970 cmcm-1 -1（强） （强） 790-840 cmcm-1 -1 （820 cmcm-1 -1） ） 610-700 cmcm-1 -1（强） （强）

44、C C R1 HH R2 C C R1 H H H C C R1 R2 H H CCR2R1 （=C-H） 800-650 cm-1 （ 690 cm-1） 990 cm-1 910 cm-1 （强）（强） 890 cmcm-1 -1（强） （强） 1-己炔己炔 2-己炔己炔 苯环骨架（苯环骨架（C=C）振动，）振动，C-H伸缩、弯曲振动伸缩、弯曲振动 C-H伸缩振动：伸缩振动：30503010 C=C伸缩振动伸缩振动:16001450 cm-1，于，于1600，1580，1500， 1450附近出现附近出现34条谱带。条谱带。 C-H面内弯曲面内弯曲:1250-950 cm-1，在此范围干扰

45、大，价值小。，在此范围干扰大，价值小。 C-H面外弯曲：面外弯曲：900-650 cm-1 ，出现，出现1-2条强吸收谱带，泛频出条强吸收谱带，泛频出 现在现在20001660。 芳烃上基团的频率随取代基的不同而不同。见芳烃上基团的频率随取代基的不同而不同。见P52表表2-8 判断苯环的存在首先看判断苯环的存在首先看31003000及及16501450两个区域的两个区域的 吸吸 收峰是否同时存在，再观察收峰是否同时存在，再观察900650区域，以推测取代形式区域，以推测取代形式 4. 芳烃芳烃 C=C 16501450cm-1 （芳环碳碳骨架伸缩振动）（芳环碳碳骨架伸缩振动） 24个中强峰：个

46、中强峰：1500(强强)、1600(中中) =CH 31103010cm-1 C-H弯曲振动弯曲振动910650cm-1 2.5.4. 醇（醇（OH） a) -OH 伸缩振动伸缩振动(强吸收强吸收3600 cmcm-1 -1) b) C-O伸缩振动伸缩振动(最强吸收最强吸收12001100 cmcm-1 -1) ) C）OH弯曲振动（面内：弯曲振动（面内：15001250 cm-1 ），），650 cm-1 （面外）（面外） CC CC C OHC C 游 离 醇， 酚 伯-OH 3640cmcm-1 -1 仲-OH 3630cmcm-1 -1 叔-OH 3620cmcm-1 -1 酚-OH

47、3610cmcm-1 -1 （ （OH） （ （C-OC-O） 1050 cmcm-1 -1 1100 cmcm-1 -1 1150 cmcm-1 -1 1230 cmcm-1 -1 OH基特性基特性 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cmcm-1 -1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1 -1 分子内氢键：分子内氢键： 分子间氢键：分子间氢键： 多元醇（如1，2-二醇 ） 3600-3500 cmcm-1 -1 螯合键（和C=O，NO2等）3200-3500 cmcm-1 -1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cmcm-1 -1 分子间氢键随浓度而变，而分分子

48、间氢键随浓度而变，而分 子内氢键随浓度变化小。子内氢键随浓度变化小。 水（溶液）水（溶液）3710 cm-1 水（固体）水（固体）3300cm-1 结晶水结晶水 3600-3450 cm-1 3515cm-1 0 001M01M 01M 025M 10M 3640cm-1 3350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图图 2950cm-1 2895 cm-1 举例举例 2.5.5. 醚（醚（COC） as as 1275-1010cm cm-1 -1 （ （1250cmcm-1 -1 ） ） 脂肪族环的脂肪族环的C-O-C as as 1250-1060cm cm

49、-1 -1 两条谱带 两条谱带s 芳族和乙烯基的芳族和乙烯基的=C-O-C s s 1075-1020cmcm-1 -1 甲氧基：甲氧基： 脂族脂族 R-OCH3 s s (CH3) 2830-2815cmcm-1 -1 芳族芳族 Ar-OCH3 s s (CH3) 2850cmcm-1 -1 C-O-C伸缩振动：伸缩振动：12751060cm-1 ，强峰，强峰 丙醚丙醚 2-二甲基二甲基-2-丙醚丙醚 对甲基苯甲醚对甲基苯甲醚 C-O伸缩振动，伸缩振动，OH伸缩振动，苯环骨架振动伸缩振动，苯环骨架振动 苯酚苯酚 2.5.7. 含羰基化合物含羰基化合物 VC=O 1720 cm-1 ，不饱和酮

50、不饱和酮 VC=O 1675cm-1 VC=O 1725cm-1 VC-H 2850-2720cm-1 12条谱带条谱带 （鉴别（鉴别-CHO） 1) 醛醛 2）酮）酮 C=O伸缩振动吸收出现在：伸缩振动吸收出现在：19001600 丁醛丁醛 丁酮丁酮 VC=O 1740cm-1 VC-O-C 13001150（鉴定酯）（鉴定酯） VC=O 17701750cm-1（单体）（单体） ， 1710cm-1 （二聚体）（二聚体） VO-H 30002500 （二聚体）（二聚体） 3）酯）酯 4）羧酸）羧酸 920附近一宽峰是两分子缔合体附近一宽峰是两分子缔合体O-H非平面摇摆振动吸收非平面摇摆振动

51、吸收 羧酸盐：羧酸盐：1400，1610-1500两个峰，对称、不对称峰两个峰，对称、不对称峰 OCCH3 O VC=O 18601800cm-1 ， 18001750cm-1 两个偶合峰（特征）两个偶合峰（特征） VC-O-C 11701050 (开链酸酐开链酸酐) , 13101210cm-1 (环状酸酐环状酸酐) 脂肪族酰卤：脂肪族酰卤： VC=O 1800cm-1 芳香族酰卤芳香族酰卤 ：VC=O 17851765cm-1 5）酸酐）酸酐 6）酰卤）酰卤 酸酐和酰氯的红外光谱图酸酐和酰氯的红外光谱图 7) 酰胺酰胺 谱谱带带类类型型谱谱带带名名称称游游离离缔缔合合 （ （N N- -H

52、 H） 3 35 50 00 0 cm-1 3 34 40 00 0 cm-1 3 33 35 50 0- -3 31 10 00 0 几几个个峰峰 （ （C C= =O O） 酰酰胺胺谱谱带带1 16 69 90 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1 （ （N N- -H H） （面面内内） 酰酰胺胺谱谱带带1 16 60 00 0 cm-11 16 64 40 0 cm-1 （ （） 酰酰胺胺谱谱带带1 14 40 00 0 cm-1 伯伯 酰酰 胺胺 （ （N N- -H H） （面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1 （ （N N- -H H） 3 34

53、44 40 0 cm-1 3 33 33 30 0 cm-1 3070 cm-1（ （N N- -H H）（ （面面内内）倍倍频频 （ （C C= =O O） 酰酰胺胺谱谱带带1 16 68 80 0 cm-1 16 65 55 5 cm- （ （N N- -H H） （面面内内） 酰酰胺胺谱谱带带1 15 53 30 0 cm-1 15 55 50 0 cm- （ （） 酰酰胺胺谱谱带带1 12 26 60 0 cm-1 12 29 90 0 cm- （ （N N- -H H） （面面外外） 酰酰胺胺谱谱带带 7 70 00 0 cm-1 仲仲 酰酰 胺胺 ( (O OC CN N) )酰酰

54、胺胺谱谱带带 6 65 50 0 cm-1 （ （C C= =O O） 1 16 65 50 0 cm-11 16 65 50 0 cm-1 叔叔 酰酰 胺胺 （ （） 1 11 18 80 0- -1 10 06 60 0 cm-1 N-甲基丙酰胺甲基丙酰胺 乙酰胺乙酰胺 N-H伸缩、弯曲振动，伸缩、弯曲振动，C-N伸缩振动伸缩振动 特征吸收化合物吸收峰位置吸收峰特征 N-H伸缩振动 伯胺类3500-33002个峰，m 仲胺类3500-33001个峰，m 亚胺类3400-33001个峰，m N-H弯曲振动 伯胺类1650-1590m or s 仲胺类1650-1550vw C-N伸缩振动 伯

55、芳香胺1340-1250s 仲芳香胺1350-1280s 叔芳香胺1360-1310s 脂肪胺1220-1020， 1410 m, w w 氰基化合物的红外光谱图氰基化合物的红外光谱图CN=2275-2220cm-1 硝基化合物的红外硝基化合物的红外 光谱图光谱图 AS AS （N=ON=O）=1565-1545cm =1565-1545cm-1 -1 S S （N=ON=O）=1385-1350cm =1385-1350cm-1 -1 脂肪族脂肪族 芳香族芳香族 S S （N=ON=O）=1365-1290cm =1365-1290cm-1 -1 AS AS （N=ON=O）=1550-15

56、00cm =1550-1500cm-1 -1 1）含杂原子有机化合物（）含杂原子有机化合物（P69，表，表2-12） 2）金属有机化合物（）金属有机化合物（P70） 3）高分子化合物（）高分子化合物（P71） 4）无机化合物（）无机化合物（P73） 振振 动动 吸收吸收 峰峰 化合物化合物 C-H拉伸（或伸缩）拉伸（或伸缩） C-H弯曲弯曲 烷烃烷烃 2960-2850cm- 1 -CH2-, 1460cm-1 -CH3 , 1380cm-1 异丙基，两个等强度的峰异丙基，两个等强度的峰 三级丁基，两个不等强度的峰三级丁基，两个不等强度的峰 振振 动动 吸收吸收 峰峰 化合物化合物 C-H拉伸

57、拉伸 （或伸缩）（或伸缩） C=C，C C，C=C-C=C苯苯 环环(拉伸或伸缩拉伸或伸缩) C-H弯曲弯曲 烯烃烯烃 1680-16201000-800 RCH=CH2 1645（中）（中） R2C=CH2 1653（中）（中） 顺顺RCH=CHR 1650（中）（中） 反反RCH=CHR 1675（弱）（弱） 3000 （中）（中） 3100-3010 三取代三取代 1680（中（中-弱）弱） 四取代四取代 1670（弱（弱-无）无）四取代四取代 无无 共轭烯烃共轭烯烃与烯烃同与烯烃同向低波数位移，变宽向低波数位移，变宽与烯烃同与烯烃同 910-905强强995-985强强 895-885

58、强强 730-650弱且宽弱且宽 980-965强强 840-790强强 无无 强强 吸收峰吸收峰 化合物化合物 振动振动 C-H拉伸拉伸 （或伸缩）（或伸缩） C=C，C C，C=C-C=C 苯环苯环 C-H弯析弯析 炔烃炔烃 3310-3300 一取代一取代 2140-2100弱弱 非对称二取代非对称二取代2260-2190弱弱 700-600 3110-3010中中 1600中中670弱弱 倍频倍频 2000-1650 邻邻- 770-735强强 间间- 810-750强强 710-690中中 对对- 833-810强强 泛频泛频 2000-1660 取代芳取代芳 烃烃 较强较强 对称对

59、称 无无 强强 同芳烃同芳烃同芳烃同芳烃 1580弱弱 1500强强1450弱弱-无无 一取代一取代770-730， 710-690强强 二取代二取代 芳烃芳烃 类类 别别拉拉 伸伸 说说 明明 R-X C-F C-Cl C-Br C-I 1350-1100强强 750-700 中中 700-500 中中 610-685 中中 游离游离 3650-3500 缔合缔合3400-3200宽峰宽峰 不明显不明显 醇、酚、醇、酚、 醚醚 -OH C-O 1200-1000 不特征不特征 胺胺 RNH2 R2NH 3500-3400（游离）缔合降低（游离）缔合降低100 3500-3300（游离）缔合降

60、低（游离）缔合降低100 键和官能团键和官能团 类别类别拉拉 伸伸 (cm-1) 说说 明明 1770-1750（缔合时在（缔合时在1710） 醛、酮醛、酮 C=O R-CHO 1750-1680 2720 羧酸羧酸 C=O OH 酸酐酸酐 酰卤酰卤 酰胺酰胺 腈腈 气相在气相在3550，液固缔合时在，液固缔合时在 3000-2500（宽峰）（宽峰） C=O C=O C=O C=O 酯酯 1800 1860-1800 1800-1750 1735 NH2 1690-1650 3520，3380（游离）缔合降低（游离）缔合降低100 C N 2260-2210 键和官能团键和官能团 确定分子式和