总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰解读

1、红外波谱分子被激发后，分子中各个原子或基团（化学键）都会产生特征的振动，从而在特点的位置会出现吸收。相同类型的化学键的振动都是非常接近的，总是在某一范围内出现。常见官能团的红外吸收频率整个红外谱图可以分为两个区，40001350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，1350650处指纹区。通常，40002500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：- CC-，- CN, -C=C=C-, -C=C=O, -N=C=O等的伸缩振动吸收带。在1

2、900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。1350650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伸缩振动，面内弯曲振动，面外弯曲振动一、烷烃饱和烷烃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键的变形振动和C-C键骨架振动吸收。烷烃有下列四

3、种振动吸收。1、C-H在29752845 cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动2、C-H在1460 cm-1和1380 cm-1处有特征吸收，前者归因于甲基及亚甲基C-H的as，后者归因于甲基 C-H的s。1380 cm-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1380 cm-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1475 cm-1。异丙基 1380 cm-1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm-1、1375 cm-1 叔丁基 1380 cm-1 裂分1395 cm-1 、1370cm-1两个峰，后者强度

4、差不多是前者的两倍，在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。3、4、C-C在1250800 cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。 大于或等于4时，在722 cm-1有一个C-H分子中具有（CH2）n链节，n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、C=C-H 烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000 cm-1以上，末端双键氢 2在30753090 cm-1有强峰最易识别。16701620 cm-1。随着取代基

5、的不同，C=C2、C=C 吸收峰的位置在吸收峰的位置有所不同，强度也发生变化。3、C=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在15001000 cm-1，对结构不敏感，用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用，在1000700 cm-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和构型。RHC=CH2 995985cm-1（=CH，S） 915905 cm-1（=CH2，S） R1R2C=CH2 895885 cm-1（S）（顺）-R1CH=CHR2 690 cm-1 （反）-R1CH=CHR2 980965 cm-1（S） R1R2C=CHR3 840

6、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、C 该振动吸收非常特征，吸收峰位置在33003310 cm-1，中等强度。N-H值与C-H 值相同，但前者为宽峰、后者为尖峰，易于识别。 2、 CC 一般 C 键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃 C C 出现在21402100 cm-1，二元取代炔烃在22602190 cm-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， C C3、 C H 炔烃变形振动发生在680610 cm-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

7、。芳族化合物主要有三种特征吸收。1、Ar-H 芳环上C-H吸收频率在31003000 cm-1附近，有较弱的三个峰，特征C=C-H频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。 性不强，与烯烃的2、C=C 芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600，1585，1500，1450 cm-1，这是鉴定有无苯环的重要标志之一。3、Ar-H 芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。1275960 cm-1为Ar-H，由于吸收较弱，易受干扰，用处较小。另一处是900650 cm-1的Ar-H吸收较强，是Ar-H频率越高，识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰。取代基越多，见表3-10。若在16002000

8、 cm-1之间有锯齿壮倍频吸收（C-H面外和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 770730 cm-1（VS），710690 cm-1（S） 1,2-二取代苯 770735 cm-1（VS）1,3-二取代苯 810750 cm-1（VS）,725680 cm-1（mS）1,4-二取代苯 860800 cm-1（VS）五、卤化物随着卤素原子的增加，如C-X降低。C-F（11001000 cm-1）；C-Cl（750700 cm-1）；C-Br（600500 cm-1）；C-I（500200 cm-1）。此外，C-X吸收峰的频率容

9、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、醇和酚醇和酚类化合物有相同的羟基，其特征吸收是O-H和C-O键的振动频率。1、 O-H 一般在36703200 cm-1区域。游离羟基吸收出现在36403610 cm-1，峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710 cm-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35503200 cm-1。1,2-环戊二醇 顺式异构体 P470.005m

10、ol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）。0.04 mol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）3500cm-1(分子间氢键)。2、C-O和O-H C-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在14101100 cm-1处有C-O强吸收，当无其它基团干扰时，可利用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、醚和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11501060cm-1处，强度大，C-C骨架振动吸收也出现在此

11、区域，但强度弱，易于识别。醇、酸、酯、内酯的C-O吸收在此区域，故很难归属。八、醛和酮醛和酮的共同特点是分子结构中都含有（C=O），C=O在17501680cm-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：-+ A BC=O 键有着双键性 强的A结构和单键性强的B结构两种结构。共轭效应将使吸电子的诱导效应使C=O的吸收峰向高波数C=O吸收峰向低波数一端移动，方向移动。，不饱和的羰基化合物，由于不饱和键与C=O的共轭，因此C=O键的吸收峰向低波数移动C=O RCH=CHCOR'RCHClCOR' 16

12、851665cm-1 17451725cm-1苯乙酮 对氨基苯乙酮 对硝基苯乙酮C=O 1691cm-1 1677cm-1 1700cm-1 27002900cm-1 区域内，通常在2820 cm-1、2720 cm-1附近各有 一般在一个中等强度的吸收峰，可以用来区别醛和酮。九、羧酸1、O-H 游离的O-H在3550 cm-1，缔合的O-H在33002500 cm-1，峰形宽而散，强度很大。2、C=O 游离的C=O一般在1760 cm-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17251700 cm-1，如果发生共轭，则C=

13、O的吸收峰移到16901680 cm-1。3、4、C-O O-H 一般在14401395 cm-1，吸收强度较弱。 一般在1250 cm-1附近，是一强吸收峰，有时会和C-O重合。十、酯和内酯1、C=O 17501735 cm-1处出现（饱和酯C=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、C-O 一般有两个吸收峰，13001150 cm-1，11401030 cm-1十一、酰卤C=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C=O变小，处，一般在1800cm-1处，如果有乙烯基或苯环与C=O共轭，会使一般在17801740cm-1处。十二、

14、酸酐1、C=O 由于羰基的振动偶合，导致分别处在C=O有两个吸收，18601800 cm-1和18001750 cm-1区域，两个峰相距60 cm-1。2、C-O 为一强吸收峰，开链酸酐的C-O 在11751045 cm-1处，环状酸酐13101210 cm-1处。十三、酰胺1、C=O 酰胺的第谱带，由于氨基的影响，使得C=O向低波数位移，伯酰胺16901650 cm-1，仲酰胺 16801655 cm-1，叔酰胺16701630 cm-1。2、N-H 一般位于35003100 cm-1，伯酰胺 游离位于3520 cm-1和3400 cm-1，形成氢键而缔合的位于3350 cm-1和3180

15、cm-1，均呈双峰；仲酰胺 游离位于3440 cm-1，形成氢键而缔合的位于3100 cm-1，均呈单峰；叔酰胺无此吸收峰。3、N-H 酰胺的第谱带，伯酰胺N-H位于16401600 cm-1；仲酰胺15001530 cm-1，强度大，非常特征；叔酰胺无此吸收峰。4、C-N 酰胺的第谱带，伯酰胺14201400 cm-1，仲酰胺 13001260 cm-1，叔酰胺无此吸收峰。十四、胺1、N-H 游离位于35003300 cm-1处，缔合的位于35003100 cm-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，