仪器分析课件：第十三章 紫外和红外吸收光谱法

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第十三章紫外和红外吸收光谱法

§13-1紫外光谱分析的基本原理§13-2紫外光谱与有机物分子结构的关系§13-3紫外光谱分析的应用§13-4红外光谱分析的基本原理§13-5典型红外谱带吸收范围§13-6红外光谱解析实例

试题2

§13-1紫外光谱分析的基本原理

紫外吸收光谱法（UltravioletSpectroscopy,UV）是基于物质对紫外光选择性吸收的分析方法。它广泛应用于定性分析、定量分析和有机化合物结构分析中。吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据。在无限连续的电磁波谱中，紫外光区位于X射线与可见光区之间，波长为10~400nm。可分为两个区段：

3

200nm以下为远紫外区。空气中的氮、氧、二氧化碳及潮气等均对这一波段的电磁波产生吸收，所以样品进行远紫外光测量时，仪器的光路系统必须抽真空，以排除上述气体干扰，因此该区段又称真空紫外区。

200~400nm范围称近紫外区。玻璃对于波长小于300nm的电磁波产生强吸收，所以在此区域测量所用的仪器，有关光学元件不能用玻璃，用石英代替。通常将200~300nm的电磁波称石英区。一般地，紫外光谱是指200~400nm的近紫外区的吸收曲线。4一、有机化合物电子跃迁的类型

有机化合物的紫外吸收光谱是由于分子中的价电子跃迁而产生。根据分子轨道理论，有机物分子中价电子的类型主要有三种，即σ电子、π电子和未成键的孤对电子（称为n电子或p

电子）。这些价电子具有的能量不同，分子在基态时各自处在成键轨道上。在一定条件下，价电子吸收了一定能量就会跃迁到具有较高能量的反键轨道上，并产生相应的紫外吸收光谱。这些反键轨道包括反键σ*轨道和π*轨道。5

化合物中不同种类的电子发生不同的跃迁，因而产生不同的吸收光谱。图13-1表明四种跃迁所需能量差ΔΕ由高到低的顺序：σ→

σ*>n→σ*>

π→

π*>n

→

π*。图13-1电子轨道跃迁示意图61.σ→

σ*跃迁这种跃迁需要的能量较高，一般发生在真空紫外区。饱和碳氢化合物有很强的σ→σ*跃迁所产生的吸收，例如，甲烷的λmax=125nm，乙烷的λmax=135nm。2.n

→

σ*跃迁这种跃迁产生的吸收光谱一般在200nm左右，偏于远紫外区。分子中含有杂原子S、N、O、Br、I等的饱和烃，可发生n→σ*跃迁。例如甲醇，n→

σ*所产生的吸收λmax=183nm，ε为1.5×102L·mol-1·cm-1

。又如一氯甲烷和三甲基胺跃迁的λmax分别为173nm和227nm。

7有些化合物的紫外吸收带虽然在远紫外区，但是一些吸收带的尾部可能进入近紫外区，并随着波长的减小而吸收强度增加，这种现象称为末端吸收。不少含孤对电子的饱和烃的n

→

σ*跃迁，可能产生末端吸收现象，末端吸收一般不用于定量测定。3.π→

π*跃迁这种跃迁产生于共轭烯烃分子，其吸收谱带的特征是吸收强度强，ε>104(如乙烯λmax=162nm,εmax为1×104L·mol-1·cm-1

)。吸收峰大都处于近紫外区，在200nm左右。吸收峰随着共轭链的增多往长波方向移动，称为红移。如丁烯λmax=185nm，丁二烯

8λmax=217nm。芳香族化合物的紫外光谱也出现π→π*跃迁的吸收带，在光谱上称为B带（苯型谱带）和E带（乙烯型谱带）。例如苯，B带的λmax=256nm，E带分为E1和E2带，E1带λmax=184nm，E2带λmax=204nm。4.n→

π*跃迁影响这种跃迁所需能量对应的吸收谱带一般处在近紫外区，即200~400nm。含杂原子的双键化合物，或者当有杂原子上的孤对电子与碳原子上的π*轨道，则可产生n→

π*跃迁吸收。由于这一跃迁是禁阻跃迁，所以吸收强度很弱，ε<102L·mol-1·cm-1。例如丙酮

9π→π*跃迁的λmax=194nm，εmax为9×103L·mol-1·cm-1

，而n→π*跃迁的λmax=280nm，εmax为22L·mol-1·cm-1

(溶剂环己烷)。二、紫外光谱吸收带及常见术语为了更好地利用吸收光谱进行定性分析和结构分析，在紫外光谱中根据电子及分子轨道的种类将吸收峰加以分类，以便于解析光谱。吸收峰对应的波长位置称为吸收带。

1.发色团能引起紫外光谱特征吸收，具有共价键10

的不饱和基团称为发色团，一般带有π电子。例如，乙烯基、羰基、亚硝基、乙炔基、偶氮基－N＝N－、腈基－C

N等。

2.助色团一些饱和原子基团本身在200nm以上没有吸收，但当它与发色团相连接时，可使发色团的最大吸收峰向长波方向移动，并且强度增加，这样的基团叫助色团。如－OH、－NH2、－Cl、－SH等，一般为带n电子的原子或原子团。

使吸收峰向长波方向移动的现象叫红移，11

反之称为蓝移；使吸收强度增加的现象称为增色效应，反之称为减色效应。123.吸收带类型（1）R吸收带由化合物的n→

π*跃迁产生的吸收带，即具有杂原子和双键的共轭基团。它的特点是n→

π*跃迁的能量小，处于长波方向，一般大于270nm，但跃迁几率小，吸收强度弱，一般ε<100。（2）K吸收带由共轭的π

→

π*跃迁产生的吸收带。它的特点是吸收峰的波长比R带短，跃迁几率大。吸收强度强，ε>104。K吸收带是共轭分子的特性吸收带，借此可判断化合物中的共轭结构。13（3）B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带，出现振动的精细结构的吸收。B带的精细结构常用来识别芳香族化合物。在非极性溶剂中测定时有精细结构，而在极性溶剂中精细结构消失。当芳环与发色团直接相连时会同时出现K、B两带(B带波长较长)，且B带产生红移。若分子中含有n电子，还会有R带同时出现。（4）E吸收带是芳香族化合物的特征吸收带，由两个吸收峰

14

在一定意义上，苯环又可以看成三个共轭的乙烯组成，而苯环中的这种乙烯键和共轭乙烯键引起的紫外吸收带分别称为E1和E2带，见图13-4。上面介绍的四种吸收带按能量高低排列，一般有E1＞E2≥K＞B＞R的顺序。注意:由于共轭效应和溶剂效应的存在，相应的吸收带会产生红移且强度增加。15三、溶剂效应由于溶剂的极性不同，对化合物的紫外光谱产生的影响也不同，这种影响称为溶剂效应。紫外光谱的测定，通常是在极稀的溶液中进行。同一种化合物在极性不同的溶剂中，紫外光谱就不同。主要表现在吸收峰产生位移、形状改变，有时还会影响吸收强度。最显著的效应是溶剂从非极性改为极性时，谱图的精细结构全部消失。一般说来，极性溶剂使π

→

π*跃迁的吸收带红移，而使

n

→

π*跃迁的吸收带紫移。16

造成这种影响的原因是：溶剂和溶质间形成氢键，也可能由于溶剂的偶极作用使溶质的极性增强。在π→π*跃迁中，激发态的极性比基态强，极性溶剂使激发态的能量降低程度较大，故π→π*

跃迁变得容易进行，即极性溶剂使其相应的吸收带产生红移。在n→π*跃迁中，基态的极性比激发态大，共用电子对在基态时与极性溶剂易形成稳定的氢键，从而使基态能量降低程度较大，激发态受其影响较小，二者能级差增大，跃迁不易进行，造成吸收带蓝移。

17

以上两种情况可用图13-5说明。18

例如，实验中发现，不同极性的溶剂对异丙叉丙酮的影响不同，如表13-1所示。表13-1不同极性溶剂对异丙叉丙酮紫外光谱的影响

19注意：1.所用的溶剂在测量波段内应是透明的，以免干扰被测物质的紫外光谱。常用溶剂及使用的有效范围见表13-2。2.所用溶剂对待测样品有足够的溶解度。3.配制的浓度要适当，光度测量范围应落在透光度20~80%（A=0.15~1.0）左右。2021

§13-2紫外光谱与有机化合物分子结构的关系

紫外光谱和有机化合物分子价电子跃迁密切相关。研究紫外光谱可以获得有机化合物分子结构的大量信息，特别是未知物分子中的发色系统和估计其共轭结构程度方面的内容。下面简介几类有机化合物的紫外光谱。一、非共轭体系的简单分子这类化合物包括饱和碳氢化合物及其有助色团取代的衍生物、含孤立发色团的化合物2223

前者，吸收峰红移。即使如此，大部分化合物的吸收带仍小于200nm，但卤原子取代后，吸收带红移较大。一方面显示了助色团的助色作用，同时也说明了随杂原子的半径增加，红移程度较大，甚至进入到近紫外区。具有孤立发色团的化合物常含有双键，其中有的还含有n电子。这类化合物将发生

→*

跃迁，n→*跃迁和n→*

跃迁。

可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320~

2500nm。

24紫外区：氢灯、氘灯。发射185~

400nm的连续光谱。二、共轭分子

1.共轭烯烃共轭烯烃

→

*

跃迁吸收峰比简单烯烃显著红移，吸收强度也增强。其原因可以用1,3-丁二烯与乙烯基态电子最高占有轨道能级与电子最低空轨道能级差(ΔE)相比较来说明(见图13-6)。从图可以看出，形成共轭烯烃后的

→

*跃迁实际上是

2→

3*跃迁，其能量差与简25

单双键的

→

*跃迁相比显著变小，故

max红移。实验结果证明：乙烯

max=165nm(

=104，丁二烯

max=217nm(

=2.1×104)。

Wood-Ward经验规则：用于估算共轭烯烃化合物的最大吸收波长。规则的出发点是以1,3-丁二烯为母体，其最大吸收波长基本值为214nm，再加上各取代基的类型、数目、位置以及溶剂等因素引起的修正值。26

表13-4计算取代共轭双烯紫外

max的伍德沃德规则（乙醇溶液）1.开链或异环未取代共轭双烯

max基本值

214nm如2.同环未取代共轭双烯

max基本值

253nm若为五元环或七元环的

max基本值分别为228及241nm3.处于共轭的额外双键（即每增加一个C=C）加30nm4.环外双键（指共轭体系的双键位于一环外，且与该环直接相连）加5nm5.取代基效应：－R(烷基取代）加5nm－O－COR0－OR加6nm－SR30nm－Cl,Br

加5nm－NR2加60nm溶剂校正值02728292.

,

-不饱和醛和酮孤立的碳碳双键

→

*跃迁吸收峰在165nm(

≈104)，孤立的C=O的

→

*跃迁在170nm(

≈104)。n→

*跃迁为275nm(

<100)。当二者共轭形成

,-不饱和醛及酮时，这些吸收带均红移，即

→

*跃迁在220~260nm(

≈104)，n→

*跃迁在在310~330nm附近(

<100)。图13-7示出丙酮(异辛醇溶液)、异丙叉丙酮(甲醇溶液)和巴豆醛(乙醇溶液)的紫外光谱。303.,-不饱和羧酸及其酯这类化合物的

→

*跃迁K带红移程度小于

,

-不饱和酮,max约为200~240nm，

>104。原因是可能存在如下的共轭现象：

由于存在这种共轭，羰基的亲电子性降低，即接受C=C上

电子，形成

→

*跃迁的能力降低，使

,

-不饱和酸及酯发生

→

*跃迁需要较大的能量，

max蓝移。31三、苯及其衍生物苯有三个吸收带，均由

→

*跃迁引起，分别称为E1、E2及B带。其中B带在气态或非极性溶剂中还有精细结构。但当苯环上有取代基时，B带简化，即精细结构消失，产生红移，同时强度增加。四、稠环芳烃及杂环化合物稠环芳烃如萘、蒽、菲化合物的紫外吸收光谱与苯很类似，也有E1、E2和B带，只是有一定程度的红移，且强度增加。

32

杂环化合物可以看作芳环上的一个－CH基团被杂原子取代后的产物。因此它不仅含有

→

*跃迁引起的吸收带，还有n→

*跃迁的吸收带，它的B带也有精细结构，吸收强度增加。33

§13-3紫外光谱的应用

紫外分光光度法可以对物质进行定性分析和结构分析，还可以进行定量分析和测定某些化合物的物理化学常数。由于有机化合物的紫外吸收光谱较简单，特征性不强，在定性分析方面的应用受到局限。因此，紫外光谱主要用于鉴定共轭发色团并配合其他手段来推知未知物结构。

34

图13-7紫外可见分光光度计35例1：如图是混合物中分离出的四种化合物的紫外光谱。已知这四种化合物结构如下，找出各结构式与光谱的对应关系。ABCDHOHOAcOC8H17C8H17C8H17C8H17ⅡⅢⅠⅣ图13-8四种化合物的紫外吸收光谱36解：A只有孤立双键，其

→

*跃迁

max在200nm以下。因图中（Ⅰ）

max〈200nm，故（Ⅰ）为化合物A。B的

max可以计算：基本值253nm

两个环外双键（2×5）10nm+)4个－R(4×5)20nm图中（Ⅱ）

max=280nm（283nm

），与B对应。按同样方法，可以判定曲线（Ⅲ）与C对应，曲线（Ⅳ）与D对应。例2：药物中杂质的检查。利用紫外光谱不仅可以检查药物中杂质，也可用于高纯化学试剂中杂质含量的监控。1337

§13-4红外光谱分析的基本原理

38

红外光谱分子除了吸收紫外光引起价电子的跃迁以外，还可以吸收红外辐射能引起振动能级和转动能级的跃迁，从而获得红外吸收光谱，又称振动-转动光谱。在红外光谱中，研究和应用最多的部分是中红外区，即波长在2.5~25m的区域。这部分区域对于有机化合物的测定有着重要的实用价值。39红外光谱图：峰数，峰位，峰形，峰强纵坐标为透光率；横坐标为波长(λ/μm)或波数(σ/cm-1)定性：基团的特征吸收频率—结构信息；定量：特征峰的强度；应用：有机化合物的结构解析。

40一、分子振动模型及红外活性红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴有转动能级跃迁）而产生，即分子中的原子以平衡位置为中心作周期性振动，其振幅非常小。这种分子的振动通常想象为一根弹簧联接的两个小球体系，称为谐振子模型。这是最简单的双原子分子情况，如图13-10所示。

双原子分子振动的总能量：E振=（V+1/2）hν式中：V是振动量子数；ν是基本振动频率。41根据虎克定律，可以得出成键双原子间的振动频率为，若以波数表示，则（13-2）式中，K：化学键力常数，μ：成键两原子的折合质量

由式（13-2）可以看出，折合质量和键力常数是影响基本振动频率的直接因素。K越大，μ越小，化学键的振动频率越高，吸收峰将出现在高波数区；反之，则出现在低波数区。42

键类型－CC－>－C=C－>－C－C－键力常数15

179.5

9.94.5

5.6

峰位4.5m6.0m7.0m

化学键键强越强（即键力常数K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（短波长区）。KK表13-2某些键的键力常数（毫达因/埃）43例：由表中查知C=C键的K=9.5

9.9,令其为9.6,计算波数值KK正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652cm-1。讨论：红外光谱与结构分析

有机化合物由于分子结构不同，各基团在分子中所处化学环境各异，它们的键力常数和折合质量也有一定差异，因此它们就有不同的吸收频率，使红外光谱具有特征性。正是基于这一点，利用从红外光谱获得的大量信息来进行结构分析。

44

然而在一个多原子分子中，不仅基团内外的化学键之间相互影响，而且由于内部结构因素及外部化学环境的不同，其振动情况变得相当复杂。尽管多原子分子的振动情况复杂，但总可以分解为若干简单的基本振动，使其分别对应一个基本振动频率。由N个原子组成的非线性分子，基本振动数位3N－6，线性分子为3N－5，然而并非每个基本振动形式都能在红外光谱图中出现一个红外吸收峰。由于只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观察45

的红外谱带，所以，实际上吸收峰的数目远小于理论计算的振动数目。这种能引起偶极矩变化的振动称为红外活性，否则为非红外活性。二、红外光谱产生的条件和振动形式物质吸收红外辐射光必须具有下列条件：（1）红外辐射能恰好相当于物质振动能级跃迁所需的能量。（2）物质与红外辐射间应能相互作用，这种相互作用称为振动耦合。具有偶极矩变化的分子才有可能发生振动耦合，吸收红外辐射。46对称分子：没有偶极矩变化，非红外活性。如：N2、O2、Cl2

等。非对称分子：有偶极矩变化，有红外活性。如：H2O、HCl等。47

一般把分子的振动形式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。伸缩振动：指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中，键角并不发生改变。记为

。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用

s和

as表示。亚甲基的伸缩振动48

弯曲振动：指原子垂直于价键方向的振动，又称为变形振动，常用

表示。弯曲振动又分为面内和面外两种。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动。如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，非平面摇摆振动和卷曲振动为面外弯曲振动。亚甲基的变形振动49

讨论：红外光谱图

物质的分子是电中性的,由于各原子的价电子得失,引起不同程度的电负性,从而使分子显示一定程度的极性。此外，各原子在平衡位置附近不停地振动，会使分子产生瞬时偶极矩变化，这种偶极矩变化具有与振动相同的频率，当这种频率与外界辐射能的频率相同时，分子就会与辐射间产生偶极作用而接受外界辐射能，使自身振动能增加，加剧振动，并可能引起分子从基态到激发态的跃迁产生红外吸收峰。如果红外辐射的频率与分50

子偶极矩变化的频率不相同，这部分红外辐射就不会被吸收。当用频率连续变化的红外光照射某样品时，由于上述原因使某些频率的红外光被吸收而强度减弱，而另一些频率的光不被吸收，强度无变化。把红外光通过样品后强度减弱或无变化的情况用红外分光光度计记录下来，就得到了该试样的红外光谱图。

一般T%为10%的峰为强吸收(记为S)，T%在40%~60%为中等强度吸收(M)，60%~80%为弱吸收(W)。5152讨论：吸收峰的强度受振动能级的跃迁几率和振动过程中偶极矩变化两个因素影响。例如：从基态到第一激发态的跃迁几率较大，产生的吸收一般较强，称为基频吸收；从基态向第二激发态的跃迁，尽管偶极矩变化较大，但能级的跃迁几率小，因此产生的吸收一般都是弱峰，称为倍频吸收。注意：同是基频吸收，其中偶极矩变化大的，相应的峰较强。一般在化学键两端连接的原子电负性相差较大的，或分子的对称性较差、伸缩振动时的偶极矩变化较大的，产生的吸收峰较强。53三、影响基团频率的因素影响振动吸收频率的因素有两大类：一是外因，由测试条件不同造成的；二是内因，由分子结构不同所决定。

1.内部因素对基团频率的影响（1）电子效应电子效应是通过成键电子起作用，包括诱导效应（I），共轭效应（M）等。它们对基团频率影响的共同点都是由于化学键的电子云分布不均匀，造成键力常数改变而引起的。

54

在同一分子中，诱导效应和共轭效应往往同时存在，在讨论其对吸收频率的影响时，由效应较强者决定。该影响主要表现在C=O伸缩振动中。（a）诱导效应诱导效应沿分子中化学键（

键、

键）而传递，与分子的几何状态无关。和电负性取代基相连的极性共价键，如－CO－X，随着X基电负性增大，诱导效应增强，C=O的伸缩振动向高波数方向移动。55

例如：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（蓝移）。R-X：R-CORR-COHR-COClR-COF

C=O(cm-1)1715173018001920

丙酮中CH3为推电子的诱导效应（+I），使C=O成键电子偏离键的几何中心而向氧原子移动，C=O极性增强，双键性降低，C=O伸缩振动位于低频端。较强电负性的取代基（Cl、F）吸电子诱导效应（－I）强，使C=O成键电子向键的几何中心靠近，C=O极性降低，而双键性增强，

C=O

56

位于高频端。带孤对电子的烷氧基（OR）既存在吸电子的诱导（－I），又存在p-

共轭，－I影响较大，酯羰基的伸缩振动频率高于酮、醛，而低于酰卤。讨论：分析下列化合物中C=O频率的升高现象。57（b）共轭效应共轭效应常引起C=O双键的极性增强，双键性降低，伸缩振动频率向低波数位移。例如，下列化合物由于双键或苯环与C=O共轭，引起键力常数减小，频率降低。

C=O

：→降低注意：有时在化合物中，I效应与M效应同时存在，如果二者方向不一致，这时应考虑哪个效应起主导作用。例如，饱和酯的

C=O为1735cm-1，

58比酮（1715cm-1)高，就是由于I效应大于M效应，二者的净效应使得电子云密度由氧移向双键中间，使键力常数增加的缘故。（2）氢键羰基和羟基之间易形成氢键，使

C=O降低。例如，游离的羧酸

C=O在1760cm-1左右，而在液态或固态时，由于氢键形成了二聚体，结果

C=O都在1700cm-1左右。59(3)偶合效应适当结合的两个基团，若原来振动频率很接近，它们之间可能会产生相互作用从而使谱线裂分为二，一个高于正常频率一个低于正常频率，这种相互作用称为偶合效应。60（4）费米共振当一个振动的倍频与另一个振动的基频接近时，因发生相互作用而产生很强的吸收峰或者发生分裂，这种现象称为费米共振。例如：的

C=O为1773cm-1和1736

cm-1，就是由于

C=O（1774cm-1）和间的C-C弯曲振动（880~860cm-1

）的倍频发生费米共振，使C=O峰裂分。

影响基团吸收频率的原因除上述各点外，还有空间阻碍及环张力等因素，需视具体情况分析。612.外部因素对基团频率的影响外部因素主要指测定时物质的状态以及溶剂效应等因素。同一种化合物的气态和液态光谱，或者液态和固态光谱，以及采用不同溶剂时，均会造成谱图的差异，尤其在查阅标准谱图时更要注意这一点。例：H2O分子T62

§13-5典型红外谱带吸收范围

物质的红外光谱图是分子结构的反映，谱图中出现的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应，但是，多原子分子的红外光谱与其结构的对应关系相当复杂，难以用振动方程式计算解决，只能通过大量已知化合物的红外光谱，从中总结出各种基团吸收位置的规律。一、红外光谱的特征性基团特征频率（特征峰）：与一定63

结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键振动频率。例：2800

3000cm-1－CH3特征峰；1600

1850cm-1－C=O特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：－CH2－CO－CH2－1715cm-1酮－CH2－CO－O－1735cm-1酯－CH2－CO－NH－1680cm-1酰胺64

常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000

670cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：1．4000

2500cm-1X－H伸缩振动区（X：O、N、C、S）；2．2500

2000cm-1

叁键，累积双键伸缩振动区；3．2000

1500cm-1

双键伸缩振动区；4．1500

670cm-1X－Y伸缩振动，X－H弯曲振动区。65二、有机化合物分子中常见基团吸收峰（一）官能团区1．X－H伸缩振动区（4000

2500cm-1）（1）－O－H3650

3200cm-1

确定醇，酚，有机酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，3650-3580cm-1,峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽,3400-3200cm-1

。（2）饱和碳原子上的－C－H,3000cm-1以下66－CH32960cm-1

反对称伸缩振动

2870cm-1

对称伸缩振动－CH2－

2930cm-1反对称伸缩振动

2850cm-1

对称伸缩振动－C－H2890cm-1

弱吸收（3）不饱和碳原子上的=C－H（

C－H

）（3000cm-1以上）

苯环上的C－H3030cm-1

=C－H3040

3010cm-1

末端=CH23085cm-1

C－H3300cm-167（4）－N－H3500

3100cm-12．叁键（C

C和C=C=C）和累积双键伸缩振动区（2500

2000cm-1）（1）RCCH（2100

2140cm-1）

RCCR'

（2190

2260cm-1）

R=R'

时，无红外活性（2）RCN

非共轭2240

2260cm-1

共轭2220

2230cm-1

3．双键伸缩振动区（2000

1500cm-1

）68（1）RC=C，1620

1680cm-1

强度弱，

R=（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃的C=C键伸缩振动（16001450cm-1）

苯衍生物在1650

2000cm-1，出现C－H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。（3）C=O（1900

1650cm-1）69碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。讨论：醛，酮的区分？脂肪族饱和醛羰基在1740

1720cm-1，而不饱和醛波数较低。醛的C－H伸缩振动在2830和2720cm-1。4.X－Y伸缩振动，X－H变形振动区(1500-670cm-1)

指纹区(1350

650cm-1),较复杂。C－H，N－H的变形振动；C－O，C－X的伸缩振动；C－C骨架振动等。精细结构的区分。

（1）1500-1300cm-1

δC-H-CH31380和1450cm-1两个峰70

异丙基：1450cm-1

，1380cm-1

分裂为两个强度相等的吸收峰；叔丁基：1450cm-1

，1380cm-1

分裂为两个吸收峰，低波数峰的强度是高波数的两倍(2)1300-910cm-1:γC-O

醇类：伯醇1065-1015cm-1

，仲醇1100-1010cm-1

，叔醇1150-1100cm-1

酚：1220-1130cm-1(s)

酯：1250-1150(s)cm-1,1140-1030cm-1(w)

醚：1150-1060cm-1(s)71(3)1000-650cm-1：

a.RC＝CR'反式构型990-970cm-1

顺式构型690cm-1b.苯环上的取代：72三、分子的不饱和度：该化合物在组成上与饱和化合物相差成对的一价元素（H）的数目。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。计算:若分子中仅含一、二、三、四价元素（H、O、N、C），则可按下式进行不饱和度的计算：

73n4、

n3、

n1

分别为分子中四价、三价、一价元素数目。作用:由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键、三键、环、芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：

C9H8O2

=1+9

+（0－8）/2=674图13-12重要有机化合物的红外吸收范围75

§13-6红外光谱解析实例

一、红外谱图解析基础知识(1)特征频率区：红外光谱中