红外光谱谱图解析

1、红外光谱谱图解析,北京大学化学学院 100871 翁诗甫 Tel:62754183 Email: wengsf,CH3-CH2-OH,未知物光谱,红外光谱都要哪些振动模式？ 红外谱带的强弱由哪些因素决定？ 红外谱带的位置（波数）由哪些因素决定？,红外光谱的振动模式主要有11种 红外谱带的相对强弱由基团振动的摩尔吸光系数的大小决定、由分子中这个基团的数量多少决定 A（）= a（）bc 红外谱带的位置（波数）由振动力常数决定，也就是由电子云密度的多少和电子云的密度分布情况来决定、由折合质量来决定,第一部分 红外光谱分析基础知识 第二部分 红外光谱谱图解析,第一部分 红外光谱分析基础知识,分子内部的

2、能级 谐振子 双原子分子振动的经典方程 分子的转动光谱 分子的振-转光谱 振动模式 倍频峰 合（组）频峰 振动耦合 费米共振 诱导效应 共轭效应 氢键效应 稀释剂效应 基团频率和指纹频率,分子内部的能级,分子是在不断地运动的，分子运动服从量子力学规律。分子运动的能量由平动能、转动能、振动能和电子能四部分组成。分子运动的能量 E 可以表示为： E = E平 E转 E振 E电 分子的平移运动可以连续变化，不是量子化的，没有能级变化，不产生光谱。分子的转动、振动和电子运动都是量子化的，转动和振动出现红外光谱，电子跃迁出现发射光谱,分子的量子化能级示意图 从左图可以看出：对于谐振子，两个振动能级之间是

3、等间距的；两个转动能级之间是不等间距的,谐振子 双原子分子两个原子核之间的振动可以简化成质量为 的单个质点的运动，可以近似地把这个质点看作是一个谐振子 谐振子只能在两个振动能级或转动能级之间跃迁,双原子分子振动的经典方程 (cm-1) ：谐振子基频振动吸收波数 ； C:光速；k：振动力常数； ： 双原子分子的折合质量， (m1 m2/ m 1 + m2),如果知道双原子分子的振动力常数k，可以计算出基频振动吸收波数(cm-1)；相反，如果知道基频振动吸收波数(cm-1)，就可以计算出力常数k 双原子分子的力常数k只与电子云密度和核电荷有关，而与质量无关。同种元素，k值相同。如O-H和O-D，k

4、值相同，折合质量不相同，基频振动频率不相同,分子的转动光谱,分子的转动光谱主要是指气体的转动光谱。由于气体中分子之间的距离很大，分子可以自由转动，吸收光辐射后，能观察到气体分子转动光谱的精细结构。液体中分子之间的距离很短，分子之间的碰撞使分子的转动能级受到微绕，因此观察不到液体分子转动光谱的精细结构。固体样品也观察不到转动光谱 气体分子的纯转动光谱大多数出现在微波区和远红外区 刚性双原子分子的纯转动光谱是一系列等间距的谱线,刚性双原子分子转动能级示意图,刚性双原子分子的纯转动光谱,分子的振-转光谱,把原子的振动看作谐振子，若振动能级由n0向n1跃迁，即当振动量子数由n0变到n1时，分子所吸收光

5、的波数等于谐振子的振动频率，这种振动叫作基频振动，基频振动的频率叫作基频 分子的振动能级间隔比转动能级间隔大得多，当分子吸收红外辐射，在振动能级之间跃迁时，不可避免地会伴随着转动能级的跃迁，因此，无法测得纯的振动光谱，实际测得的是分子的振动转动光谱,CO2气体的反对称伸缩振动区间的振转吸收光谱。 （A）0.125cm-1分辨率；（B）1cm-1分辨率；（C）4cm-1分辨率,振动时偶极矩变化平行于分子轴，只出现P支和R支,振动时偶极矩变化垂直于分子轴，出现P支、Q支和R支,CO2弯曲振动区的振-转谱带的精细结构（分辨率为0.125cm-1）,CO伸缩振动区振-转谱带的精细结构（分辨率为0.12

6、5cm-1）,振动时偶极矩变化平行于价键轴，只出现P支和R支,甲烷气体光谱 分辨率4cm-1 时为线状光谱,背景单光束光谱（水汽和CO2光谱，分辨率4cm1）,光学台中水汽和CO2的振-转光谱,水汽的吸收光谱（4cm-1），即水汽的振转光谱,谱带之间不等间距,振动时偶极矩变化平行于分子轴，只出现P支和R支,水分子（H2O）弯曲振动区振-转光谱的精细结构 （分辨率 4cm-1）,1595,振动模式,分子中不同的基团具有不同的振动模式，相同的基团（双原子除外）具有几种不同的振动模式 在中红外区，基团的振动模式分为两大类：伸缩振动和弯曲振动,伸缩振动 伸缩振动（双原子分子） 对称伸缩振动 反对称（不

7、对称）伸缩振动 弯曲振动 变角振动 剪式振动（三原子分子） 对称变角振动 反对称（不对称）变角振动 面内弯曲振动 面外弯曲振动 面内摇摆振动 面外摇摆振动 卷曲（扭曲）振动,伸缩振动 （Stretching Vibration） 伸缩振动时，基团中的原子沿着价键的方向来回运动，所以伸缩振动时，键角不发生变化 两个原子之间的伸缩振动 三原子以上的对称伸缩振动 三原子以上的反对称（不对称）伸缩振动,双原子的伸缩振动,丙酮C=O伸缩振动 1716 cm-1 甲基丙烯酸C=C伸缩振动 1637 cm-1,对称伸缩振动 （Symmetric Stretching Vibration）,直线型 弯曲型 C

8、O2的对称伸缩振动 亚甲基-CH2-的对称伸缩振动 1388cm-1（拉曼活性） 28535cm-1,平面型 四面体型 硝酸钠中的NO3 的对称伸缩振动 甲基-CH3的对称伸缩振动 1071cm-1（拉曼活性） 28725cm-1,四面体型 硫酸根SO42-的对称伸缩振动 983 cm-1（拉曼活性）,苯环、三嗪环、环己烷的呼吸振动，呼吸振动是对称伸缩振动的特例，呼吸振动是拉曼活性的,苯的拉曼光谱,反对称伸缩振动 （Asymmetric Stretching Vibration）,直线形三原子基团反对称伸缩振动 弯曲形三原子基团反对称伸缩振动 CO2 H2O，-CH2-，-NH2，-NO2,平

9、面形四原子基团反对称伸缩振动 四面体形五原子基团反对称伸缩振动 NO3，BO3，CO32 NH4+，SO42+，PO43+ ，SiO42-,弯曲振动 （Bending Vibration） 弯曲振动时，基团的原子运动方向与价键方向垂直。弯曲振动又细分为剪式变角振动，对称变角振动，反对称（不对称）变角振动，面内弯曲振动，面外弯曲振动，平面摇摆振动，非平面摇摆振动和卷式振动。除了摇摆振动外，其余振动键角都发生变化。,变角振动 （Deformation Vibration） 变角振动也叫变形振动，或弯曲振动。弯曲形三原子基团的变角振动也叫剪式振动（Scissor Vibration）。,线形三原子基

10、团的弯曲振动 弯曲形三原子基团的剪式振动 CO2 H2O，-CH2-，-NH2 ， -NO2,对称变角振动 （Symmetric Deformation Vibration ） 对称变角振动也叫对称弯曲振动，或叫对称变形振动。,角锥形基团对称变角振动 四面体基团对称变角振动 -CH3，NH3，-NH3+ NH4+，SiO42-，SO42-,PO43-,反对称（不对称）变角振动 （Asymmetric Deformation Vibration） 反对称变角振动也叫不对称变角振动，或叫反对称弯曲振动，或叫反对称变形振动。,角锥形基团反对称变角振动 四面体基团不对称变角振动 -CH3，NH3，-N

11、H3+ NH4+，SiO42-，SO42-,PO43-,面内弯曲振动 （In-plane Bending Vibration） 面内弯曲振动也叫面内变形振动（In-plane Deformation Vibration）或面内变角振动。,COH面内弯曲振动 苯环上的CH面内弯曲振动 四原子XY3平面形基团 1430 cm-1 1036 cm-1 面内弯曲振动,面外弯曲振动 （Out-of-plane Bending Vibration） 面外弯曲振动也叫面外变形振动（Out-of-plane Deformation Vibration）或面外变角振动。,COH面外弯曲振动 苯环上的 CH面外弯

12、曲振动 四原子XY3组成的平面形基团 940 cm-1 673 cm-1 面外弯曲振动,面内摇摆振动 （Rocking Vibration） 内面摇摆振动是指基团作为一个整体在分子的对称平面内，象钟摆一样左右摇摆 。,CH2基团的面内摇摆振动 - CH3基团的摇摆振动 730-720 cm-1 1040810 cm-1,面外摇摆振动 （Wagging Vibration） 面外摇摆振动是指基团作为一个整体在分子的对称平面内上下摇摆。,- CH2-的面外摇摆振动 RRC= CH2 分子 = CH2的面外摇摆振动 12001300 cm-1 8905 cm-1,卷曲振动 （Twisting Vib

13、ration） 卷曲振动是指三原子基团的两个化学键在三个原子组成的平面内一上一下地扭动，所以卷曲振动也叫扭曲振动。,结晶态长链脂肪酸CH2的卷曲振动 1300 cm-1左右,不同基团振动模式种类 CH3 5种（对称和反对称伸缩振动、对称和反对称变角振动、摇摆振动） CH2 6种（对称和反对称伸缩振动、变角振动、面内和面外摇摆振动、卷曲振动） CO3、NO3 4种 CO2 3种 SO4、PO4 ?种 C6H6 ?种 C-O-H ?种 H2O ?种,红外活性：振动时偶极矩发生变化 拉曼活性：振动时极化率发生变化 红外活性和拉曼活性：振动时偶极矩和极化率都发生变化 频率简并：对称性相同的同种基团的振

14、动频率完全相同时，发生简并，这时只出现一个振动谱带。当对称性破坏时，会出现多个振动谱带。,由N个原子组成的非线性分子，简正振动数目为3N-6个；线性分子为3N-5个 简正振动数目包括： 红外活性振动 拉曼活性振动 简并前的振动,倍频峰 （Overtone）,根据谐振子选择定则，谐振子只能在相邻的两个振动能级之间跃迁， 即n1。而且各个振动能级之间的间隔都是相等的 实际分子不是谐振子。量子力学证明，非谐振子的选择定则不再局限于n1。n可以等于其它整数，即n1，2，3，。也就是说，对于非谐振子，可以从振动能级n = 0向n = 2或n = 3，或向更高的振动能级跃迁。非谐振子的这种振动跃迁称为倍频

15、振动。倍频振动频率称为倍频峰,倍频峰又分为一级倍频峰、二级倍频峰等等。当非谐振子从n = 0向n = 2振动能级跃迁时所吸收光的频率称为一级倍频峰，从n = 0向n = 3振动能级跃迁时所吸收光的频率称为二级倍频峰 一级倍频峰很弱，二级倍频峰更弱,一级倍频峰的波数并非正好等于基频峰波数的两倍。一级倍频总是小于基频的两倍，这是因为非谐振子振动能级是不等距的，其能级间隔随着振动量子数n的增加而慢慢减小 在中红外区，倍频峰的重要性远不及基频振动峰。但在近红外区，观察到的都是倍频峰和合频峰,丙酮的红外光谱,1716X2=3432（ 3412）,合（组）频峰 （Combination Tone）,合频峰

16、也叫组频峰，合频峰又分为和频峰和差频峰。和频峰由两个基频相加得到，它出现在两个基频之和附近。差频峰则是两个基频之差，它出现在远红外区 和频峰的频率一定小于两个基频之和 产生和频的原因是，一个光子同时激发两种基频跃迁 在红外光谱中，和频峰是弱峰,碳酸钙的红外和拉曼光谱 （A）红外光谱；（B）拉曼光谱,143110882519（2511） 红外 拉曼 红外 1088713（716） = 1801（1795） 拉曼 红外(拉曼) 红外,A,B,硝酸钾的红外和拉曼光谱。（A）红外光谱；（B）拉曼光谱,10507161766（1766） 拉曼 拉曼 红外 两个红外吸收峰都非常弱，但和频峰比较强,一般说来

17、，在红外光谱中，两个强的基频振动吸收峰的加和，容易观察到和频峰 一个非常强的基频振动吸收峰与一个弱的基频振动吸收峰（拉曼强峰）的加和，有时也能观察到和频峰 两个弱的红外基频振动吸收峰（拉曼强峰）的加和，有时在红外光谱中也能观察到和频峰,振动偶合 （Vibration Coupling）,当分子中两个基团共用一个原子时，如果这两个基团的基频振动频率相同或相近，就会发生相互作用，使原来的两个基团基频振动频率距离加大，形成两个独立的吸收峰，这种现象称为振动偶合 偶合效应越强，偶合产生的两个振动频率的距离越大 红外活性的振动也可以与拉曼活性的振动发生偶合作用,伸缩振动之间的偶合 当一个基团存在两种或两

18、种以上振动模式时，如果其中两种振动频率相同或相近，这两种振动频率会发生偶合作用，产生两个独立的振动频率，其中一个高于原来的频率，另一个低于原来的频率 - CH2 - ，-CH3，-NH2，-NH3+，NH4+，-NO2，NO3 - ，-SO2，SO42-，-C-O-C-，-CO2-，CO32-，H2O，CO2等基团的偶合作用生成两个频率，分别为对称和反对称伸缩振动频率,CO2是直线型分子，由两个双键共享中间C原子，有两个C=O伸缩振动。这两个C=O伸缩振动频率完全相同，因此发生强烈偶合，产生两个振动频率，分别位于2349和1340 cm-1。前者是O = C = O的反对称伸缩振动，后者是O

19、= C = O的对称伸缩振动。,CO2的振动偶合作用示意图,伸缩振动和弯曲振动之间的偶合 C-O-H C-O伸缩振动和C-O-H面内弯曲振动 的耦合。如羧酸（1430；1300）、 醇（1500-1350；1100-1030）、酚 -C-NH- C-N伸缩和C-N-H面内弯曲的耦合 如蛋白质(酰胺III和酰胺II谱带）,1430；1300,1500-1350；1100-1030,C-OH伸缩1237,酰胺II C-N-H面内弯曲 1243 酰胺III C-N伸缩,弯曲振动之间的偶合 异丙基、叔丁基中的CH3对称弯曲之间耦合分裂成两个谱带,CH3对称弯曲之间耦合分裂成两个谱带,费米共振 （Fer

20、mi Resonance）,当分子中的一个基团有两种或两种以上振动模式时，一种振动模式的基频与另一种振动模式的倍频或合频相近时，就会发生费米共振。 费米共振的结果使基频与倍频或合频的距离加大，形成两个吸收谱带。 费米共振还会使基频振动强度降低，而原来很弱的倍频或合频振动强度明显增大或发生分裂。,红外活性的振动也可以与拉曼活性的振动发生费米共振。 费米共振作用也是一种振动偶合作用，只不过费米共振是在基频与倍频或合频之间发生偶合作用。,CO2对称伸缩振动与弯曲振动的倍频发生费米共振作用示意图,对苯 二甲醛 C6H4(CHO)2 2807，2758：醛基CH伸缩和面内弯曲倍频费米共振,诱导效应,当两

21、个原子之间的电子云密度发生移动时，引起力常数的变化，从而引起振动频率的变化，这种效应称为诱导效应。 当两个原子之间的电子云密度向两个原子中间移动时，振动力常数增加，振动频率向高频移动；当两个原子之间的电子云密度向某个原子方向移动时，振动力常数减小，振动频率向低频移动。,当电负性大的原子（如F、Cl、Br、O、N）与某个原子相连接时，电子云密度向这个原子的方向移动。当推电子基团（如CH3)与某个原子相连接时，电子云密度离开推电子基团。 相连原子的电负性越大，诱导效应越显著。 在红外光谱中，诱导效应普遍存在。许多基团频率的位移都可以用诱导效应得到合理解析。,共轭效应,许多有机化合物分子中存在着共轭

22、体系。 共轭体系导致红外谱带发生位移的现象称为共轭效应。 在红外光谱中，共轭效应普遍存在。许多基团频率的位移都可以用共轭效应得到合理解析。 共轭效应分为共轭效应、P共轭效应和超共轭效应。,共轭效应 在共轭体系中，参与共轭的所有原子共享所有的电子，电子云在整个共轭体系中运动。 共轭的结果使双键特性减弱，力常数减小，伸缩振动频率向低波数位移；单键力常数增大，伸缩振动频率向高波数位移。 共轭体系越大，共轭效应越显著 。,P共轭效应 如果与双键相连的原子的P轨道上有未成键的孤对电子，且P轨道与轨道平行，则出现P-共轭体系。 P-共轭使双键特性减弱，力常数减小，伸缩振动频率向低波数位移。相反，P-共轭使

23、单键伸缩振动频率向高波数位移。,P-共轭效应对C-O伸缩振动频率的影响,当体系中同时存在共轭效应和诱导效应时，振动频率升高或降低取决于哪种效应占主导地位,超共轭效应 超共轭效应有-、-P和- 最常见的超共轭效应是-共轭 超共轭效应由强到弱的顺序为-CH3、CH2、CH 丙烯分子中的甲基可绕C-C键旋转，旋转到某一角度时，甲基中的C-H 键与C=C的键在同一平面内，C-H键与键p轨道近似平行,形成-共轭体系，称为-超共轭体系 超共轭效应使C-H键电子云密度增大，CH3伸缩振动频率向高频移动 丙酮和3,3-二甲基丙烯酸乙酯的甲基伸缩振动向高频移动,丙酮的光谱,CH3COCH3,-,3,3-二甲基丙

24、烯酸乙酯 (CH3)2C=CH-COO-CH2CH3,-,H2CCl2,-P,超共轭效应是主要的，诱导效应是次要的,氢键效应,在许多有机、无机和聚合物分子中，存在-OH、-COOH、-NH和-NH2基团，有些有机化合物是盐酸盐（HCl）。在这些化合物中存在着分子间氢键或分子内氢键。 氢键的存在使红外光谱发生变化的现象称为氢键效应。 氢键越强，O-H 和 N-H 的伸缩振动谱带变得越宽，谱带向低频位移得越多。,辛酸的红外光谱,丙氨酸的红外光谱,磷酸二氢钠的红外光谱,稀释剂效应,当液体样品或固体样品溶于有机溶剂中时，样品分子和溶剂分子之间会发生相互作用，导致样品分子的红外振动频率发生变化 如果溶剂

25、是极性溶剂，且样品分子中含有极性基团，样品的光谱肯定会发生变化 溶剂的极性越强，光谱的变化越大,固体样品采用压片法测定红外光谱时，通常采用溴化钾粉末作为稀释剂。溴化钾分子的极性很强，肯定会影响样品分子中极性基团的振动频率，使极性基团的振动频率发生位移，而且还会使谱带变形 当有机化合物是盐酸盐（HCl）时，应采用氯化钾粉末压片,溴化钾和氯化钾压片法二甲基金刚烷胺盐酸盐（C12H21N.HCl）光谱的影响。（A）溴化钾；（B）氯化钾；（C）显微红外光谱法。,固态物质的光谱与固态物质在有机溶液中的光谱是有差别的，当需要鉴定两种样品是否为同一种物质，最好配成有机溶液测试,A和B是同一种有机化合物在不同

26、条件下结晶得到的晶体的显微红外光谱,A和B分别为两种晶体的氯仿溶液光谱，C是氯仿的光谱,基团频率和指纹频率,基团频率 不同分子中相同基团的某种振动模式，如果振动频率基本相同，总是出现在某一范围较窄的频率区间，有相当强的红外吸收强度，且与其它振动频率分得开，这种振动频率称为基团频率 基团频率受分子中其余部分影响较小，具有特征性，可用于鉴定该基团的存在 大多数特征基团频率出现在40001330cm-1之间,指纹频率 1330400cm-1区间称为指纹区 指纹区出现的频率有基团频率和指纹频率 指纹频率不是某个基团的振动频率，而是整个分子或分子的一部分振动产生的。分子结构的微小变化会引起指纹频率的变化

27、。 指纹频率没有特征性，但对特定分子是特征的 不能企图将全部指纹频率进行指认，将指纹频率全部指认是极大的错误,第二部分 红外光谱谱图解析,直链烷烃的特征吸收峰 烯烃的特征吸收峰 炔烃的特征吸收峰 芳香烃的特征吸收峰 醇和酚的特征吸收峰 酮类特征吸收峰 醛类特征吸收峰 羧酸类特征吸收峰 羧酸盐特征吸收峰 酯类特征吸收峰 酸酐特征吸收峰 醚的特征吸收峰 酰氯特征吸收峰,酰胺（仲酰胺蛋白质）特征吸收峰 氨基酸特征吸收峰 NH2的特征吸收谱峰 NH4+、NH3+、 NH2+和NH+的伸缩振动谱带特征 硝基NO2的有关振动频率 水H2O和重水D2O的特征吸收峰 S的有关振动频率 P的有关振动频率 有机硅

28、的有关振动频率 卤素的有关振动频率（与烷基C相连） 几种主要含氧酸根的特征吸收谱带 中红外各个区间的特征吸收谱带,直链烷烃的特征吸收峰 CH3反对称伸缩（2965） CH3对称伸缩（2875） CH3不对称变角（1460） CH3对称变角（1375） CH3摇摆（1050920） CH2反对称伸缩（2925） CH2对称伸缩（2855） CH2变角（1465） CH2面内摇摆（720） CH2面外摇摆（13851100） CH2扭曲（1300） CH伸缩（2890） C-C伸缩（11001020）,CH3和CH2的反对称和对称伸缩振动频率 位于3000-2800cm-1之间 CH3反对称伸缩（

29、2965） CH3对称伸缩（2875） CH2反对称伸缩（2925） CH2对称伸缩（2855） CH伸缩（2890）,十四烷CH3(CH2)12CH3,2957:CH3反对称伸缩振动 2924:CH2反对称伸缩振动 2872:CH3对称伸缩振动 2854:CH2对称伸缩振动 1467:CH2变角振动 1378:CH3对称变角振动 721:CH2面内摇摆振动,当CH3与不同原子相连时，对称和反对称 伸缩振动频率会发生位移 与N、O相连时向低频移动 与Cl相连，或与Cl、O间接相连，如丙酮（CH3-CO-CH3)、氯乙酰（CH3-CO-Cl)，向高频移动（超共轭效应-）,CH3-CH2-OH,C

30、H3-CH2-CH2-OH,超共轭效应-P,CH3-COO-CH2-CH3,- ,- ,CH3-COO-CH3,CH2:C(CH3)COOCH3,CH2:C(CH3)COO(CH2)3CH3,CH2与Cl、O相连时，反对称和对称伸缩振动向高频位移 这是由于超共轭-P引起的,超共轭-P,HOCH2CH2OH 超共轭-P,CH3不对称变角（1460） CH3对称变角（1375） CH2变角（1465） CH变角（1410左右）(CCH变角),CH3对称变角振动（1375）非常特征，基本不受其它峰的干扰 CH2变角振动（1465）和CH3不对称变角（1460）重叠在一起 CH2与双键、Cl、O相连时

31、，变角振动向低频位移 CH变角振动（1410左右）是指CCH面内弯曲振动，糖类都含有这个基团。这个谱带通常很弱，往往受其它谱带的干扰,1466: CH2变角 1413：-CH2变角 1459：CH3不对称变角 1379： CH3对称变角,CH3摇摆（1050920） CH2面外摇摆（13851100） CH2面内摇摆（720） CH2扭曲（1300） C-C伸缩（11001020）,CH3摇摆（1050920）属于弱吸收峰，受其它谱带干扰，无实用价值 CH2面外摇摆振动（13851100）属于弱 吸收峰，有多个CH2的直链脂肪族化合物中 出现多个间隔相等的吸收峰 CH2扭曲振动（1300）属于

32、弱吸收峰 CH2面内摇摆（720）属于弱吸收峰，但非常特征 C-C伸缩振动（11001020）吸收峰非常弱，没有特征性，但异丙基和叔丁基比较强,CH3摇摆（1050920）,乙酸甲酯CH3COOCH3,乙酸锂,乙酸钾,乙酸铜,CH3摇摆（1050920）,CH2面外摇摆（13851100） CH2面内摇摆（720） CH2扭曲（1300） 都是弱吸收峰,CH2扭曲（1340） CH2面外摇摆（1323-1185），8个吸收峰，CH2偶数时，峰个数 n/2 ；CH2奇数时，峰个数 （n+1）/2 CH2面内摇摆（716）,异丙胺 (CH3)2CHNH2 C-C-C反对称伸缩（1171） C-C-

33、C对称伸缩（1133）,甲基异丙基甲酮 (CH3)2CHCOCH3 C-C-C反对称伸缩（1194） C-C-C对称伸缩（1145）,过氧化氢叔丁基 (CH3)3COOH (CH3)2C反对称伸缩（1246） (CH3)2C对称伸缩（1193）,叔丁胺(CH3)3CNH2 (CH3)2C反对称伸缩（1245） (CH3)2C对称伸缩（1220）,烯烃的特征吸收峰 =CH2反对称伸缩（3080） =CH2对称伸缩（2990） =CH2变角（14201400） =CH2面外摇摆（900） =CH2扭曲（990） =CH伸缩（3020） C=C伸缩（17001620）,CH2:CHCH2OH =CH

34、2反对称伸缩（3084） =CH2对称伸缩（2986） =CH2变角（1424） =CH2面外摇摆（920） =CH2扭曲（994） =CH伸缩（3013） C=C伸缩（1646）,十四烷,十四烯1,十四烯1：CH3(CH2)11CH=CH2,=CH2反对称伸缩（3078） C=C伸缩（1641） =CH2扭曲（992） =CH2面外摇摆（909）,炔烃的特征吸收峰 C-H伸缩（3300cm-1左右） 强度高、尖锐，非常特征 CC伸缩（2300-2100cm-1） 对称取代时，CC伸缩振动红外无吸收 峰，拉曼峰很强；不对称取代时，吸收峰弱,丙炔醇 CH C-CH2OH C-H伸缩（3390cm

35、-1） CC伸缩（2120cm-1）,2-丁炔-1,4-二醇 HO-CH2-C C-CH2-OH,拉曼,红外,芳香烃的特征吸收峰 =CH伸缩（31003000） =CH面内弯曲（1300990） =CH面外弯曲（860670） C=C伸缩（16101370）,芳环=CH伸缩振动在31003000cm-1区间通常有1-3个吸收峰，较弱。峰的个数、位置和强度与取代基的个数、位置和性质有关 芳环骨架C=C伸缩振动在16101370cm-1区间有3组吸收峰，峰的位置和强度与取代基的个数、位置和性质有关。极少数芳环骨架振动吸收峰可以达到1650cm-1 在杂环骨架振动中，很难将C=C和C=N振动谱带分辨

36、清楚 芳环=CH面内弯曲（1300990）振动谱带的位置和强度受取代基的影响变化较大 芳环=CH面外弯曲（860670）出现1-2个峰，峰的位置和个数取决于取代基的位置和个数,苯,3090，3071，3036：=CH伸缩 1529，1479，1393：C=C骨架伸缩 1036：=CH面内弯曲 673：=CH面外弯曲,一氯代苯 =CH伸缩（3082、3069、3059） C=C伸缩（1583、1477、1445） =CH面内弯曲（1022） =CH面外弯曲（740、685） 倍频或和频：1943、1862、1785、1728,1,2,4-三氯代苯 =CH伸缩（3088、3008） =CH面内弯曲

37、（1035） =CH面外弯曲（814、677） C=C伸缩（1569、1457、1373） 倍频或和频：1885、1735、1622,醇和酚的特征吸收峰 O-H伸缩（醇3400-3230；酚3400-3245） C-OH伸缩（醇1100-1030；酚1280-1150） COH面内弯曲（醇15001350） COH面外弯曲（醇680620）,醇和酚的O-H伸缩振动谱带都是强的宽峰，醇的峰比酚宽 醇的C-OH伸缩（1100-1030）；酚的C-OH伸缩（1280-1150）。酚的波数比醇高，是因为共轭效应，使C-O键电子云密度增大 液体醇的C-OH伸缩振动（1100-1030），由于存在旋转异构

38、体，出现双峰 醇的COH面内弯曲振动谱带（15001350）弱，容易被掩盖，意义不大 醇的COH面外弯曲振动谱带（680620）是弱的宽峰，非常特征,甲醇CH3OH O-H伸缩（3347） C-OH伸缩（1029） COH面内弯曲（1420） COH面外弯曲（663）,乙醇 CH3CH2OH O-H伸缩（3336） C-OH伸缩（1090、1050） COH面内弯曲（1422） COH面外弯曲（663）,苯酚C6H5-OH O-H伸缩（3245） C-OH伸缩（1237） COH面内弯曲（无） COH面外弯曲（无）,酮类特征吸收峰 C=O伸缩（脂肪酮1716） （芳香酮1690-1650 ）

39、醌类化合物也属于酮类（1700-1630） 由于芳环与羰基共轭，羰基的电子云密度降低，C=O伸缩振动向低频移动,丙酮CH3COCH3,C=O伸缩 1716,苯乙酮 C6H5COCH3,二苯甲酮 C6H5COC6H5,对苯醌 O:C6H4:O,醛类特征吸收峰 C=O伸缩（脂肪醛1727；芳香醛17101630，芳环和羰基共轭，C=O伸缩振动频率向低频位移） 醛基-CHO中的C-H伸缩振动频率和C-H面内弯曲振动倍频发生费米共振，产生两条弱而尖锐的吸收峰（脂肪醛2810-2720；芳香醛2890-2820）,甲醛 HCHO（40%水溶液） 1029： C-O-C伸缩 实际上是三聚甲醛，为防止聚合，

40、应加入8%-12%甲醇,乙醛 CH3CHO（40水溶液） C=O伸缩（1716）,正丁醛 CH3(CH2)2CHO C=O伸缩（1729） 2719：醛基CH伸缩和面内弯曲倍频费米共振,苯甲醛C6H5CHO,2820，2738：醛基CH伸缩和面内弯曲倍频费米共振 1702：C=O伸缩,羧酸类特征吸收峰 O-H伸缩（34002200） C=O伸缩（脂肪1700；芳香16951660） C-OH伸缩（1300） COH面内弯曲（1430） COH面外弯曲（950900）,羧酸以二聚体形式存在，氢键非常强，O-H伸缩是弥散的宽峰（34002200），在3400cm-1处没有吸收峰 氢键使脂肪羧酸C=

41、O伸缩振动频率从1760位移至1700；共轭又使芳香羧酸C=O伸缩振动频率位移至16951660 P-共轭使C-O电子云密度增大，C-OH伸缩向高频位移至1300 COH面内弯曲（1430）出现在碳氢弯曲振动吸收区，有时难以分辨 COH面外弯曲（950900）在羧酸光谱中比较特征,癸酸CH3(CH2)8COOH,3400-2200:OH伸缩 1700：C=O伸缩 1432：COH面内弯曲 1299：C-OH伸缩 935：COH面外弯曲,苯甲酸 C6H5COOH O-H伸缩（34002400） C=O伸缩（1688） C-OH伸缩（1294） COH面内弯曲（1428） COH面外弯曲（935）

42、,羧酸盐特征吸收峰 COO反对称伸缩（16201540） COO对称伸缩（14201390）,在羧酸盐中，C=O已不存在，COO中的两个CO键是等价的，出现COO反对称伸缩（16201540）和COO对称伸缩（14201390）。前者很强，非常特征；后者较弱，出现在碳氢弯曲振动吸收区，有时难以分辨,COO反对称伸缩和对称伸缩振动频率之差与金属离子的配位方式有关。单齿配位、双齿配位和桥式配位时，两个频率之差分别为：200波数以上、几十波数、150波数左右,单齿配位 双齿配位 桥式配位,乙酸铜180 单齿配位,乙酸锰154 桥式配位,乙酸银106 双齿配位,硬脂酸钾CH3(CH2)16COOK,1

43、561：COO反对称伸缩 1426：COO对称伸缩 相差135cm-1，桥式配位,苯甲酸钠 1555：COO反对称伸缩 1417：COO对称伸缩,酯类特征吸收峰 C=O伸缩振动（17801680） C-O-C反对称伸缩（脂肪12401160，芳香12901270） C-O-C对称伸缩（脂肪10501000，芳香12501110）,诱导效应使脂肪类酯羰基C=O伸缩振动频率（1735左右）比醛、酮高 共轭效应使芳香酯羰基C=O伸缩振动频率向低频移动（1725左右） 共轭效应使酯C-O-C的两个C-O不等价。实际上，反对称伸缩是共轭的C-O伸缩振动，对称伸缩是不共轭的C-O伸缩振动,乙酸乙酯CH3C

44、OOCH2CH3,乙酸乙酯 1743:C=O伸缩 1241：C-O-C反对称伸缩 1047：C-O-C对称伸缩,苯甲酸甲酯 C=O伸缩振动（1724） C-O-C反对称伸缩（1279） C-O-C对称伸缩（1112）,酸酐特征吸收峰 两个C=O伸缩振动发生耦合，分裂为两个吸收峰（18801785；18101725） C-O-C伸缩（开链11301000，环状1210）,酸酐的两个羰基C=O伸缩振动频率完全相同，虽然它们之间隔着一个O原子，但还是发生耦合作用，分裂为两个吸收峰。由于耦合作用不是很强，这两个峰相距50-70cm-1 酸酐的C=O伸缩振动频率在1800以上，高于酯羰基，是因为与C相连

45、的O原子少了推电子的烷基，使O原子的诱导效应更强，C=O双键上的电子云进一步向C原子移动,乙酸酐 (CH3CO)2O 1827：CO伸缩 1755：CO伸缩 1126：COC伸缩,苯甲酸酐,硬脂酸酐,丁二酸酐,甲基丙烯酸酐,醚的特征吸收峰 C-O-C反对称伸缩（芳香1240） C-O-C对称伸缩（芳香1040） C-O-C伸缩（脂肪11251110）,饱和脂肪醚在1120cm-1左右出现宽的强吸收峰，这个峰主要是C-O-C反对称伸缩振动。因为C-O-C反对称和对称伸缩振动频率只相差50cm-1左右，C-O-C对称可能被掩盖住而难以分辨，也可能是由于C-O-C对称伸缩吸收峰很弱，不易观察到的缘故

46、 芳香醚由于共轭效应，C-O-C的两个C-O不等价。实际上，反对称伸缩（1240）是共轭的C-O伸缩振动，对称伸缩（1040）是不共轭的C-O伸缩振动,乙醚CH3CH2OCH2CH3,乙醚 CH3CH2OCH2CH3 1123：C-O-O反对称伸缩,丙醚 CH3CH2CH2OCH2CH2CH3 1121：C-O-O反对称伸缩,丁醚 CH3(CH2)3O(CH2)3CH3 1123：C-O-O反对称伸缩,苯甲醚 1247：C-O-O反对称伸缩 1040：C-O-C对称伸缩,酰氯特征吸收峰 C=O伸缩振动（脂肪1805；芳香18101750） C-Cl伸缩（950-850） C-Cl弯曲振动（65

47、0-600）,酰氯分子中的Cl原子具有非常强的诱导效应，使C=O键上的电子云移向C原子，C=O伸缩频率向高频移动（脂肪1805；芳香18101750） 酰氯分子中的Cl原子上有孤对电子，共轭效应使C-Cl键上的电子云密度增大，C-Cl伸缩向高频位移至950-850cm-1 若C-Cl伸缩频率的一级倍频与C=O伸缩振动频率相近，则发生费米共振，使原来很弱的一级倍频峰强度加大 C-Cl弯曲振动（650-600）是个强峰,丙酰氯 CH3CH2COCl 1836：C=O伸缩 1791：C=O伸缩和C-Cl一级倍频费米共振 917：C-Cl伸缩 692：C-Cl弯曲,氯乙酰 CH3COCl C=O伸缩（

48、1806） C-Cl伸缩（955） C-Cl弯曲振动（593）,苯甲酰氯C6H5COCl,1774：C=O伸缩 1735：C=O伸缩和C-Cl一级倍频费米共振 873：C-Cl伸缩 649：C-Cl弯曲,酰胺（仲酰胺蛋白质）特征吸收峰 NH 伸缩（3300） C=O伸缩（酰胺I）（1650） CNH面内弯曲（酰胺II) (1540) CN伸缩（酰胺III) ( 1240) CNH面内弯曲的倍频（酰胺A)（ 3072）,酰胺分为伯酰胺、仲酰胺和叔酰胺。由于诱导效应，这三种酰胺的C=O伸缩（酰胺I）振动频率都降至1650左右 伯酰胺NH2在3300cm-1左右出现对称和反对称吸收峰；仲酰胺NH在3

49、300cm-1出现一个宽峰 仲酰胺CNH面内弯曲（酰胺II) (1540)和CN伸缩（酰胺III) ( 1240)发生振动耦合，分裂为两个吸收峰，后者为弱峰 CNH面内弯曲（酰胺II) (1540)的倍频峰出现在3072，称为酰胺A 不同蛋白质的光谱几乎都是一样的,乙酰胺CH3CONH2,白蛋白 3298：NH伸缩 1652：C=O伸缩（酰胺I) 1537：CNH面内弯曲（酰胺II) 1243：CN伸缩（酰胺III) 3072：CNH面内弯曲的倍频（酰胺A),N,N-二甲基乙酰胺 CH3CON(CH3)2 1646：C=O伸缩,氨基酸特征吸收峰 COO-反对称伸缩（16001555） COO-

50、对称伸缩（14301370） NH3+伸缩振动（33002000） NH3+不对称变角（16551600） NH3+对称变角（15451480）,氨基酸分子中存在弱酸基团COOH和弱碱基团NH2，分子间要发生弱酸弱碱中和反应生成盐 若氨基酸盐酸盐分子中只有一个NH2时，HCl会与NH2生成NH3+,这时会出现COOH基团中的C=O伸缩振动谱带 若氨基酸盐酸盐分子中存在两个NH2时，HCl和COOH会分别与两个NH2生成NH3+,这时COOH基团中的C=O伸缩振动谱带消失 NH3+是非常强的氢键基团，在3300-2000cm-1区间出现很宽的弥散的吸收谱带,L丙氨酸CH3CH(NH2)COOH

51、33002000：NH3+伸缩振动（弥散的宽谱带） 1622：NH3+不对称变角 1594：COO-反对称伸缩 1520：NH3+对称变角 1507：COO-对称伸缩,L-半胱氨酸盐酸盐 HSCH2CH(NH2)COOH.HCl C=O伸缩（1726） NH3+不对称变角（1604） NH3+对称变角（1494）,L-赖氨酸盐酸盐 H2N(CH2)4CH(NH2)COOH.HCl.H2O NH3+不对称变角（1628） COO-反对称伸缩（1602） NH3+对称变角（1528） COO-对称伸缩（1502） CH2变角（1469）,NH2的特征吸收峰 NH2反对称伸缩（3480-3270）

52、NH2对称伸缩（3385-3125） NH2变角（1650-1590） NH2扭曲（910-750）,伯胺NH2反对称伸缩和对称伸缩谱带比较尖锐，溶液辨认，不同于H2O和O-H伸缩振动 芳香族伯胺伸缩振动频率比脂肪族高 在伯胺对称伸缩振动谱带的低频一侧往往出现一个弱的吸收峰，应为NH2变角振动的倍频峰 NH2变角（1650-1590）振动频率比H2O低一些 脂肪族NH2扭曲振动在910-750cm-1区间有一个宽的吸收峰，芳香族没有这个吸收峰,乙二胺 H2NCH2CH2NH2 3357:NH2反对称伸缩 3283：MH2对称伸缩 1598：NH2变角 893：NH2扭曲 3190：NH2变角的

53、倍频,叔丁胺(CH3)3CNH2,十二胺CH3(CH2)10CH2NH2,正辛胺C8H17NH2,二乙三胺HN(CH2CH2NH2)2,对硝基苯胺NO2C6H4NH2,3483：NH2反对称伸缩 3361：NH2对称伸缩 1631：NH2变角 在芳香胺中不出现NH2扭曲,NH4+、NH3+、 NH2+和NH+ 的伸缩振动谱带特征 NH4+伸缩振动只出现两个谱带（3151，3051） NH3+、 NH2+和NH+的伸缩振动由于强的氢键效应，都出现强的、弥散的宽吸收谱带（3300-2000）,氯化铵 NH4Cl,L-半胱氨酸盐酸盐 HSCH2CH(NH2)COOH.HCl,二甲胺盐酸盐(CH3)2

54、NH.HCl,三乙胺盐酸盐C6H15N.HCl,NH4+,NH3+,NH2+,NH+,硝基NO2的有关振动频率 NO2反对称伸缩（1550） NO2对称伸缩（1350）,脂肪族硝基化合物中的NO2反对称伸缩振动吸收峰很强，对称伸缩振动吸收峰较弱 由于共轭效应，芳香族硝基化合物中的NO2伸缩振动向低频移动。伸缩振动吸收峰是光谱中最强的峰,硝基乙烷 C2H5NO2 NO2反对称伸缩（1556） NO2对称伸缩（1367）,硝基苯 C6H5NO2 NO2反对称伸缩（1524） NO2对称伸缩（1348）,水H2O和重水D2O的特征吸收峰 3406：H-O-H对称和反对称伸缩 1645：H-O-H变角

55、振动 水的摇摆振动（1000-400宽峰） 2504：D-O-D对称和反对称伸缩 1209：D-O-D变角振动,水的吸收峰非常强，2-3微米厚的液膜，吸光度就可以达到1.4以上 水分子间生成氢键，水分子的对称、反对称和变角振动的倍频峰重叠在一起，形成一个宽的谱带（3406） H2O在2140cm-1出现一个宽的、弱的吸收峰，这是H2O的变角振动（1640）和摇摆振动（720）的倍频峰，摇摆振动是一个宽谱带 D2O在1560cm-1出现一个宽的、弱的吸收峰，这是D2O的变角振动（1209）和摇摆振动的倍频峰,S的有关振动频率 S=O（1200左右） S-O（900-700） S-H（2600-2

56、500） S=C（1200-1020） S-C（730-600）,硫原子可以与2、3或4个原子相连，硫氧的伸缩振动频率取决于S原子与几个O原子和几个C原子相连，取决于硫氧键的键级，取决于S和O原子之间的电子云密度分布 由于S原子比O原子重一倍，S=C伸缩振动频率（1200-1020）比C=O低得多 S-H（2600-2500）伸缩振动谱带通常都很弱，有时观察不到振动谱带,二甲亚砜 (CH3)2SO 1057：S=O伸缩 699：S-C伸缩 955：CH3摇摆,二甲基硫酸酯 CH3-O-SO2-O-CH3 1389：SO2反对称伸缩 1199：SO2对称伸缩 1005,983：C-O伸缩或CH3

57、摇摆 826：S-O伸缩,硫酸辛酯钠 CH3(CH2)7OSO3Na R-O-SO2-O- 1251，1220：SO3-反对称伸缩 1086：SO3-对称伸缩 1023,981：C-O伸缩 839：S-O伸缩,二硫化碳 S=C=S的红外和拉曼光谱 1506： S=C=S反对称伸缩 655：S=C=S对称伸缩 （1506+655）/2 = 1080,红外光谱,拉曼光谱,1,2-乙二硫醇 HSCH2CH2SH 2552：S-H伸缩振动,1-丙硫醇 CH3CH2CH2SH 2560：S-H伸缩振动,十二硫醇 CH3(CH2)10CH2SH,S-H伸缩振动,P的有关振动频率 P=O伸缩（1200左右）

58、 P-O伸缩（900左右）,P=O伸缩振动频率在1200cm-1左右，频率高低取决于与P原子连接的基团。若吸电子基团，频率升高；推电子基团，频率降低 在含有P-O-R基团的有机化合物中，存在P-O伸缩和C-O伸缩振动，这两个振动发生耦合作用，分裂为两个谱带，高频谱带主要为C-O伸缩，低频谱带主要为P-O伸缩，P-O伸缩振动谱带通常较弱 P-OC和P-OH中的P-O伸缩频率很接近，有时很难分辨清楚,磷酸三甲酯 P=O伸缩（1282） P-O伸缩（849） C-O伸缩（1039）,三辛基氧磷 (CH3(CH2)7)3PO P=O伸缩（1146）,诱导效应,烷基推电子效应,二(2-乙基己基)磷酸 P204 CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2O2-PO-OH 1229：P=O伸缩 1033：C-O伸缩 886：P-O、P-OH伸缩,有机硅的有关振动频率 Si-O-Si反对称伸缩振动（1100-1000） Si-O-Si对称伸缩振动（880-780） S