第二章 红外光谱

1、 第第2 2章章 红外光谱（红外光谱（IR） （infrared spectroscopy） 2.1 红外光谱的基本原理红外光谱的基本原理 2.1.1 红外吸收光谱红外吸收光谱 红外光谱是一种分子光谱红外光谱是一种分子光谱 当用一束具有连续波长的红外光照当用一束具有连续波长的红外光照 射一物质时，该物质的分子要吸收射一物质时，该物质的分子要吸收 一定波长的红外光的光能，将其转一定波长的红外光的光能，将其转 变为分子的振动能和转动能。变为分子的振动能和转动能。 一、红外光区的划分一、红外光区的划分 红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长 范围约为范围约为 0

2、.75 1000m，根据仪器技术和应用，根据仪器技术和应用 不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红 外光区（外光区（0.75 2.5m ），中红外光区（），中红外光区（2.5 25m ），远红外光区（），远红外光区（25 1000 m ）。）。 近红外光区的吸收带（近红外光区的吸收带（0.75 2.5m ）主要）主要 是由低能电子跃迁、含氢原子团（如是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O-H、N-H 、C-H）伸缩振动的倍频吸收产生。该区的光谱）伸缩振动的倍频吸收产生。该区的光谱 可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化

3、合物 ，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含 氢原子团化合物的定量分析。氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区吸收带（中红外光区吸收带（2.5 25m ）是绝大多数）是绝大多数 有机化合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动有机化合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动 能级（能级（ =0）跃迁至第一振动激发态（）跃迁至第一振动激发态（ =1）时，所）时，所 产生的吸收峰称为基频峰）。由于基频振动是红外产生的吸收峰称为基频峰）。由于基频振动是红外 光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外 光谱的定性和定量分析

4、。同时，由于中红外光谱仪光谱的定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪 最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数 据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常，据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常， 中红外光谱法又简称为红外光谱法。中红外光谱法又简称为红外光谱法。 远红外光区吸收带远红外光区吸收带 （25 1000m ）是由气体分）是由气体分 子中的纯转动跃迁、振动子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体中重转动跃迁、液体和固体中重 原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体 中的晶格振动所

5、引起的。中的晶格振动所引起的。 由于低频骨架振动能灵敏地由于低频骨架振动能灵敏地 反映出结构变化，所以对异构体的研究特别方便。反映出结构变化，所以对异构体的研究特别方便。 红外吸收光谱一般用红外吸收光谱一般用T 曲线或曲线或T （波数）曲线波数）曲线 表示。纵坐标为百分透光度表示。纵坐标为百分透光度T%，因而吸收峰向下，向，因而吸收峰向下，向 上则为谷；横坐标是波长上则为谷；横坐标是波长 （单位为单位为m ），或），或 （波数）（波数） （单位为（单位为cm-1）。）。 二、二、IR光谱的表示方法光谱的表示方法 波长波长 与波数之间的关系为：波数与波数之间的关系为：波数 / cm-1 =104

6、 /（ / m ）中红外区的波数范围是）中红外区的波数范围是4000 400 cm-1 。 1 1、双原子分子的简谐振动及其频率、双原子分子的简谐振动及其频率 化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧 三、吸收峰的位置三、吸收峰的位置 mmp kk c 12. 4 2 11 = 注：各物理量的单位注：各物理量的单位 K化学键的力常数，与键能和键长有关，化学键的力常数，与键能和键长有关， m m为双原子的折合质量为双原子的折合质量 m m =m1m2/（m1+m2） 发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的

7、折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。 化学键越强（即键的力常数化学键越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化越大）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。学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。 键类型键类型 C C C =C C C 力常数力常数 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位峰位 4.5m mm 6.0 m mm 7.0 m mm 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） 2.1.2 分子振动类型分子振动类型 1、两类基本振动形式、两类基本振动形式 1）

8、伸缩振动）伸缩振动 2）弯曲振动）弯曲振动 2、基本振动的理论数、基本振动的理论数 设分子由设分子由n个原子组成，每个原子在空间都有个原子组成，每个原子在空间都有3个自由个自由 度，原子在空间的位置可以用直角坐标中的度，原子在空间的位置可以用直角坐标中的3个坐标个坐标x 、y、z表示，因此，表示，因此，n个原子组成的分子总共应有个原子组成的分子总共应有3n个个 自由度，即自由度，即3n种运动状态。种运动状态。 但在这但在这3n种运动状态中，包括种运动状态中，包括3个整个分子的质心沿个整个分子的质心沿x 、y、z方向平移运动和方向平移运动和3个整个分子绕个整个分子绕x、y、z轴的转轴的转 动运动

9、。这动运动。这6种运动都不是分子振动，因此，振动形式种运动都不是分子振动，因此，振动形式 应有（应有（3n-6）种。）种。 但对于直线型分子，若贯穿所有原子的轴是在但对于直线型分子，若贯穿所有原子的轴是在x方向，方向， 则整个分子只能绕则整个分子只能绕y、z轴转动，因此，直线性分子的轴转动，因此，直线性分子的 振动形式为（振动形式为（3n-5）种。）种。 在红外吸收光谱上除基频峰外，振动能级由基态（在红外吸收光谱上除基频峰外，振动能级由基态（ =0） 跃迁至第二激发态（跃迁至第二激发态（ =2）、第三激发态（）、第三激发态（ =3），所产生，所产生 的吸收峰称为倍频峰的吸收峰称为倍频峰 除此之

10、外，还有合频峰（除此之外，还有合频峰（ 1+ 2，2 1+ 2，），差频），差频 峰（峰（ 1- 2，2 1- 2， ）等，这些峰多数很弱，一般不容）等，这些峰多数很弱，一般不容 易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。 偶极矩不发生变化的振动不产生红外吸收。偶极矩不发生变化的振动不产生红外吸收。 3、峰数、峰数 理论值为理论值为 3n-6或(3n-5) 实际峰数不等于此值。实际峰数不等于此值。 倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。 例例CO2分子分子 4、红外光谱产生的条件、红外光谱产生的条件 满足两个条件：

11、满足两个条件： 1、辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；、辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； 2、辐射与物质间有相互偶合作用。、辐射与物质间有相互偶合作用。 即物质振动时偶极矩发生改变。即物质振动时偶极矩发生改变。 一般地，极性较强的基团（如一般地，极性较强的基团（如C=0C=0，C-XC-X等）振动，吸收等）振动，吸收 强度较大；极性较弱的基团（如强度较大；极性较弱的基团（如C=CC=C、C-CC-C、N=NN=N等）振动，吸等）振动，吸 收较弱。红外光谱的吸收强度一般定性地用很强（收较弱。红外光谱的吸收强度一般定性地用很强（vsvs）、强）、强 （s s）、中（）、中（m

12、 m）、弱（）、弱（w w）和很弱（）和很弱（vwvw）等表示。）等表示。 按摩尔吸光系数按摩尔吸光系数 的大小划分吸收峰的强弱等级，具体如下：的大小划分吸收峰的强弱等级，具体如下： 100 100 非常强峰非常强峰（vsvs） 20 20 100 100 强峰强峰（s s） 10 10 20 20 中强峰中强峰（m m） 1 1 10 C =C C C 力常数力常数 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 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） R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ； R-COCl C=0 180

13、0cm-1 ; R-COF C=0 1928cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ; R-CONH2 C=0 1650cm-1 ; 2.2.电子效应电子效应 （1 1）诱导效应）诱导效应 吸电子基团使吸收峰向高频方向移动吸电子基团使吸收峰向高频方向移动 （2） 共轭效应共轭效应 C O H3CC H 3C O C H 3 C O 1715 1685 1660 （1）空间位阻效应）空间位阻效应 3. 空间效应空间效应 C C H 3 O O C C H 3 H 3 CC H 3 C H 3 1663cm -1 1715cm -1 C H2 C H2 C H2 C H2 1576cm

14、-1 1611cm-1 1644cm-1 1781cm-1 1678cm-1 1657cm -1 1651cm-1 （2）环张力效应）环张力效应 环外双键、环上羰基随着环张力的增加，波环外双键、环上羰基随着环张力的增加，波 数增加；环内双键随着环张力的增加，波数数增加；环内双键随着环张力的增加，波数 降低。降低。 4.4.氢键效应氢键效应 氢键对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动氢键对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动 频率向低波数方向移动。频率向低波数方向移动。 氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振 动频率降低动频率降低。 OCH3 O C

15、 O H3C H HO 3705-31252835O-H伸缩 R H N O R N H O H H C=ON - H 伸缩伸缩 游离 聚合 16903500 16503400 游离羧酸的游离羧酸的C=O键频率出现在键频率出现在1760 cm-1 左右，在固体或液左右，在固体或液 体中，由于羧酸形成二聚体，体中，由于羧酸形成二聚体， C=O键频率出现在键频率出现在1700 cm-1 。 分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。 如羧酸如羧酸 ：RCOOH( C=O=1760cm-1 ， O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(

16、 C=O=1700cm-1 ， O-H=3250-2500cm-1) 如乙醇：如乙醇：CH3CH2OH（ OH=3640cm-1 ） (CH3CH2OH)2（ OH=3515cm-1 ） (CH3CH2OH)n（ OH=3350cm-1 ） 5、 振动偶合振动偶合 当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子 时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改 变，产生一个变，产生一个“微扰微扰”，从而形成了强烈的振动相互作用。其，从而形成了强烈的振动相互作用。其 结果是使振动频率发生

17、变化，一个向高频移动，另一个向低频结果是使振动频率发生变化，一个向高频移动，另一个向低频 移动，谱带分裂。振动偶合常出现在一些二羰基化合物中，如移动，谱带分裂。振动偶合常出现在一些二羰基化合物中，如 羧酸酐。羧酸酐。 两个羰基的振动偶合，使两个羰基的振动偶合，使 C=O吸收峰分裂成两个峰，波数吸收峰分裂成两个峰，波数 分别为分别为1820 cm-1 （非对称偶合）和（非对称偶合）和1760 cm-1 （对称偶合）（对称偶合） 振动偶合：振动偶合： 2,4-二甲基戊烷的红外光谱二甲基戊烷的红外光谱 CH3的对称弯曲振动频率为的对称弯曲振动频率为1380cm-1，但当两个甲基连在同一个，但当两个甲

18、基连在同一个C原子上，形原子上，形 成异丙基时发生振动偶合，即成异丙基时发生振动偶合，即1380cm-1的吸收峰消失，出现的吸收峰消失，出现1385 cm-1和和1375 cm-1两个吸收峰。两个吸收峰。 6、Fermi共振共振 当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，当一振动的倍频与另一振动的基频接近时， 由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂 分，这种现象称为分，这种现象称为Fermi共振。共振。 如：如：如环戊酮的骨架伸缩振动如环戊酮的骨架伸缩振动889-1的二倍频峰的二倍频峰 为为1778-1，与环戊酮的，与环戊酮的C=O伸缩振动伸缩振动17

19、45-1峰峰 离得很近，被大大增强出现了下图（离得很近，被大大增强出现了下图（a）的情况。）的情况。 当用重氢氘代后，由于环戊酮的骨架伸缩振动变当用重氢氘代后，由于环戊酮的骨架伸缩振动变 成成827-1，其倍频峰变为，其倍频峰变为1654-1，离，离C=O伸缩伸缩 振动较远，不被加强，结果在此区域出现振动较远，不被加强，结果在此区域出现C=O的的 单峰。如下图（单峰。如下图（b）所示。）所示。 。 费米共振例费米共振例 苯甲酰氯的红外光谱苯甲酰氯的红外光谱 苯甲酰氯苯甲酰氯C-Cl的伸缩振动在的伸缩振动在874cm-1，其倍频峰在，其倍频峰在1730cm-1左右，正好在左右，正好在C=O 的伸

20、缩振动吸收峰位置附近，发生费米共振从而倍频峰吸收强度增加。的伸缩振动吸收峰位置附近，发生费米共振从而倍频峰吸收强度增加。 7. 外部因素外部因素 (1) 溶剂的影响溶剂的影响 在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂 的浓度和测定时的温度不同，同一种物质所测得的的浓度和测定时的温度不同，同一种物质所测得的 光谱也不同。通常在极性溶剂中，溶质分子的极性光谱也不同。通常在极性溶剂中，溶质分子的极性 基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波数基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波数 方向移动，并且强度增大。因此，在红外光谱测定方向移动，并且强度增大。因此

21、，在红外光谱测定 中，应尽量采用非极性的溶剂。中，应尽量采用非极性的溶剂。 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧 酸中的羰基酸中的羰基C=O： 气态时：气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂：非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂：乙醚溶剂： C=O=1735cm-1 乙醇溶剂：乙醇溶剂： C=O=1720cm-1 (2) 物质的状态物质的状态 同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力不同，所同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力不同，所 得到光谱往往不同。得到光谱往往不同。 分子在气态时，其相互作用力很弱

22、，此时可以观察到伴分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以观察到伴 随振动光谱的转动精细结构。随振动光谱的转动精细结构。 液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时，液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时， 可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致特征吸收带频率、可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致特征吸收带频率、 强度和形状有较大的改变。强度和形状有较大的改变。 例如，丙酮在气态时的例如，丙酮在气态时的 C=O为为1742 cm-1 ，而在液态时为，而在液态时为 1718 cm-1. 因此在查阅标准红外图谱时，应注意试因此在查阅标准红外图谱时，应注意试 样状态和制样方法。样状态和制样

23、方法。 2.4 各类化合物各类化合物IR光谱特征光谱特征 区域名称区域名称 频率范围频率范围基团及振动形式基团及振动形式 氢键区氢键区 40002500cm-1 OH、CH、NH 等的伸缩振动等的伸缩振动 叁键和叁键和 C C、C N、N N和和 累积双键区累积双键区 25002000cm-1 CCC、NCO 等的伸缩振动等的伸缩振动 双键区双键区 20001500cm-1 C=O、C=C、C=N、NO2、 苯环等的伸缩振动苯环等的伸缩振动 单键区单键区 1500400cm-1 CC、CO、CN、 CX等的伸缩振动及含等的伸缩振动及含 氢基团的弯曲振动。氢基团的弯曲振动。 基团频率区的划分基团

24、频率区的划分 一、烷烃一、烷烃 基团基团振动形式振动形式吸收峰位置吸收峰位置强度强度备注备注 asCH3 sCH3 as CH3 s CH3 296210 287210 145010 13801370 S S m S 异丙基和叔丁异丙基和叔丁 基在基在1380cm-1 附近裂分为双附近裂分为双 峰峰 asCH2 sCH2 CH2 29265 285310 146520 S S m sCH CH 289010 1340 w w CH2720w n 4，n越大，越大， 峰吸收强度越峰吸收强度越 大。大。 CH2 C H (CH2)n CH3 2021年8月6日星期五21时44 分37秒 C-HC-

25、H弯曲振动弯曲振动 CH3 CH2 1450 1380（中）（中） 1470（中）（中） 正癸烷的红外光谱图正癸烷的红外光谱图 2,4-二甲基戊烷的红外光谱二甲基戊烷的红外光谱 当分子中有异丙基（即两个甲基连在同一个碳上）时，因为振动耦合作当分子中有异丙基（即两个甲基连在同一个碳上）时，因为振动耦合作 用甲基的用甲基的 s CH31380cm-1发生裂分，在发生裂分，在1375 cm-1和和1385 cm-1左右出现强度左右出现强度 相近的两个峰。相近的两个峰。 二、烯烃二、烯烃 烯烃类型烯烃类型 =C-H/cm-1 （强度）（强度） C=C/cm-1 （强度）（强度） g面外 面外=C-H/

26、cm-1 （强度）（强度） R-CH=CH23095（m） 3075（m） 1645（m）990（s） 900（s） R2C=CH2同上同上1655（m）890（s） RCH=CHR （顺式）（顺式） 3020（m）1660（m）760730（m） RCH=CHR （反式）（反式） 同上同上1675（w）1000950（m） R2C=CHR， ， 同上同上1670840790（m） R2C=CR2， ， 1670无无 CH3(CH2)5CH=CH2 1-1-辛烯的红外光谱图辛烯的红外光谱图 如：如：1辛烯的辛烯的IR ： 3084 cm 1，强， ，强，CH； 30002850 cm 1，强，

27、 ，强，CH； 1643 cm 1，强， ，强，CC； 997，909 cm 1，强， ，强，-CH=CH2。 三、炔烃三、炔烃 端基炔烃有两个主要特征吸收峰：端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 一是一是 叁键上不饱和叁键上不饱和C-HC-H伸缩振动伸缩振动 C-H C-H约在 约在3300cm3300cm-1 -1处 处 产生一个中强的尖锐峰产生一个中强的尖锐峰 二是二是 C C C C伸缩振动伸缩振动 C C C C吸收峰在吸收峰在21402140 2100cm2100cm-1 -1。 。 若若C C C C位于碳链中间则只有位于碳链中间则只有 C C C C在在2200cm2200cm-1

28、-1左右一个尖 左右一个尖 峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。 1-1-辛炔的红外光谱图辛炔的红外光谱图 HCC(CH2)5CH3 芳烃的特征吸收：（与烯烃类似）芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） =C =CH H 3100 310030003000 cmcm-1 -1 （芳环 （芳环C-HC-H伸缩振动）伸缩振动） C=C =C 1650 16501450 cm1450 cm-1 -1（芳环骨架伸缩振动） （芳环骨架伸缩振动） g g面 面外外=C-HC-H 900 900650 cm650 cm-1 -1 用于 用于确定确定芳芳烃烃取代

29、取代类型类型 g g面 面外外=C-H C-H 倍频 倍频 2000200016001600 cmcm-1 -1（ （w) 四、芳烃四、芳烃 甲苯的红外光谱图甲苯的红外光谱图 相邻氢数相邻氢数 取代情况取代情况 g g CH频率 频率(cm-1) 5 单取代单取代 770730，710690 4 邻位二取代邻位二取代 770735 1，3 间位二取代间位二取代 810750，725680 2 对位二取代对位二取代 860780 CH的弯曲振动的弯曲振动确定芳烃取代类型确定芳烃取代类型 仅与苯环上相连的氢原子个数有关，而与仅与苯环上相连的氢原子个数有关，而与 取代基的种类无关。例如：取代基的种类

30、无关。例如： 二甲苯三个异构体的红外光谱比较二甲苯三个异构体的红外光谱比较 740 800 五、醇和酚五、醇和酚 特征峰：特征峰： 游离游离OHOH伸缩振动伸缩振动 3600cm3600cm-1 -1 尖峰 尖峰 缔合缔合OHOH伸缩振动伸缩振动3300cm3300cm-1 -1左右 左右 又宽又强吸收峰又宽又强吸收峰 C-O -O 1250-1000 cm 1250-1000 cm-1 -1 A 3300 B 3100 3000 C 2980 2840 E 1497,1453 G 1017 H 735 O H CH 芳 CH CH2 CC CO CH 面外弯曲 苯甲醇苯甲醇 A B C E

31、G H 2-2-乙基苯酚的红外光谱图乙基苯酚的红外光谱图 苯酚的红外光谱图苯酚的红外光谱图 1. OH(缔合缔合) 2.苯环骨架苯环骨架 伸缩振动伸缩振动 3. CO 4.一取代苯面外弯曲振动一取代苯面外弯曲振动 S m 1300 1200 1055 1000 反对称伸缩反对称伸缩 对称伸缩对称伸缩 O R s1210 1050反对称伸缩反对称伸缩R-O-R 强度强度吸收峰位吸收峰位振动形式振动形式基团基团 六、醚六、醚 C-O-C的伸缩振动有对称和反对称两种，其吸的伸缩振动有对称和反对称两种，其吸 收频率均位于指纹区。由于氧和碳的质量相近，收频率均位于指纹区。由于氧和碳的质量相近， 所以所以

32、C-O的伸缩振动与的伸缩振动与C-C的接近，但的接近，但C-O的偶极的偶极 矩变化较大，因此吸收的强度大，便于与矩变化较大，因此吸收的强度大，便于与C-C键键 的区别。的区别。 丁醚的红外光谱图丁醚的红外光谱图 1210-1000cm 1是醚键是醚键的不对称伸缩振动的不对称伸缩振动 C-O-C -O-C 七、羰基化合物七、羰基化合物 v因因C C=O =O 非常特征，羰基化合物易与其他有机 非常特征，羰基化合物易与其他有机 物区分。物区分。 化合物化合物 C=O 其它特征频率其它特征频率 脂肪酮脂肪酮 17301700(最强最强) 脂肪醛脂肪醛 17401720 28502850、2740(m

33、2740(m) )费米共振费米共振2 2个个 羧酸羧酸 17201680 OH32002500(宽宽) (缔合缔合) OH 930(宽宽) 羧酸盐羧酸盐无无 165016501550,14401550,14401350, 1350, -CO -CO2 2- -的的as和和s 酯酯 17501730 1300 130010001000两个峰两个峰 C-O-CC-O-C的的as(最强最强)和和s 酸酐酸酐 1825 1815和和 17551745 酰胺酰胺 16901650 35003050NH双峰，双峰， NH 16491570 酰卤酰卤 1819 1790 丙丙 酮酮 丙丙 醛醛 癸癸 酸酸

34、丁酸乙酯丁酸乙酯 丙酸酐丙酸酐 丙酰胺丙酰胺 八、胺八、胺 3500 3100 cm 1 N-H 伸缩振动吸收伸缩振动吸收 1350 1000 cm 1 C-N 的伸缩振动吸收的伸缩振动吸收 A 3365,3290 NH B 2910,2850 CH E 1063 C N 辛胺辛胺 E A B 2021年8月6日星期五21时44 分37秒 羧酸中羧酸中OHOH伸缩振动伸缩振动 游离游离 OHOH缔合缔合 OHOH 3500-3600 cm3500-3600 cm-1 -13200-2500 cm3200-2500 cm-1 -1( (强 强, ,宽宽) ) 峰峰 形形 2021年8月6日星期五

35、21时44 分37秒 NHNH伸缩振动伸缩振动 NHNH2 2 NHNH 3300-35003300-3500（中）双峰（中）双峰 33003300（中）（中） 2021年8月6日星期五21时44 分37秒 双键伸缩振动双键伸缩振动 羰基羰基芳环芳环C=CC=C 双键双键 1900-16501900-1650（强）（强） 1600-15851600-1585（中）（中）1500-14001500-1400 （中）（中） 1667-16401667-1640（强）（强） 2021年8月6日星期五21时44 分37秒 两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪） 2021年8月6日星期五21时

36、44 分37秒 图图28：色散型红外光谱仪结构示意图：色散型红外光谱仪结构示意图 一、色散型红外光谱仪一、色散型红外光谱仪 2021年8月6日星期五21时44 分37秒 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 KBr, KCl, CsI 等材料制成窗片。等材料制成窗片。 主要：样品要恒温，恒湿，样品不能含水。主要：样品要恒温，恒湿，样品不能含水。 n3、单色器、单色器 n由色散元件、准直镜和狭缝等构成。色散由色散元件、准直镜和狭缝等构成。色散 元件有棱镜和光栅两种。元件有棱镜和光栅两种。 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 检测器： 真空热电偶；根据热电偶两端点的温差 转变为电

37、位差的原理设计的； 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 热释电(TGS) TGS：利用具有温度灵敏 偶极矩的晶体物质硫酸三苷肽单晶为热检 测元件的；极化效应与温度有关，温度高 表面电荷减少(热释电)，相当于因热而释放 了部分电荷，这些电荷经过放大转变为电 压或电流信号方式进行测量； 光电导检测器。如碲镉汞(MCT)检测器，将 其置于非导电的玻璃表面，密闭于真空腔 内，吸收辐射后半导体电阻降低，导电性 发生变化，从而产生电信号。 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 1 1、液体样品、液

38、体样品 1 1液膜法液膜法 液膜法是定性分析中常用的简便方法。尤液膜法是定性分析中常用的简便方法。尤 其对沸点较高其对沸点较高, ,不易清洗的液体样品采用此法更为方便。不易清洗的液体样品采用此法更为方便。 在可拆池两窗之间在可拆池两窗之间, ,滴上滴上1 12 2滴液体样品滴液体样品, ,形成一薄膜。形成一薄膜。 液膜厚度可借助于池架上的固紧螺丝作微小调节。低沸液膜厚度可借助于池架上的固紧螺丝作微小调节。低沸 点易挥发的样品不宜采用此法。点易挥发的样品不宜采用此法。 2 2液体池法液体池法 液体样品可注入液体吸收池内测定。液体样品可注入液体吸收池内测定。 吸收池的两侧是用吸收池的两侧是用NaC

39、INaCI或或KBrKBr等品片作成的窗片。常用等品片作成的窗片。常用 的液体吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池。的液体吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池。 3 3、水溶液的简易测定法。在金属管上铺一层聚乙烯薄、水溶液的简易测定法。在金属管上铺一层聚乙烯薄 膜，其上压入一橡胶圈。滴下水溶液后，再盖上一层聚膜，其上压入一橡胶圈。滴下水溶液后，再盖上一层聚 乙烯薄膜，用另一橡胶圈固定后测定。乙烯薄膜，用另一橡胶圈固定后测定。 二、制样方法二、制样方法 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 2 2、固体试样、固体试样 1）压片法：）压片法：0.51mg样样+150mg KBr干燥

40、处理干燥处理 研研 细：粒度小细：粒度小 于于 2 m mm（散射小）（散射小）混合压成透明薄混合压成透明薄 片片直接测定；直接测定； 2）调糊法：试样）调糊法：试样磨细磨细与液体石蜡混合与液体石蜡混合夹夹 于盐片间；石蜡为高碳数饱和烷烃于盐片间；石蜡为高碳数饱和烷烃,因此该法不适于研究因此该法不适于研究 饱和烷烃。饱和烷烃。 3）薄膜法：）薄膜法： 高分子试样高分子试样加热熔融加热熔融涂制或压制成膜；涂制或压制成膜； 高分子试样高分子试样溶于低沸点溶剂溶于低沸点溶剂涂渍于盐片涂渍于盐片 挥发除溶剂挥发除溶剂 2021年8月6日星期五21时44 分38秒 3 3、气态样品、气态样品 气态样品一

41、般灌入气气态样品一般灌入气 体池内进行测定。池体一般体池内进行测定。池体一般 由带有进口管和出口管的玻由带有进口管和出口管的玻 璃筒组成（图）。它的两端璃筒组成（图）。它的两端 粘有透红外光的窗片粘有透红外光的窗片, ,窗片窗片 的材质一般是的材质一般是NaCINaCI或或KBrKBr。 再用金属池架将其固定。气再用金属池架将其固定。气 槽的厚度常为槽的厚度常为100mm100mm。分析。分析 前前, ,先抽真空先抽真空, ,然后通入经过然后通入经过 干燥的气体样品。干燥的气体样品。 图图2-21 2-21 红外光谱气体红外光谱气体 池结构示意图池结构示意图 2021年8月6日星期五21时44

42、 分38秒 三、制备样品时应注意：三、制备样品时应注意： （1）样品的浓度和测试厚度应选择适当。）样品的浓度和测试厚度应选择适当。 （2）样品应该是单一组分的纯物质。否则各组分）样品应该是单一组分的纯物质。否则各组分 光谱互相重叠光谱互相重叠,会使图谱无法解析。会使图谱无法解析。 （3）样品中不应含有游离水。）样品中不应含有游离水。 第五节第五节 红外谱图解析红外谱图解析 图谱解析实例：图谱解析实例： 3300 缔合OH 1650 C=C 995 920 -CH=CH2 1430 -CH2 1030 2900 CH2 OH，醇类醇类 化合物，化合物，1030 C-O （3）1650 C=C，含，含C=C基团基团995 ， 920 CH=CH2基团基团 （4）30002800 CH吸收峰。吸收峰。 1380 CH2 CH2=CH-CH2-OH 3350 缔合-OH 1005 C-O 2935,2855 CH2 1615 1500 750,700 A /cm-1 OH，1005 C-O，醇类化合物醇类化合物 （3）3000 CH1615，1500 C=C； ；750， ，700 CH 单取代单取代 （4