2.7 红外光谱与分子结构的关系

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2.72.7 红外光谱与分子结构的关系红外光谱与分子结构的关系

1.1.基团特征频率基团特征频率

代表某基团存在并且有较高强度的吸收峰，称为基团代表某基团存在并且有较高强度的吸收峰，称为基团的特征吸收峰，这个峰所在的频率位置称为基团的特的特征吸收峰，这个峰所在的频率位置称为基团的特征吸收频率。在征吸收频率。在 13001300 ～～ 4000cm4000cm －－ 11 ，基团和对应，基团和对应的频率关系比较明确，分子中的其他部分对其吸收频的频率关系比较明确，分子中的其他部分对其吸收频率的变化影响很小，这对确定化合物的官能团很有帮率的变化影响很小，这对确定化合物的官能团很有帮助，称为官能团区； 在助，称为官能团区； 在 1300 cm1300 cm －－ 11 以下，谱图的以下，谱图的谱带数目较多，很难说明其明确的归属，但同一系列谱带数目较多，很难说明其明确的归属，但同一系列或相近化合物的谱带在这个区域内往往有一定的差别，或相近化合物的谱带在这个区域内往往有一定的差别，这种情况犹如人的指纹一样，故称为指纹区。这种情况犹如人的指纹一样，故称为指纹区。

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理论基团特征频率如下式，与键力常数成正比，与折合质量成反比。

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1 Nmm

mm 1

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区域名称 频率范围 基团及振动形式 氢键区 4000 ～ 2500cm-1 O － H 、 C － H 、 N

－ H 等的伸缩振动 叁键和 CC 、 CN 、 NN

和累积双键区 2500~2000cm-1 C ＝ C ＝ C 、 N ＝ C ＝

O 等的伸缩振动 双键区 2000~1500cm-1 C=O 、 C=C 、 C=N 、 NO2 、 苯环等的伸缩振动 单键区 1500~400cm-1 C － C 、 C － O 、 C －

N、 C － X 等的伸缩振动及含 氢基团的弯曲振动。

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2.2. 几类化合物的特征谱带几类化合物的特征谱带 (1) (1) 脂肪族碳氢化合物

C － H 伸缩振动 ν ， 3300 ～ 2700 cm-1 ； 面内弯曲振动， 1500 ～ 1300 cm-1 ；1375cm-1 的峰用来确定 CH3 的存在及其连接方式；如支化聚乙

烯的支化度（差减法）；当碳链上有一个甲基，非对称和对称弯曲振动 1465 cm-1 和 1380 cm-1 ，一个碳上连有两个甲基， 1380

cm-1 对称伸缩振动分裂成等强度的双峰（ 1385 cm-1 和 1375 cm-

1 ）；而叔丁基的 CH3 分裂的双峰是一强一弱 1395 cm-1 （弱）和1365 cm-1 （强）

面外弯曲振动， 1000 ～ 650 cm-1 C—C 伸缩振动， 1300 ～ 1000 cm-1 C ＝ C 伸缩振动， 1675 ～ 1500

cm-1 C≡C 伸缩振动， 2500 ～ 1900 cm-1

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(2) 芳烃化合物C － H 伸缩振动， 3100 ～ 3010 cm-1 出现一组峰 面外弯曲振动， 675 ～ 900 cm-1 ，用于确定苯环的取代基 .

碳碳骨架振动， 1600 ～ 1500 cm-1

C － C ， C—H 振动的倍频和合频峰的峰形和位置可以用来判别苯的取代基类型和位置 P33 图 2-21

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(3) 含氧类化合物C=O ， 1650 ～ 1900 cm-1醚键， 1100 ～ 1300 cm-1O － H ， 3200 ～ 3700 cm-1

(4) 含氮类化合物－ C≡N, 2200 ～ 2280 cm-1 ，中等强度、尖锐－ N=C=O, 2200 ～ 2280 cm-1 ，强度非常大，双峰或具有不规则的形状N － H ， 3300 ～ 3500cm-1 ， 伯胺面内弯曲 1640 ～ 1560 cm-1 ，面外弯曲 900 ～650 cm-1 仲胺面内弯曲 1580 ～ 1490 cm-1

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（ 5 ）卤素化合物卤素化合物一般都显示很强的碳卤键的伸缩振动。当在同一碳

原子上有几个卤素相连时，吸收峰更强，同时，吸收频率移向

高频端。

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3. 影响基团特征频率的因素

① 诱导效应② 共轭效应③ 环的张力效应④ 氢键效应⑤ 耦合效应

4. 高聚物的特征谱带① 构象谱带② 立构规整性谱带③ 构象规整性谱带④ 结晶谱带

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