总结红外光谱频率与官能团特征吸收峰剖析.pdf
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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键型化合物类型吸收峰位置/cm-1吸收强度C-H烷烃2960~2850强=C-H烯烃及芳烃3100~3010中等≡C-H炔烃3300强-C-C-烷烃1200~700弱-C=C-烯烃1680~1620不定C≡C炔烃2200~2100不定C=O醛1740~1720强酮1725~1705强酸及酯1770~1710强酰胺1690~1650强-OH醇及酚3650~3610不定,尖锐氢键结合的醇及酚3400~3200强,宽-NH2胺3500~3300中等,双峰C-X氯化物750~700中等溴化物700~500中等整个红外谱图可以分为两个区,4000~1350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,1350~650处指纹区。通常,4000~2500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:-C≡C-,-C≡N,-C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O等的伸缩振动吸收带。在1900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。1350~650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σ伸缩振动,δ面内弯曲振动,γ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。烷烃有下列四种振动吸收。-11、σC-H在2975—2845cm范围,包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称伸缩振动-1-12、δC-H在1460cm和1380cm处有特征吸收,前者归因于甲基及亚甲基C-H的σas,后者归因于甲基C-H的σs。1380cm-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1380cm-1峰位置有影响,相邻基团电负性愈强,-1愈移向高波数区,例如,在CH3F中此峰移至1475cm。异丙基1380cm-1裂分为两个强度几乎相等的两个峰1385cm-1、1375cm-1叔丁基1380cm-1裂分1395cm-1、1370cm-1两个峰,后者强度差不多是前者的两倍,在1250cm-1、1200cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。-13、σC-C在1250—800cm范围内,因特征性不强,用处不大。-14、γC-H分子中具有—(CH2)n—链节,n大于或等于4时,在722cm有一个弱吸收峰,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。-11、σC=C-H烯烃双键上的C-H键伸缩振动波数在3000cm以上,末端双键氢C䌽H䌽在3075—3090cm-1有强峰最易识别。-12、σC=C吸收峰的位置在1670—1620cm。随着取代基的不同,σC=C吸收峰的位置有所不同,强度也发生变化。-13、δC=C-H烯烃双键上的C-H键面内弯曲振动在1500—1000cm,对结构不敏感,用途较少;而面外摇摆振动吸收最有用,在1000—700cm-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。-1-1RHC=CH2995~985cm(=CH,S)915~905cm(=CH2,S)12-1RRC=CH2895~885cm(S)(顺)-R1CH=CHR2~690cm-1(反)-R1CH=CHR2980~965cm-1(S)R1R2C=CHR3840~790cm-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、σC䌽䌽该振动吸收非常特征,吸收峰位置在3300—3310cm-1,中等强度。σN-H值与σC-H值相同,但前者为宽峰、后者为尖峰,易于识别。2、σ䌽䌽一般䌽䌽键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔