高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.1 基本概念基本概念2.1.1 红外光谱的范围红外光谱的范围波数波数()：每厘米包含的波的数目，单位为：每厘米包含的波的数目，单位为cm-1。2.1 基本概念2.1.1 红外光谱的范围波数()1红外光的三个区域：红外光的三个区域：(1)近红外区近红外区：133004000cm-1研究分子中的研究分子中的O-H、N-H、C-H基团的合基团的合频频和振动倍频和振动倍频。(2)中红外区中红外区：4000400cm-1研究分子中原子研究分子中原子的振动基频。的振动基频。(3)远红外区远红外区：40025cm-1研究分子的转动光谱和晶体的晶格振动研究分子的转动光谱和晶体的晶格振动等。等。红外光的三个区域：2高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件3一些常见化学键的力常数如下表所示：一些常见化学键的力常数如下表所示：化学化学键键键长键长（nmnm）键能键能（KJmol-1）力常数力常数 k k（N.cmN.cm-1-1）波数范围波数范围 （cmcm-1-1）CCCC0.1540.154347.3347.34.54.570070012001200C CC C0.1340.134610.9610.99.69.61620162016801680CCCC0.1160.116836.8836.815.615.62100210026002600一些常见化学键的力常数如下表所示：化学键键长（nm）键能 4多原子分子的振动方式多原子分子的振动方式多原子分子的振动大致分为：伸缩振动和弯曲振动多原子分子的振动大致分为：伸缩振动和弯曲振动原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动称为伸缩振动。它又分为对称伸缩振动称为伸缩振动。它又分为对称伸缩振动(s s）和反对称）和反对称伸缩振动伸缩振动(as as）。弯曲振动（也称变形振动，弯曲振动（也称变形振动，）基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为弯曲振动。基团键角发生周期变化而键长不变的振动称为弯曲振动。弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。伸缩振动伸缩振动多原子分子的振动方式多原子分子的振动大致分为：伸缩振动和弯曲52.1.3红外光谱的表示方法红外光谱的表示方法红红外外光光谱谱是是研研究究波波数数在在4000-400cm-1范范围围内内不不同同波波长长的的红红外外光光通通过过化化合合物物或或高高聚聚物物后后被被吸吸收收的的谱谱图图。谱谱图图以以波波数数或或波波长长为横坐标，以为横坐标，以透光度透光度和吸光度为和吸光度为纵坐标纵坐标而形成。而形成。透光度以下式表示：透光度以下式表示：T T：透射比；：透射比；：透射比；：透射比；I I：透过光强度；：透过光强度；：透过光强度；：透过光强度；I I0 0：入射光强度。：入射光强度。：入射光强度。：入射光强度。吸光度以下式表示：吸光度以下式表示：T T：透射比；：透射比；：透射比；：透射比；I I：透过光强度；：透过光强度；：透过光强度；：透过光强度；I I0 0：入射光强度。：入射光强度。：入射光强度。：入射光强度。2.1.3 红外光谱的表示方法 红外光谱是研6高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件72.1.4基团特征频率基团特征频率把把能能够够代代表表某某种种基基团团存存在在并并有有较较高高强强度度的的吸吸收收峰峰，称称为为基基团团的的特特征征吸吸收收峰峰，这这个个峰峰所所在在的的频频率率位位置置称称为为基基团团的的特特征征吸吸收收频率。频率。13001300特征区特征区特征区特征区（官能团区）（官能团区）（官能团区）（官能团区）指纹区指纹区指纹区指纹区2.1.4 基团特征频率 把能够代表某种基团8常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002009基团吸收带数据基团吸收带数据基团吸收带数据10（1）-O-H3650 3200cm-1确定醇、酚、酸确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。-N-H伸缩振动：伸缩振动：3500 3100cm-1注意区分：注意区分：NH比比OH稍弱、稍尖。稍弱、稍尖。受氢键影响大，氢键使吸收峰向低波数方向移动。受氢键影响大，氢键使吸收峰向低波数方向移动。（1）-O-H 3650 3200 cm-1 11（3）不饱和碳原子上的）不饱和碳原子上的=CH（CH）苯环上的苯环上的CH3030cm-1=CH3010 3260cm-1 CH3300cm-13000cm-1以上以上CH32960cm-1反对称伸缩振动反对称伸缩振动2870cm-1对称伸缩振动对称伸缩振动CH22930cm-1反对称伸缩振动反对称伸缩振动2850cm-1对称伸缩振动对称伸缩振动CH2890cm-1弱吸收弱吸收3000cm-1以下以下（3）不饱和碳原子上的=CH（CH）3000 cm122叁键（叁键（C C、CN）伸缩振动区）伸缩振动区（2500 2000cm-1）在该区域出现的峰较少。在该区域出现的峰较少。（1）RCCH（2100 2140cm-1）RCCR（2190 2260cm-1）R=R时，无红外活性时，无红外活性（2）RCN（2140 2260cm-1）非共轭非共轭2240 2260cm-1共共轭轭2220 2230cm-1仅含仅含C、H、N时：峰较强，尖锐；时：峰较强，尖锐；有有O原子存在时：原子存在时：O越靠近越靠近CN，峰越弱。峰越弱。2叁键（CC、CN）伸缩振动区（1）RC CH 13（1）RC=CR，1600 1680cm-1，强度弱，强度弱，R=R（对称）时，对称）时，无红外活性。无红外活性。（2）单核芳烃的）单核芳烃的C=C键伸缩振动（键伸缩振动（15001480cm-1，1600 1590cm-1）两个峰）两个峰。3双键（双键（C=C、C=O）伸缩振动区）伸缩振动区（3）C=O（1900 1600cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。1700-1730 cm-1（1）RC=CR，1600 1680 cm-1 14酸酐的酸酐的C=O双吸收峰：双吸收峰：18201750cm-1，两个羰基振动偶合裂分。，两个羰基振动偶合裂分。线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强。线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强。环形结构：低波数峰强。环形结构：低波数峰强。全氟丙酸酐全氟丙酸酐丁二酸酐丁二酸酐 酸酐的C=O全氟丙酸酐丁二酸酐154.X-Y、X-H变形振动区变形振动区1650cm-1指纹区指纹区(1300 400cm-1)，较复杂。，较复杂。骨架振动；精细结构的区分；顺、反结构区分。骨架振动；精细结构的区分；顺、反结构区分。1300 900cm-1CO，CN，CF，CP，CS，PO，SiO等；等；C=S，S=O，P=O等的伸缩振动及变形振动。等的伸缩振动及变形振动。CH3对称变形振动：对称变形振动：1380cm-1，判断甲基是否存在。，判断甲基是否存在。CO的伸缩振动：的伸缩振动：1000 1300cm-1，该区最强，易识别。，该区最强，易识别。4.X-Y、X-H 变形振动区 C=O的的吸收频率降低吸收频率降低。（2）共轭共轭效应效应1725共轭效应使共轭体系中电子云密度平均化，双键略有伸（2）共轭19（3）氢键氢键效应效应氢键的形成往往使基团氢键的形成往往使基团吸收频率降低吸收频率降低，谱峰变宽谱峰变宽。例如：乙醇在例如：乙醇在0.01M的的CCl4溶液中，分子间不形成氢键，溶液中，分子间不形成氢键，其其O-H的伸缩振动在的伸缩振动在3640cm-1。当溶液中乙醇浓度增大。当溶液中乙醇浓度增大(如如C0.1M)，乙醇分子间形成氢键，乙醇分子间形成氢键(分子间氢键分子间氢键)，生成二缔和，生成二缔和体和多缔和体，体和多缔和体，吸收峰逐渐吸收峰逐渐移向低波数移向低波数。（3）氢键效应氢键的形成往往使基团吸收频率降低，谱峰变宽。20分子内氢键分子内氢键同样使基团的振动频率向同样使基团的振动频率向低波数移动低波数移动。如：。如：后者羰基和邻位的羟基间形成氢键，红外吸收频率降低。后者羰基和邻位的羟基间形成氢键，红外吸收频率降低。但是分子内氢键不受溶液浓度的影响，而分子间氢键随浓但是分子内氢键不受溶液浓度的影响，而分子间氢键随浓度增加而增强。若用稀溶液测定时，分子间氢键可以消失。度增加而增强。若用稀溶液测定时，分子间氢键可以消失。因此用红外光谱很容易区别这两类氢键。因此用红外光谱很容易区别这两类氢键。分子内氢键同样使基团的振动频率向低波数移动。如：21当两个频率相同或相近的基团联结在一起时会发生当两个频率相同或相近的基团联结在一起时会发生偶合作用，分裂成两个峰。偶合作用，分裂成两个峰。如如:酸酐由于两个酸酐由于两个C=OC=O振动偶合，出现两个吸收峰，振动偶合，出现两个吸收峰，一个频率比原来谱带高一点，另一个低一点。一个频率比原来谱带高一点，另一个低一点。（4）偶合偶合效应效应当两个频率相同或相近的基团联结在一起时会发生偶合作用，分裂成22外部因素外部因素主要指测定时主要指测定时物质状态物质状态，溶剂效应溶剂效应等因素。通常蒸汽状态时振等因素。通常蒸汽状态时振动频率最高，非极性溶剂中次之，在极性溶剂、液体、固体中动频率最高，非极性溶剂中次之，在极性溶剂、液体、固体中测定的频率最低。测定的频率最低。如：丙酸的羰基气态时为如：丙酸的羰基气态时为1780cm-1；非极性溶剂中为；非极性溶剂中为1760cm-1；极性溶剂中为；极性溶剂中为1735cm-1；而液态丙酸为；而液态丙酸为1712cm-1。溶剂效应：同一种物质在不同溶剂中由于溶质和溶剂间的相互溶剂效应：同一种物质在不同溶剂中由于溶质和溶剂间的相互作用不同，测得的光谱吸收也不同。比如作用不同，测得的光谱吸收也不同。比如极性基团的伸缩振动极性基团的伸缩振动频率往往随溶剂的极性增大而减小频率往往随溶剂的极性增大而减小。红外光谱测定时常采取红外光谱测定时常采取非极性溶剂非极性溶剂。外部因素23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.3 解析红外谱图的三个基本要素解析红外谱图的三个基本要素 谱带的位置谱带的位置 对应基团的特征振动频率，进行定性分析。对应基团的特征振动频率，进行定性分析。谱带的形状谱带的形状 包括峰的宽窄、谱带是否发生裂分等信息；提供是否包括峰的宽窄、谱带是否发生裂分等信息；提供是否存在分子间缔合、分子的对称性、旋转异构等信息。存在分子间缔合、分子的对称性、旋转异构等信息。谱带的强度谱带的强度 与分子振动时偶极矩的变化有关，与分子的含量成正与分子振动时偶极矩的变化有关，与分子的含量成正比，可进行定量分析。比，可进行定量分析。2.3 解析红外谱图的三个基本要素 谱带的位置 谱带的24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.6 红外光谱在聚合物结构分析中的应用红外光谱在聚合物结构分析中的应用2.6.1定性分析与鉴别聚合物种类定性分析与鉴别聚合物种类1.已知物的鉴定已知物的鉴定将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。已知物谱图已知物谱图标准谱图标准谱图2.6 红外光谱在聚合物结构分析中的应用2.6.1 定性252.未知物的结构鉴定未知物的结构鉴定未知物可通过两种方式查对：未知物可通过两种方式查对：（1）查阅标准谱图谱带索引，找试样光谱吸收带相同标）查阅标准谱图谱带索引，找试样光谱吸收带相同标准谱；准谱；（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后再由化）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后再由化学分类索引查找标准谱图对照核实。学分类索引查找标准谱图对照核实。如未知物是如未知物是新化合物新化合物，根据红外光谱图吸收峰位置、，根据红外光谱图吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，确强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，确定吸收带归属，确认基团或键，进而推定分子的结构。定吸收带归属，确认基团或键，进而推定分子的结构。需结合分子量、物理常数、紫外、核磁及质谱等数据才需结合分子量、物理常数、紫外、核磁及质谱等数据才能正确判断其结构。能正确判断其结构。2.未知物的结构鉴定 未知物可通过两种方式查对：26结构解析步骤：结构解析步骤：先确定先确定主要官能团主要官能团的存在。如：的存在。如：C=O、O-H、N-H等，再确等，再确定其他官能团。定其他官能团。一般解析步骤如下：一般解析步骤如下：（1）有无）有无羰基羰基存在；存在；（2）如有羰基：）如有羰基：按酸、酰胺、酯、酸酐、醛、酮顺序解谱。按酸、酰胺、酯、酸酐、醛、酮顺序解谱。醛：醛：1725cm-1，酰氯：酰氯：1800cm-1酸酐：双吸收峰：酸酐：双吸收峰：18201750cm-1。1700-1730 cm-1 结构解析步骤：醛：1725 cm-1，酰氯：1800 27（4）如以上基团无，检查）如以上基团无，检查C=C和苯环和苯环。（5）检查）检查三键三键：CN（2250cm-1）、）、CC（2150cm-1）（6）检查）检查硝基硝基：两个强吸收在：两个强吸收在1600-1500cm-1和和1390-1300cm-1（7）以上各基团都没有，则为）以上各基团都没有，则为饱和烷烃饱和烷烃。（3）如没有羰基：）如没有羰基：检查检查O-H（3600-3300cm-1），醇和酚，），醇和酚，C-O在在1300-1000cm-1确证；确证；检查检查N-H（3500cm-1），推测为胺类化合物；），推测为胺类化合物；检查检查C-O在在1300-1000cm-1（羟基不存在），推测为醚。（羟基不存在），推测为醚。（4）如以上基团无，检查C=C和苯环。（3）如没有羰基：28计算计算不饱和度不饱和度 的经验公式为：的经验公式为：=1+n4+(n3-n1)/2式中：式中：n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。价元素原子的数目。二价原子如二价原子如S、O等不参加计算等不参加计算。如果分子简式为：如果分子简式为：(CnHmOx)=n+1-m/2如：分子式为如：分子式为(C8H8O)=8+1-8/2=5计算不饱和度的经验公式为：如果分子简式为：(CnHmOx)29常见基团的红外吸收带特征区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氢键）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C常见基团的红外吸收带特征区指纹区5001000150020030红外谱图分区红外谱图分区31 3000cm-1 CH2对称伸缩对称伸缩2853cm-110CH3对称伸缩对称伸缩2872cm-110CH2不对称伸缩不对称伸缩2926cm-110CH3不对称伸缩不对称伸缩2962cm-110as1460 cm-1s1380 cm-1CH3CH2 s1465 cm-1CH2 720cm-1重重叠叠-(CH2)n-n 烷烃烷烃（CH3，CH2，CH）(C-C,C-H)C-H伸缩振动约3000 cm-1左右。几类常见有机化合物的特征吸收峰 3000cm-1 CH2 对称伸缩 2853cm-11032HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH3CH3CH3sC-C骨架振骨架振动 1:11:11155cm1155cm-1-11170cm-1CCH3CH31391-1381cm-11368-1366cm-14:5 4:5 1195 cm1195 cm-1-1 CCH3CH3CH31405-1385cm-11372-1365cm-11:21:21250 cm1250 cm-1-1a)支链的引入使支链的引入使CH3的的对称变形振动对称变形振动发生变化。发生变化。b)C-C骨架振动骨架振动明显。明显。HC1385-1380cm-11372-1368cm-1CH33c)CH2面外变形振动可证明长碳链面外变形振动可证明长碳链(CH2)n的存在。的存在。n=1770785cm-1（中（中）n=2740750cm-1（中（中）n=3730740cm-1（中（中）n 720cm-1（中强（中强）d)CH2和和CH3的相对含量可由的相对含量可由1460和和1380cm-1的峰强度估算：的峰强度估算：cmcm-1-115001400 1300正二十八烷cm-1150014001300正十二烷cm-1150014001300正庚烷c)CH2面外变形振动可证明长碳链(CH2)n的存在342,4-二甲基戊烷(a)、2,4,4-三甲基戊烷(b)的红外光谱 C-H30002850cm-1(s)asCH32962cm-1(vs)asCH22926cm-1(s)sCH32872cm-1(vs)sCH22853cm-1(s)2,4-二甲基戊烷(a)、2,4,4-三甲基戊烷(b)的红35 烯烃，炔烃烯烃，炔烃伸缩振动变形振形振动a)C-H伸缩振动伸缩振动(3000cm-1)3080 cm3080 cm-1-1 3030 cm3030 cm-1-1 3080 cm3080 cm-1-1 3030 cm3030 cm-1-1 3300 cm3300 cm-1-1 (C-H)(C-H)3080-3030 cm-1 2900-2800 cm-1 3000 cm-1 烯烃，炔烃伸缩振动变形振动a)C-H 伸缩振动 (36b)C=C伸缩振动伸缩振动(1680-1630cm-1)1660cm-1 分界线分界线（C=C）反式烯反式烯三取代烯三取代烯四取代烯四取代烯1680-1660 cm-1 弱，尖弱，尖顺式烯顺式烯乙烯基烯乙烯基烯亚乙烯基烯亚乙烯基烯 1660-1630cm-1 中强，尖中强，尖一元取代炔烃：一元取代炔烃：2140-2100cm-1，二元取代炔烃：，二元取代炔烃：2260-2190cm-1c)CC伸缩振动伸缩振动(吸收都较弱吸收都较弱)b)C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1)137d)C-H变形振动变形振动(1000-700cm-1)面内变形面内变形（=C-H）1400-1420cm-1（弱）（弱）面外变形面外变形（=C-H）1000-700cm-1（有价值）（有价值）（=C-H）970cmcm-1-1（强）（强）790-840cmcm-1-1 （820cmcm-1-1）610-700cm-1（强）（强）2：1375-1225cm-1（弱）（弱）（=C-H）800-650cmcm-1-1（690690cm-cm-1 1）990cmcm-1-1910cm910cm-1-1 （强）（强）2：1850-1780cmcm-1-1 890cmcm-1-1（强）（强）2：1800-1780cmcm-1-1 d)C-H 变形振动(1000-700cm-1)面内38高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件39芳烃芳烃（1）C-H3000cm-1（2）C-H面外变形面外变形900-690cm-1（3）C=C骨架振动有四条谱带：骨架振动有四条谱带：1600cm-1(s)1585cm-1（*只有与不饱和基团或具有孤对电子基团只有与不饱和基团或具有孤对电子基团共轭才出现）共轭才出现）1500cm-1(s)1450cm-1（4）=C-H倍频倍频2000-1660cm-1芳烃40高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件41醇和酚醇和酚（1 1）游离的游离的O-H,O-H,在在3650-3600cm3650-3600cm-1-1有一个尖峰，此峰只有有一个尖峰，此峰只有在气态或非极性稀溶液中观察到。在气态或非极性稀溶液中观察到。（2 2）氢键缔合的氢键缔合的O-HO-H伸缩振动在伸缩振动在3500-3200cm3500-3200cm-1-1有一宽而强有一宽而强的峰，有时与的峰，有时与C-HC-H伸缩振动吸收重叠。伸缩振动吸收重叠。（3 3）C-OC-O伸缩振动吸收通常发生在伸缩振动吸收通常发生在1250-1000cm1250-1000cm-1-1范围，这个范围，这个峰可用来峰可用来区分伯，仲，叔醇区分伯，仲，叔醇。（4 4）O-HO-H面内变形振动：醇，面内变形振动：醇，1410-1250cm1410-1250cm-1-1;酚，酚，1300-1300-1165cm1165cm-1-1。伯伯-OH3640cm-1仲仲-OH3630cm-1叔叔-OH3620cm-1酚酚-OH3610cm-1（-OH）（C-O）1050cm-11100cm-11150cm-11200cm-1 醇和酚伯-OH 3640cm-1仲-OH 42新戊醇的红外光谱图新戊醇的红外光谱图新戊醇的红外光谱图43醚醚C-O-CC-O伸缩振动在伸缩振动在1300-1000cm-1，因为醇和酯中也有，因为醇和酯中也有C-O伸缩振伸缩振动，当不存在动，当不存在C=O和和O-H吸收时，就不可能是酯和醇。吸收时，就不可能是酯和醇。二烷基醚二烷基醚反对称反对称C-O-C伸缩振动伸缩振动(as)有一个强吸收在有一个强吸收在1120cm-1，对称伸，对称伸缩带缩带(s)一般很弱。一般很弱。苯基和乙烯基醚苯基和乙烯基醚苯基烷基醚有两个吸收带，苯基烷基醚有两个吸收带，对称伸缩振动对称伸缩振动1040cm-1；反对称；反对称C-O-C伸缩振动伸缩振动1250cm-1。乙烯基烷基醚，。乙烯基烷基醚，反对称伸缩振动反对称伸缩振动1220cm-1和对称伸缩振动和对称伸缩振动1040cm-1。醚 C-O-C44高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件45羰基化合物羰基化合物 羰基在羰基在1900-1600cm-1范围内有强吸收。范围内有强吸收。与羰基相连的原子（或基团）不同会明显影响羰基与羰基相连的原子（或基团）不同会明显影响羰基伸缩振动吸收。伸缩振动吸收。醛醛（1）C=O伸缩振动伸缩振动1725cm-1；（2）CHO的醛氢有两个中等强度的吸收峰的醛氢有两个中等强度的吸收峰2750cm-1和和2850cm-1，其中前一个峰峰形尖锐，易识别。根，其中前一个峰峰形尖锐，易识别。根据这两个峰可区分醛和酮。据这两个峰可区分醛和酮。羰基化合物 羰基在1900-1600cm-1范围内有强吸收46一般的醛一般的醛C=O在在1725cm-1，当其与芳基或，当其与芳基或、双键共轭时，双键共轭时，C=O吸收向低波数方向移动。如：吸收向低波数方向移动。如：丁醛的红外光谱图丁醛的红外光谱图一般的醛 C=O在1725cm-1，当其与芳基或、双键47酮酮酮的酮的C=O伸缩振动吸收在伸缩振动吸收在1715cm-1，共轭使吸收向低波数方，共轭使吸收向低波数方向移动。在向移动。在3500-3350cm-1范围有一个羰基吸收的倍频带，强度范围有一个羰基吸收的倍频带，强度很弱。很弱。丙酮的红外光谱图丙酮的红外光谱图酮丙酮的红外光谱图48羧酸羧酸（1）O-H通常在通常在3500-3200cm-1范围内有一宽而强的范围内有一宽而强的O-H伸缩振动带。往往叠加有弱的伸缩振动带。往往叠加有弱的C-H伸缩振动带。伸缩振动带。（2）C=O在在1730-1700cm-1有一较宽的有一较宽的C=O伸缩振动吸伸缩振动吸收，共轭使吸收向低波数移动。收，共轭使吸收向低波数移动。（3）C-O在在1320-1210cm-1范围有一中等强度的伸缩振范围有一中等强度的伸缩振动吸收，一般在动吸收，一般在1260cm-1。（4）O-H面外弯曲振动出现在面外弯曲振动出现在920cm-1，谱带宽，中，谱带宽，中等强度。等强度。羧酸49乙酸的红外光谱图乙酸的红外光谱图乙酸的红外光谱图50酯酯（1）C=O伸缩振动吸收伸缩振动吸收1735cm-1（2）C-O伸缩振动吸收伸缩振动吸收13001000cm-1范围有两个范围有两个（或多个）谱带：酯的酸部分和酯的醇部分。（或多个）谱带：酯的酸部分和酯的醇部分。（酯的酸部分酯的酸部分）在）在1300-1150cm-1有一强而宽有一强而宽的谱带。的谱带。芳香酯芳香酯吸收在这个范围左边吸收在这个范围左边（1310-1250cm-1）；）；饱饱和酯和酯吸收在这个范围右边（吸收在这个范围右边（1210-1150cm-1）。）。C-O-C（酯的醇部分酯的醇部分）在）在11501000cm-1有一较弱的有一较弱的谱带。谱带。一般在一般在13001000cm-1找到一个非常强和宽的找到一个非常强和宽的吸收即可鉴别化合物为酯。吸收即可鉴别化合物为酯。酯 （酯的酸部分）在1300-115051高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件52酰胺酰胺（1）C=O伸缩振动伸缩振动在在16701640cm-1范围，存在氢键效应，范围，存在氢键效应，谱带强且宽。在非常稀的溶液为谱带强且宽。在非常稀的溶液为1690cm-1。叔酰胺不受。叔酰胺不受此影响，在此影响，在16701640cm-1。（2）N-H伸缩振动伸缩振动在在35003100cm-1范围，范围，伯酰胺伯酰胺在在3350和和3150cm-1处有两个吸收峰，分别是由氢键缔合的处有两个吸收峰，分别是由氢键缔合的NH2不不对称伸缩振动和对称伸缩振动。对称伸缩振动和对称伸缩振动。仲酰胺仲酰胺只有一个吸收带。只有一个吸收带。（3）伯酰胺和仲酰胺的）伯酰胺和仲酰胺的N-H弯曲振动弯曲振动在在16401550cm-1，为一中等强度的吸收，有时与为一中等强度的吸收，有时与C=O吸收重叠。吸收重叠。（4）伯酰胺在伯酰胺在1400cm-1有一中等强度的有一中等强度的C-N伸缩振动伸缩振动。酰胺53苯甲酰胺的红外光谱苯甲酰胺的红外光谱苯甲酰胺的红外光谱54酸酐酸酐（1）C=O伸缩振动伸缩振动在在18301800cm-1和和17751740cm-1出现两个出现两个强吸收峰。强吸收峰。（2）C-O伸缩振动伸缩振动出现在出现在1300900cm-1范围内强而宽。范围内强而宽。酸酐55胺胺（1）N-H伸缩振动伸缩振动在在35003300cm-1。伯胺伯胺有两个带，有两个带，仲胺仲胺有一个带；有一个带；叔胺叔胺没有没有N-H伸缩振动。伸缩振动。（2）N-H剪切弯曲振动，剪切弯曲振动，伯胺在伯胺在16401560cm-1，宽，宽峰。仲胺在峰。仲胺在1500cm-1。（3）N-H面外弯曲振动面外弯曲振动在在900650cm-1，伯脂肪胺伯脂肪胺850750cm-1；仲脂肪胺仲脂肪胺750-700cm-1。（4）C-N伸缩振动伸缩振动在在13501000cm-1。脂肪胺脂肪胺在在12501000cm-1,芳胺芳胺在在13501250cm-1。胺56高聚物结构分析和表征第二章红外光谱ppt课件57硝基化合物硝基化合物N=O伸缩振动有两个强吸收带：伸缩振动有两个强吸收带：16001500cm-1（硝基反对称硝基反对称伸缩振动伸缩振动），），脂肪硝基脂肪硝基化合物，化合物，1550cm-1，芳香硝基芳香硝基化合物为：化合物为：1530cm-1。13901300cm-1（硝基对称伸缩振动硝基对称伸缩振动），硝基与双键），硝基与双键或芳香基团共轭时，吸收红移。或芳香基团共轭时，吸收红移。硝基化合物58有机卤代物有机卤代物（1）C-X键（小于键（小于1500cm-1）其中其中C-F，1400-1000cm-1；C-Cl，750-700cm-1；C-Br和和C-I，680-500cm-1。（2）连）连X的碳与其它功能团连接时，该功能团的红外吸收往的碳与其它功能团连接时，该功能团的红外吸收往往发生移动。如往发生移动。如-CH2X的的C-H面外摇摆振动面外摇摆振动产生的红外吸收为：产生的红外吸收为：-CH2Cl：1300-1250cm-1；-CH2Br：1230cm-1；-CH2I：1170cm-1。（3）卤原子直接与苯环相连时，）卤原子直接与苯环相连时，卤代苯有不同的特征吸收卤代苯有不同的特征吸收：Ar-F：1250-1100cm-1；Ar-Cl：1100-1040cm-1；Ar-Br：1070-1020cm-1。有机卤代物59例例1：未知物分子式为：未知物分子式为C8H16，其红外谱图如下图其红外谱图如下图所示，试推其结构。所示，试推其结构。例1：未知物分子式为C8H16，其红外谱图如下图所示，试推其60解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1，即该化，即该化合物具有一个烯基或一个环。合物具有一个烯基或一个环。3079cm-1处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢，处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢，因此该化合物肯定为烯，在因此该化合物肯定为烯，在1642cm-1处还有处还有C=C伸缩振伸缩振动吸收，更进一步证实了烯基的存在。动吸收，更进一步证实了烯基的存在。910、993cm-1处的处的C-H弯曲振动吸收说明该化合物有端乙弯曲振动吸收说明该化合物有端乙烯基，烯基，1823cm-1的吸收是的吸收是910吸收的倍频。吸收的倍频。从从2928、1462cm-1的较强吸收及的较强吸收及2951、1379cm-1的较弱的较弱吸收知未知物吸收知未知物CH2多，多，CH3少。少。综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即辛烯综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即辛烯-1。解：由其分子式可计算出该化合物不饱和度为1，即该化合物具有一61例例2：已知分子式：已知分子式C4H8O2，试根据，试根据IR谱图推测结构。谱图推测结构。例2：已知分子式C4H8O2，试根据IR谱图推测结构。622.6.2混合物的分析混合物的分析如：如：PVC制品中添加各种助剂，包括无机填料、增塑剂、抗制品中添加各种助剂，包括无机填料、增塑剂、抗氧剂等。氧剂等。2.6.3定量分析定量分析红外光谱定量分析是通过对特征吸收谱带强度的测量来求红外光谱定量分析是通过对特征吸收谱带强度的测量来求出组份含量，其理论依据是朗伯出组份含量，其理论依据是朗伯-比耳定律。比耳定律。2.6.2 混合物的分析如：PVC制品中添加各种助剂，包括631.在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，CO 伸缩振动频率出现最高者为伸缩振动频率出现最高者为()A 气体气体 B 正构烷烃正构烷烃 C 乙醚乙醚 D 乙醇乙醇 2.以下四种气体不吸收红外光的是以下四种气体不吸收红外光的是()A H2O B CO2 C HCl D N2 3.一个含氧化合物的红外光谱图在一个含氧化合物的红外光谱图在3600 3200cm-1有吸收峰有吸收峰,下列化合物最可能的是下列化合物最可能的是()A CH3CHO B CH3CO-CH3 C CH3CHOH-CH3 D CH3O-CH2-CH3 4化合物化合物(1)3500 3100 cm-1处处,有有 _ 振动吸收峰；振动吸收峰；的红外光谱图的主要振动吸收带应为的红外光谱图的主要振动吸收带应为:(2)3000 2700 cm-1处处,有有 _ 振动吸收峰；振动吸收峰；(3)1900 1650 cm-1处处,有有 _ 振动吸收峰；振动吸收峰；(4)1475 1300 cm-1处处,有有 _ 振动吸收峰。振动吸收峰。5在分子振动过程中，化学键或基团的在分子振动过程中，化学键或基团的 不发生变化，就不吸收红外光。不发生变化，就不吸收红外光。6.共扼效应使共扼效应使C=O伸缩振动频率向伸缩振动频率向 波数位移；诱导效应使其向波数位移；诱导效应使其向 波数位移。波数位移。7氢键效应使氢键效应使OH伸缩振动谱带向伸缩振动谱带向 波数方向移动。波数方向移动。8一般多原子分子的振动类型分为一般多原子分子的振动类型分为 振动和振动和 振动。振动。习题习题1.在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，CO 伸缩振64