总结 红外光谱频率与官能团特征吸收峰

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 C-H =C-H ≡C-H -C-C- -C=C- C≡C C=O 化合物类型 烷烃 烯烃及芳烃 炔烃 烷烃 烯烃 炔烃 醛 酮 酸及酯 酰胺 -OH 醇及酚 氢键结合的醇及酚 -NH2 C-X 胺 氯化物 溴化物

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。

吸收峰位置/cm-1 2960~2850 3100~3010 3300 1200~700 1680~1620 2200~2100 1740~1720 1725~1705 1770~1710 1690~1650 3650~3610 3400~3200 3500~3300 750~700 700~500 吸收强度 强 中等 强 弱 不定 不定 强 强 强 强 不定，尖锐 强，宽 中等，双峰 中等 中等 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。 1、σ

C-H在

2975—2845 cm-1范围，包括甲基、亚甲基和次甲基的对称与不对称

伸缩振动 2、δ

C-H在

1460 cm-1和1380 cm-1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。1380 cm-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1380 cm-1峰位置有影响，相邻基团电负性愈强，愈移向高波数区，例如，在CH3F中此峰移至1475 cm-1。

异丙基 1380 cm-1 裂分为两个强度几乎相等的两个峰 1385 cm-1、1375 cm-1 叔丁基 1380 cm-1 裂分1395 cm-1 、1370cm-1两个峰，后者强度差不多是前者的两倍，在1250 cm-1、1200 cm-1附近出现两个中等强度的骨架振动。 3、σ4、γ

C-C在

1250—800 cm-1范围内，因特征性不强，用处不大。

大于或等于4时，在722 cm-1有一个

C-H分子中具有—（CH2）n—链节，n

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。 1、σ

C=C-H 烯烃双键上的

C-H键伸缩振动波数在3000 cm-1以上，末端双键氢

C=CH2在3075—3090 cm-1有强峰最易识别。

1670—1620 cm-1。随着取代基的不同，σ

C=C

2、σC=C 吸收峰的位置在

吸收峰

的位置有所不同，强度也发生变化。 3、δ

C=C-H烯烃双键上的

C-H键面内弯曲振动在1500—1000 cm-1，对结构不敏

感，用途较少；而面外摇摆振动吸收最有用，在1000—700 cm-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。

RHC=CH2 995~985cm-1（=CH，S） 915~905 cm-1（=CH2，S） R1R2C=CH2 895~885 cm-1（S）

（顺）-R1CH=CHR2 ~690 cm-1 （反）-R1CH=CHR2 980~965 cm-1（S） R1R2C=CHR3 840~790cm-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 C H 该振动吸收非常特征，吸收峰位置在3300—3310 cm-1，中等强度。σ

N-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 C C 一般 C C 键的伸缩振动吸收都较弱。一元取代炔烃 RC CH σC C 出现在2140—2100 cm-1，二元取代炔烃在2260—2190 cm-1，当两个取代基的性质相差太大时，炔化物极性增强，吸收峰的强度增大。当 处于分子的对称中心时，σ C 为红外非活性。 C3、σC C H 炔烃变形振动发生在680—610 cm-1。 四、芳烃

芳烃的红外吸收主要为苯环上的C-H键及环骨架中的C=C键振动所引起。芳族化合物主要有三种特征吸收。 1、σ

Ar-H 芳环上

C-H吸收频率在3100~3000 cm-1附近，有较弱的三个峰，特征

C=C-H频率相近，但烯烃的吸收峰只有一个。

性不强，与烯烃的σ2、σ

C=C

芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600，1585，1500，

1450 cm-1，这是鉴定有无苯环的重要标志之一。 3、δ

Ar-H

芳烃的C-H变形振动吸收出现在两处。1275—960 cm-1为δ

Ar-H，由于

吸收较弱，易受干扰，用处较小。另一处是900—650 cm-1的δ

Ar-H吸收较强，是Ar-H频率越高，

识别苯环上取代基位置和数目的极重要的特征峰。取代基越多，δ

见表3-10。若在1600—2000 cm-1之间有锯齿壮倍频吸收（C-H面外和C=C面内弯曲振动的倍频或组频吸收），是进一步确定取代苯的重要旁证。 苯 670cm-1（S） 单取代苯 770~730 cm-1（VS），710~690 cm-1（S） 1,2-二取代苯 770~735 cm-1（VS）

1,3-二取代苯 810~750 cm-1（VS）,725~680 cm-1（m~S）

1,4-二取代苯 860~800 cm-1（VS） 五、卤化物

随着卤素原子的增加，σ

如C-X降低。

C-F（1100~1000 cm-1）；C-Cl（750~700

cm-1）；C-Br（600~500 cm-1）；C-I（500~200 cm-1）。此外，C-X吸收峰的频率容易受到邻近基团的影响，吸收峰位置变化较大，尤其是含氟、含氯的化合物变化更大，而且用溶液法或液膜法测定时，常出现不同构象引起的几个伸缩吸收带。因此IR光谱对含卤素有机化合物的鉴定受到一定限制。 六、醇和酚

醇和酚类化合物有相同的羟基，其特征吸收是O-H和C-O键的振动频率。 1、 σ

O-H

一般在3670~3200 cm-1区域。游离羟基吸收出现在3640~3610 cm-1，

峰形尖锐，无干扰，极易识别（溶剂中微量游离水吸收位于3710 cm-1）。OH是个强极性基团，因此羟基化合物的缔合现象非常显著，羟基形成氢键的缔合峰一般出现在3550~3200 cm-1。

1,2-环戊二醇 顺式异构体 P47

0.005mol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）。

0.04 mol/L (CCl4) 3633 cm-1（游离），3572 cm-1（分子内氢键）~3500cm-1(分子间氢键)。 2、σ

C-O和δO-H

C-O键伸缩振动和O-H面内弯曲振动在1410—1100 cm-1处有

C-O

强吸收，当无其它基团干扰时，可利用σ的频率来了解羟基的碳链取代情况

（伯醇在1050cm-1，仲醇在1125cm-1，叔醇在1200cm-1，酚在1250cm-1）。 七、醚和其它化合物

醚的特征吸收带是C-O-C不对称伸缩振动，出现在1150~1060cm-1处，强度大，C-C骨架振动吸收也出现在此区域，但强度弱，易于识别。醇、酸、酯、内酯的σ

C-O吸收在此区域，故很难归属。

八、醛和酮

醛和酮的共同特点是分子结构中都含有（C=O），σ

C=O在

1750~1680cm-1范

围内，吸收强度很大，这是鉴别羰基的最明显的依据。临近基团的性质不同，吸收峰的位置也有所不同。羰基化合物存在下列共振结构：

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