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红外光谱分析指的是利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。

其每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动(例如伸缩振动和变角振动)。

分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。

红外分析口诀

红外可分远中近，中红特征指纹区，

1300来分界线，注意横轴划分异。

看图要知红外仪，弄清物态液固气，

样品来源制样法，物化性能多联系。

识图先学饱和烃，三千以下看峰形。

2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。

1470碳氢弯，1380甲基显。

二个甲基同一碳，1380分二半。

面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。

烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。

末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。

化合物，有键偏，～1650会出现。

烯氢面外易变形，1000以下有强峰。

910端基氢，再有一氢990。

顺式二氢690，反式移至970；

单氢出峰820，干扰顺式难确定。

炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。

三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。

芳烃呼吸很特征，1600～1430，

1650～2000，取代方式区分明。

900～650，面外弯曲定芳氢。

五氢吸收有两峰，700和750，

四氢只有750，二氢相邻830，

间二取代出三峰，700、780、880处孤立氢。

醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。

C-O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。

1050伯醇显，1100乃是仲，

1150叔醇在，1230才是酚。

1110醚链伸，注意排除酯酸醇。

若与π键紧相连，二个吸收要看准，

1050对称峰，1250反对称。

苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。

次甲基二氧连苯环，930处有强峰。

环氧乙烷有三峰，1260环振动，

九百上下反对称，八百左右最特征。

缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。

酸酐也有C-O键，开链环酐有区别，

开链强宽一千一，环酐移至1250。

羰基伸展一千七，2720定醛基。

吸电效应波数高，共轭则向低频移。

张力促使振动快，环外双键可类比。

二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，

920，钝峰显，羧基可定二聚酸。

酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，

链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。

羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，

1600反对称，1400对称峰。

1740酯羰基，何酸可看碳氧展。

1180甲酸酯，1190是丙酸，

1220乙酸酯，1250芳香酸。

1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。

氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。

羰基伸展酰胺I，1660有强峰；

N-H变形酰胺II，1600分伯仲。

伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；

碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。

胺尖常有干扰见，N-H伸展三千三，

叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。

1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。

八百左右面内摇，确定最好变成盐。

伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽，

仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，

亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。

硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。

1350、1500，分为对称反对称。

氨基酸，成内盐，3100～2100峰形宽。

1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。

盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。

矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。

钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。

注意羟基水和铵，先记几种普通盐。

1100是硫酸根，1380硝酸盐，

1450碳酸根，一千左右看磷酸。

硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。

勤学苦练多实践，红外识谱不算难。

红外光谱分析步骤

1、首先依据谱图推出化合物碳架类型

根据分子式计算不饱和度，

公式：不饱和度=(2C+2-H-Cl+N)/2

其中：Cl为卤素原子

例如：

比如苯：C₆H₆，不饱和度=(2*6+2-6)/2=4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。

2、分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收

以3000cm^-1为界：高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物，而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。

3、若在稍高于3000cm^-1有吸收，则应在2250~1450cm^-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：

• 炔2200~2100cm^-1

• 烯1680~1640cm^-1

• 芳环1600，1580，1500，1450cm-1泛峰

若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm^-1的频区，以确定取代基个数和位置(顺、反；邻、间、对)。

4、碳骨架类型确定后，再依据其他官能团，如C=O，O-H，C-N等特征吸收来判定化合物的官能团。

5、解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820，2720和1750~1700cm^-1的三个峰，说明醛基的存在。

举例应用

例1：某未知物的分子式为C₁₂H₂₄，试从其红外吸收光谱图推出它的结构。

未知物C₁₂H₂₄红外光谱图

1、由分子式计算其不饱和度：该化合物具有一个双键或一个环。

2、谱图解析

①由谱图可看到在1900～1650cm^-1无vC=O的强吸收峰，在1300～1000cm^-1也无一个vas,C-C-C的弱吸收峰，分子式中无氧，可初步判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛和酮。

②在3700～3000cm^-1无宽的vO-H或vN-N吸收峰，表明其不是醇、酚、胺类化合物；在1250～1100cm^-1无vC-O吸收峰，分子式中无氧，表明其也不是醚类化合物。

③按波数自高至低的顺序，对吸收峰进行解析。首先由3075cm^-1出现小的肩峰说明存在烯烃vC-H伸缩振动，在1640cm^-1还出现强度较弱的vC=C伸缩振动，由以上两点表明此化合物为一烯烃。

④在3000～2800cm^-1的吸收峰表明有-CH₃、-CH₂-存在，在2960cm^-1、2920cm^-1、2870cm^-1、2850cm^-1的强吸收峰表明存在-CH₃和-CH₂-的vC-H(as)、vC-H(s)，且-CH₂-的数目大于-CH₃的数目，从而推断此化合物为一直链烯烃。在715cm^-1出现的小峰，显示-CH₂-的面内摇摆振动δ-CH₂-，也表明长碳链的存在。

⑤在980cm^-1、915cm^-1的稍弱吸收峰为次甲基和亚甲基产生的面外弯曲振动γC-H。

⑥在1460cm^-1吸收峰为-CH₃、-CH₂-的不对称剪式振动δC-H(as) ；1375cm^-1为-CH₃的对称剪式振动δC-H(s)，其强度很弱，表明-CH₃的数目很少。

由以上解析可确定此化合物为1-十二烯。

例2：某未知物分子式为C₄H₁₀O，试从其红外吸收光谱图推断其分子结构。

未知物C₄H₁₀O的红外光谱图

1、由分子式计算它的不饱和度：表明其为饱和化合物。

2、谱图解析

①由谱图可看到1900～1650cm^-1无vC=O的强吸收峰，在1300～1000cm^-1无vas,C-C-C的弱吸收峰，但有强吸收峰，可初步判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛和酮。

②在3500～3100cm^-1未出现vN-H的中强度双峰，表明无铵存在；但在3350cm^-1出现强吸收的宽峰表明存在vO-H伸缩振动，其已移向低波数表明存在醇的分子缔合现象。

③在2960cm^-1、2920cm^-1、2870cm^-1吸收峰，表明存在-CH₃、-CH₂-的伸缩振动vC-H。

④1460cm^-1吸收峰，表明存在-CH₃、-CH₂-的不对称剪式振动δC-H(as)。

⑤1380cm^-1、1370cm^-1的等强度双峰，表明存在C-H的面内弯曲振动δC-H，其为异丙基分裂现象。

⑥1300～1000cm^-1的一系列吸收峰表明存在C-O的伸缩振动vC-O，即有一级醇-OH存在。

由以上解析可确定此化合物为饱和的一级醇，存在异丙基分裂。可确定其为异丁醇。

例3：分子式为C₈H₈O的未知物，沸点为220℃，由其红外吸收光谱图判断其结构。

未知物C₈H₈O的红外光谱图

1、从分子式计算不饱和度：，估计其含有苯环和双键(或环烷烃)。

2、谱图解析

①在1680cm^-1呈现vC=O的强吸收峰，可能为羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛、酮等化合物。因分子式中无氮，可排除酰胺；在3300～2500cm^-1，无vO-H的宽吸收峰，可排除羧酸；在2820cm^-1和2720cm^-1无vC-H和δC-H倍频共振的双吸收峰，可排除醛；在1830cm^-1和1750cm^-1无vC=O的羰基振动耦合双峰，可排除酸酐。

由于在1200～1000cm^-1存在3个弱吸收峰，可能为vas,C-C-C或vC-O伸缩振动吸收峰，因此，此化合物可能为酮或酯。

②1600cm^-1、1580cm^-1、1500cm^-1处的3个吸收峰是苯环骨架伸缩振动vC=C的特征，表明分子中有苯环。

③在1265cm^-1呈现的强吸收峰为芳酮特征，其为羰基和芳香环的耦合吸收峰。

④在3000cm^-1以上仅有微弱的吸收峰，表明分子中仅含少量的-CH₃或-CH₂-。

⑤在2000～1700cm^-1仅有微弱的吸收峰，其为γC-H面外伸缩振动，是苯衍生物的特征峰。

⑥1380cm^-1吸收峰，表明有-CH₃的面内弯曲振动(对称剪式振动)δC-H(s) 。

⑦900～650cm^-1的吸收峰，为苯环C-H面外弯曲振动γC-H，750cm^-1、690cm^-1的2个强吸收峰，表明化合物为单取代苯。

由以上解析可知，此化合物为苯乙酮。

例4：某未知物的分子式为C₆H₁₅N，试从其红外吸收光谱图推断其结构。

未知化合物C₆H₁₅N的红外光谱图

1、由分子式计算其不饱和度：其为饱和化合物。

2、谱图解析

①谱图中在1900～1650cm^-1无vC=O的强吸收峰，且分子式中无氧，可判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、酰胺、醛和酮。

②由3330cm^-1和3240cm^-1出现vN-H的2个中等强度吸收峰，可初步判断它可能为胺类。在1606cm^-1呈现δN-H的特征中等强度宽峰，在1072cm^-1呈现vC-N弱吸收峰和在830cm^-1呈现的γN-H宽吸收峰，都进一步确证此化合物为胺类。

③在3000～2800cm^-1出现的分裂的强吸收峰，表明存在-CH₃、-CH₂-的伸缩振动vas,C-H和vs,C-H ；在1473cm^-1出现强峰为-CH₃、-CH₂-面内弯曲振动δas,C-H；在1382cm^-1出现中等强度的单峰为-CH₃面内弯曲振动δs,C-H；在723cm^-1出现的中强吸收峰，为4个以上-CH₂-直接联结时的平面摇摆振动φCH₂。

由以上解析，可确定此化合物为正己胺，分子式为CH₃(CH₂)₅NH₂。

例5：某未知物的分子式为C₆H₁₀O₂，试从其红外吸收光谱图推断其结构。

未知物C₆H₁₀O₂的红外光谱图

1、由分子式计算其不饱和度：其可能含有1个三键或2个双键。

2、谱图解析

①谱图中在1900～1650cm^-1有一个vC=O的强吸收峰，且分子有2个氧原子，并在1300～1100cm^-1有一vC-O强吸收峰，表明其为典型的羧酸酯类化合物。

②在2200～2100cm^-1无vC≡C的尖锐吸收峰，在3300～3100cm^-1无vC≡C-H的尖锐吸收峰，表明其不是炔类化合物。

③在1680～1620cm^-1有强度较弱的肩峰，表明其为vC-C的较弱吸收峰，此化合物可能为不饱和脂肪酸酯。

④在2900～2800cm^-1有一弱的吸收峰，其为甲基vC-H(s)吸收峰和亚甲基vC-H(s)吸收峰，表明分子中含有-CH₃和-CH₂-。

⑤在1460cm^-1有弱吸收峰，为甲基和亚甲基的δC-H(as)吸收峰；在1380cm^-1吸收峰为甲基δC-H(s)。吸收峰；在910cm^-1吸收峰为亚甲基γC-H吸收峰。

由以上解析、分子式及不饱和度，可推断此化合物为2-甲基丙烯酸乙酯，分子式为

此外，想要轻松解析红外光谱图，还要熟练掌握各原子之间的键能。