第三章 红外光谱
3.1 基本原理
3.1.1波长和波数
电磁波的波长（ ? ）、频率（ v）、能量（ E）之间的关系：
3.1.2 近红外、中红外和远红外
波段名称 波长 μ 波数（ cm-1）
近红外 0.75— 2.5 13300－ 4000
中红外 2.5－ 25 4000－ 400
远红外 25－ 1000 400－ 10
红外光谱是研究波数在 4000-400cm-1范围内不同
波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图 。 谱图以波
长或波数为横坐标, 以透光度为纵坐标而形成 。
透光度以下式表示：
%100%
0
?? IIT
I：表示透过光的强度；
I0：表示入射光的强度。
3.1.3 红外光谱的表示方法
横坐标,波数 ( )400～ 4000 cm-1；表示吸收峰的位置 。
纵坐标,透过率（ T %），表示吸收强度。 T↓,表明吸
收的越好，故 曲线低谷 表示是一个 好的吸收带。
v
3.1.4 分子振动与红外光谱
1.分子的振动方式
(1)伸缩振动：
沿 轴 振 动, 只 改 变 键 长, 不 改 变 键 角
C
对 称 伸 缩 振 动 ( ν s )
( 2 8 5 3 c m
- 1
)
C
不 对 称 伸 缩 振 动 ( v a s )
( 2 9 2 6 c m
- 1
)
(2)弯曲振动：
C C C C
剪 式 振 动 ( δ s ) 面 内 摇 摆 振 动 ( ρ )
+ + +
+
面 外 摇 摆 振 动 ( ω ) ( τ )扭 式 振 动
面 内 面 外
弯 曲 振 动 只 改 变 键 角,不 改 变 键 长
值得注意的是, 不是所有的振动都能引起红外吸收，
只有偶极矩 (μ )发生变化的，才能有红外吸收。
H2,O2,N2 电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收。
H― C≡ C―H, R― C≡ C―R,其 C≡ C（三键）振动
也不能引起红外吸收。
2.振动方程式（ Hooke定律）
???
k
2
1?
振
21
21,
mm
mm
???
式中,k— 化学键的力常数, 单位为 N.cm-1
μ — 折合质量, 单位为 g
力常数 k,与 键长, 键能 有关：键能 ↑ （大），键长
↓ (短 ),k↑ 。
化学
键
键长
（ nm）
键能
（ KJ mol-1）
力常数
k（ N.cm-1）
波数范围
（ cm-1）
C― C 0.154 347.3 4.5 700～ 1200
C＝ C 0.134 610.9 9.6 1620～ 1680
C≡ C 0.116 836.8 15.6 2100～ 2600
键 型 O H N H C H C H C H C N C C C O C C C O C C
k / N, c m - 1 7, 7 6, 4 5, 9 5, 1 4, 8 1 7, 7 1 5, 6 1 2, 1 9, 6 5, 4 4, 5
折合质量 μ, 两振动原子只要有一个的质量 ↓,
μ ↓, (v)↑,红外吸收 信号 将出现 在高波数区。
一些常见化学键的力常数如下表所示：
C H N H HO
2 8 0 0 - 3 0 0 0 c m - 1 3 0 0 0 - 3 6 0 0 c m - 1
分子振动频率习惯以 (波数 )表示：
由此可见,(v） ∝ k,(v)与 μ 成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数 k越大,原子的 折
合质量越小,振动频率越大,吸收峰将出现在高波数
区 (短波长区）； 反之，出现在低波数区 (高波长区 )
v
v v
1
2
kv
cc
?
??
??
结论,
2,必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能
产生红外吸收光谱。
1,红外辐射光的频率与分子振动的频率相
当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能
量，而产生吸收光谱。
产生红外光谱的必要条件是：
3.2 各类有机化合物的红外特征吸收
3.2.1.第一峰区（ 4000－ 2500cm-1）
X－ H 伸缩振动吸收范围。 X代表 O,N,C,S，
对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃
及饱和烃类的 O－ H,N－ H,C－ H 伸缩振动。
1,O－ H
醇与酚,游离态－－ 3640～ 3610cm-1，峰形尖锐。
缔合－－ 3300cm-1附近，峰形宽而钝
羧酸, 3300～ 2500cm-1，中心约 3000cm-1,谱带宽
2, N－ H
胺类,游离 —— 3500～ 3300cm-1
缔合 —— 吸收位置降低约 100cm-1
伯胺,3500,3400cm-1，（吸收强度比羟基弱）
仲胺,3400cm-1（吸收峰比羟基要尖锐）
叔胺：无吸收
酰胺,伯酰胺,3350,3150cm-1 附近出现双峰
仲酰胺,3200cm-1 附近出现一条谱带
叔酰胺：无吸收
3,C－ H
烃类,3300～ 2700 cm-1范围,3000 cm-1是分界线 。
不饱和碳（三键、双键及苯环）＞ 3000 cm-1
饱和碳（除三元环外）＜ 3000 cm-1
炔烃：～ 3300 cm-1，峰很尖锐
烯烃、芳烃,3100～ 3000 cm-1
饱和烃基,3000～ 2700 cm-1，四个峰
－ CH3：～ 2960（ s）、～ 2870 cm-1（ m）
－ CH2－：～ 2925（ s）、～ 2850 cm-1（ s）
＞ CH－：～ 2890 cm-1
醛基,2850～ 2720 cm-1，两个吸收峰
巯基,2600～ 2500 cm-1，谱带尖锐，容易识别
3.2.2.第二峰区（ 2500－ 2000 cm-1）
叁键、累积双键（－ C≡C－、－ C≡N、
＞ C＝ C ＝ C＜,－ N＝ C＝ O、－ N＝ C＝ S）
谱带为中等强度吸收或弱吸收。干扰少，容易识别。
1,C≡C
2280～ 2100cm-1
乙炔及全对称双取代炔在红外光谱中观测不到。
2,C≡N
2250～ 2240cm-1，谱带较 C≡C 强。
C≡N 与苯环或双键共轭，谱带向低波数位移
20～ 30cm-1。
3.2.3.第三峰区（ 2000－ 1500cm-1）
双键的伸缩振动区。
包括 C＝ O,C＝ C,C＝ N,N＝ O,N－ H
1,C＝ O
1900～ 1650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。
羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。
变化规律：
酰卤,吸收位于最高波数端，特征，无干扰。
酸酐,两个羰基振动偶合产生双峰，波长位移 60～ 80 cm-1。
酯,脂肪酯－－～ 1735 cm-1
不饱和酸酯或苯甲酸酯－－低波数位移约 20 cm-1
羧酸,～ 1720 cm-1
若在第一区约 3000 cm-1出现强、宽吸收，可确认羧基
存在。
醛,在 2850～ 2720 cm-1 范围有 m 或 w 吸收，出现 1～ 2条谱
带，结合此峰，可判断醛基存在。
酮,唯一的特征吸收带
酰胺,1690～ 1630 cm-1,缔合态约 1650 cm-1
伯酰胺,～ 1690 cm-1（ Ⅰ ）,1640 cm-1（ Ⅱ ）
仲酰胺,～ 1680 cm-1（ Ⅰ ）,1530 cm-1（ Ⅱ ），
1260 cm-1 （ Ⅲ ）
叔酰胺,～ 1650 cm-1
2,C＝ C
1670~1600 cm-1,强度中等或较低
烯烃,1680～ 1610 cm-1
芳环骨架振动,﹝ 苯环、吡啶环及其它芳环 ﹞
1650~1450 cm-1 范围
苯,～ 1600,1580,1500,1450 cm-1
吡啶：～ 1600,1570,1500,1435 cm-1
呋喃：～ 1600,1500,1400 cm-1
喹啉：～ 1620,1596,1571,1470 cm-1
硝基、亚硝基化合物：强吸收
脂肪族,1580～ 1540 cm-1,1380～ 1340 cm-1
芳香族,1550～ 1500 cm-1,1360～ 1290 cm-1
亚硝基,1600～ 1500 cm-1
胺类化合物,－ NH2 位于 1640～ 1560 cm-1，
为 s 或 m 吸收带。
3.2.4.第四峰区（ 1500～ 600 cm-1）
指纹区
X－ C（ X≠H）键的伸缩振动及各类弯曲振动
1,C－ H 弯曲振动
烷烃：
－ CH3 约 1450 cm-1,1380 cm-1
－ CH(CH3)2 1380 cm-1,1370 cm-1
－ C(CH3)3 1390 cm-1,1370cm-1
＞ CH－ 1340 cm-1 （不特征）
烯烃：
面内,1420～ 1300 cm-1，不特征
面外,1000～ 670 cm-1，容易识别，可用于判断
取代情况。
芳环：
面内,1250～ 950 cm-1范围，应用价值小
面外,910～ 650 cm-1，可判断取代基的相对位置
苯 —— 910～ 670 cm-1
一取代 —— 770～ 730 cm-1,710～ 690 cm-1
二取代 —— 邻,770～ 735 cm-1
对,860～ 800 cm-1
间,900～ 800 cm-1,810～ 750 cm-1，
725～ 680 cm-1
2,C－ O 伸缩振动
1300～ 1000 cm-1
醇、酚,1250～ 1000 cm-1，强吸收带
酚,～ 1200 cm-1
伯醇,1050 cm-1
仲醇,1100 cm-1
叔醇,1150 cm-1
醚,C－ O－ C伸缩振动位于 1250～ 1050 cm-1,
确定醚类存在的唯一谱带
酯,C－ O－ C 伸缩振动位于 1300～ 1050 cm-1,
2 条谱带，强吸收
酸酐,C－ O－ C 伸缩振动吸收带位于 1300～ 1050 cm-1,
强而宽
3,其它键的振动
NO2：对称伸缩振动位于 1400～ 1300 cm-1
脂肪族,1380～ 1340 cm-1
芳香族,1360～ 1284 cm-1
COOH,COO－, 约 1420 cm-1, 1300～ 1200 cm-1,
两条强吸收带
NH2,面内,1650～ 1500 cm-1
面外,900～ 650 cm-1
【 CH2 】 n, 1350～ 1192 cm-1 （间隔约 20 cm-1 ）的谱带，
800～ 700 cm-1,弱吸收带
3.3 有机化合物基团的特征频率
总结大量红外光谱资料后，发现 具有同一类型
化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频
率总是出现在一定 的波数范围内,我们把这种
能代表某基团，并有较高强度的吸收峰，称为
该基团的特征吸收峰 (又称官能团吸收峰 )。
3.3.1 红外光谱的八个峰区
4000-1500cm-1区域又叫官能团区, 该 区域出现的吸
收峰，较为稀疏,容易辨认,
1500-400cm-1区域又叫指纹区, 这一区域主要是：
C－ C,C－ N,C－ O 等单键和各种弯曲振动的
吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
3.3.2 重要官能团的红外特征吸收
振
动
吸收
峰
化合物
C-H拉伸（或伸缩） C-H弯曲
烷烃 2960-2850cm-1
-CH2-,1460cm-1
-CH3,1380cm-1
异丙基，两个等强度的峰
三级丁基，两个不等强度的峰
振
动
吸收
峰
化合物
C-H拉伸
（或伸缩）
C=C,C?C,C=C-C=C
苯环 (拉伸或伸缩 ) C-H弯曲
烯烃
1680-1620 1000-800
RCH=CH2 1645（中）
R2C=CH2 1653（中）
顺 RCH=CHR 1650（中）
反 RCH=CHR 1675（弱）
>3000 （中）
3100-3010
三取代 1680（中 -弱）
四取代 1670（弱 -无）四取代 无
共轭烯烃 与烯烃同 向低波数位移，变宽 与烯烃同
910-905强 995-985强
895-885强
730-650弱且宽
980-965强
840-790强
无
强
吸收峰
化合物
振
动 C-H拉伸（或伸缩） C=C,C?C,C=C-C=C
苯环
C-H弯析
炔烃
3310-3300
一取代 2140-2100弱
非对称二取代 2260-2190弱 700-600
3110-3010中 1600中 670弱
倍频 2000-1650
邻 - 770-735强
间 - 810-750强
710-690中
对 - 833-810强
泛频 2000-1660
取代芳烃
较强 对称 无
强
同芳烃 同芳烃
1580弱
1500强 1450弱 -无
一取代 770-730,710-690强
二取代
芳烃
类 别 拉 伸 说 明
R-X
C-F
C-Cl
C-Br
C-I
1350-1100强
750-700 中
700-500 中
610-685 中
游离 3650-3500
缔合 3400-3200宽峰
不明显
醇、酚、
醚
-OH
C-O 1200-1000 不特征
胺 RNH2R
2NH 3500-3400（游离）缔合降低 100
3500-3300（游离）缔合降低 100
键和官能团
类别 拉 伸 (cm-1) 说 明
1770-1750（缔合时在 1710）
醛、酮 C=O
R-CHO
1750-1680
2720
羧酸
C=O
OH
酸酐
酰卤
酰胺
腈
气相在 3550，液固缔合时在
3000-2500（宽峰）
C=O
C=O
C=O
C=O
酯
1800
1860-1800 1800-1750
1735
NH2
1690-1650
3520,3380（游离）缔合降低 100
C?N 2260-2210
键和官能团
3.4 影响峰位置变化的因素
分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分
子其他部分的影响,也会因测定条件及样品的物理状
态而改变,所以同一基团的特征吸收会在一定范围内
波动,
R
O
C R 1 7 1 5 c m - 1R
O
C C l 1 7 8 0 c m - 1
C C H C C H C C H
2 8 5 0 - 3 0 0 0 3 1 0 0 - 3 0 0 0 ~ 3 3 0 0
1,成键轨道类型
例如,
2,诱导效应,由于邻近原子或基团的诱导效应的影响
使基团 中电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,
使振动频率发生变化,
例如,
3,共轭效应
由于邻近原子或基团的 共轭效应使原来基团中双键
性质从而减弱,使力常数减小,使吸收频率降低,
例如,
R
O
C R 1 7 1 5 c m - 1 1 6 6 5 - 1 6 8 5
O
C C C R
4,键张力的影响
主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数,
使环内或环上基团的振动频率发生变化,具体变化在不
同体系也有不同,
例如,
*环丙烷的 C-H伸缩频率在 3030 cm-1，
而开链烷烃的 C-H伸缩频率在 3000 cm-1以下。
5,氢键的影响
形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。例如：
乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是 3640 cm-1，而其
缔合物的振动频率是 3350 cm-1。形成氢键还使伸缩
振动谱带变宽。
6,振动的耦合
若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，
就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高
频和低频一侧各出现一个谱带。例如乙酸酐的两个羰
基间隔一个氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂
为 1818和 1750 cm-1。 (预期如果没有耦合其羰基振动将
出现在约 1760 cm-1)。
弯曲振动也能发生耦合。
7,物态变化的影响
通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态
较低。例如丙酮 vC=O(气 )＝ 1738 cm-1,vC=O(液 )＝ 1715
cm-1。溶剂也会影响吸收频率。
3.5 红外谱图解析 及应用
3.5.1 红外谱图解析的 基本步骤,
1.计算不饱和度
2.官能团的确定 ( >1500 cm-1)
3.指纹区确定细节（ 1500～ 600 cm-1）
4.核磁共振（ H质子）
5.综合以上分析提出化合物的可能结构
（一）鉴定已知化合物,
1.观察特征频率区,判断官能团，以确定所属
化合物的类型。
2.观察指纹区,进一步确定基团的结合方式。
3.对照标准谱图 验证。
2.经元素分析 确定实验式 ；
3.有条件时可有 MS谱测定相对分子量，
确定分子 式 ;
谱图解析示例：
5.按鉴定已知化合物的程序解析谱图。
（二）测定未知化合物,
1.准备性工作：
了解试样的 来源、纯度、熔点、沸点 等；
4.根据分子式 计算不饱和度 ;
1.烷烃：
1,2853～ 2962cm-1 C— H 伸缩振动；
2,1460cm-1,1380cm-1 C— H（ — CH3,— CH2）面内弯曲振动
3,723cm-1 C— H[— (CH2)n—,n ≥ 4] 平面摇摆振动；若 n＜ 4 吸
收峰将出现在 734～ 743cm-1处。
2.烯烃
1,3030cm-1 =C— H伸缩振动； 2,C— H 伸缩振动；
3,1625cm-1 C＝ C伸缩振动； 4,C— H（ — CH3,—
CH2） 面内弯曲振动；
二者的明显差异：
1.C＝ C双键的伸缩振动吸收峰：
顺式 — 1650cm-1。 反式 — 与 CH3,CH2的弯曲
振动接近。
2.＝ C－ H的平面弯曲振动吸收峰位置：
顺式 — 700cm-1； 反式 — 965cm-1。
3.5.2 红外谱解析要点及注意事项
1.红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）
2.同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的
3.红外谱图解析顺序
4.标准红外谱图的应用
3.5.3 红外光谱解析实例：
例一：未知物分子式为 C8H16,其红外图谱如下
图所示，试推其结构。
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，
因此该化合物肯定为烯，在 1642cm-1处还有 C=C伸缩振
动吸收，更进一步证实了烯基的存在。
910,993cm-1处的 C-H弯曲振动吸收说明该化合物有端
乙烯基,1823cm-1的吸收是 910吸收的倍频。
从 2928,1462cm-1的较强吸收及 2951,1379cm -1的较弱
吸收知未知物 CH2多,CH3少。
综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即 1-辛
稀。
例二：未知物分子式为 C3H6O，其红外图如下
图所示，试推其结构。
1.由其分子式可计算出该化合物不饱和度为 1。
2.以 3084,3014,1647,993,919cm-1等处的吸收峰，
可判断出该化合物具有端取代乙烯。
3.因分子式含氧，在 3338cm-1处又有吸收强、峰形圆
而钝的谱带。因此该未知化合物必为－－醇类化合
物。再结合 1028cm-1的吸收，知其为伯醇。
综合上述信息，未知物结构为,CH2=CH-CH2-OH。
例三：未知物分子式为 C12H24O2，其红外图如
下图所示，试推其结构。
1.Ω＝ 1
2.1703cm-1处的强吸收知该化合物含羰基，与一个不饱和度
相符。
3.2920,2851cm-1处的吸收很强而 2956,2866cm-1处的吸收
很弱，这说明 CH2的数目远多于 CH3的数目,723cm-1的显著
吸收所证实，说明未知物很可能具有一个正构的长碳链。
4.2956,2851cm-1的吸收是叠加在另一个宽峰之上的，从其
底部加宽可明显地看到这点。从分子式含两个氧知此宽峰来
自－ OH,很强的波数位移说明有很强的氢键缔合作用。结合
1703cm-1的羰基吸收，可推测未知物含羧酸官能团。 940、
1305,1412cm-1等处的吸收进一步说明羧酸官能团的存在。
综上所述，未知物结构为,CH3－（ CH2） 10－ COOH
例四：未知物分子式为 C6H8N2，其红外图如下
图所示，试推其结构。
1.Ω＝ 4
2.可能有苯环，此推测由 3031,1593,1502的
吸收峰所证实，由 750cm-1的吸收知该化合物含
邻位取代苯环。
3.3285,3193 cm-1的吸收是很特征的伯胺吸收。
（对称伸缩振动和反对称伸缩振动）
综合上述信息及分子式，可知该化合物为：
邻苯二胺
作业：
1,分子式为 C6H14,红外光谱如下，试推其结构。
2,分子式为 C8H7N,红外光谱如下，试推其结构。
3,分子式为 C4H6 O2，红外光谱如下，试推其结构。
4,分子式为 C10H14S,红外光谱如下，试推其结构。
3.1 基本原理
3.1.1波长和波数
电磁波的波长（ ? ）、频率（ v）、能量（ E）之间的关系：
3.1.2 近红外、中红外和远红外
波段名称 波长 μ 波数（ cm-1）
近红外 0.75— 2.5 13300－ 4000
中红外 2.5－ 25 4000－ 400
远红外 25－ 1000 400－ 10
红外光谱是研究波数在 4000-400cm-1范围内不同
波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图 。 谱图以波
长或波数为横坐标, 以透光度为纵坐标而形成 。
透光度以下式表示：
%100%
0
?? IIT
I：表示透过光的强度；
I0：表示入射光的强度。
3.1.3 红外光谱的表示方法
横坐标,波数 ( )400～ 4000 cm-1；表示吸收峰的位置 。
纵坐标,透过率（ T %），表示吸收强度。 T↓,表明吸
收的越好，故 曲线低谷 表示是一个 好的吸收带。
v
3.1.4 分子振动与红外光谱
1.分子的振动方式
(1)伸缩振动：
沿 轴 振 动, 只 改 变 键 长, 不 改 变 键 角
C
对 称 伸 缩 振 动 ( ν s )
( 2 8 5 3 c m
- 1
)
C
不 对 称 伸 缩 振 动 ( v a s )
( 2 9 2 6 c m
- 1
)
(2)弯曲振动：
C C C C
剪 式 振 动 ( δ s ) 面 内 摇 摆 振 动 ( ρ )
+ + +
+
面 外 摇 摆 振 动 ( ω ) ( τ )扭 式 振 动
面 内 面 外
弯 曲 振 动 只 改 变 键 角,不 改 变 键 长
值得注意的是, 不是所有的振动都能引起红外吸收，
只有偶极矩 (μ )发生变化的，才能有红外吸收。
H2,O2,N2 电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收。
H― C≡ C―H, R― C≡ C―R,其 C≡ C（三键）振动
也不能引起红外吸收。
2.振动方程式（ Hooke定律）
???
k
2
1?
振
21
21,
mm
mm
???
式中,k— 化学键的力常数, 单位为 N.cm-1
μ — 折合质量, 单位为 g
力常数 k,与 键长, 键能 有关：键能 ↑ （大），键长
↓ (短 ),k↑ 。
化学
键
键长
（ nm）
键能
（ KJ mol-1）
力常数
k（ N.cm-1）
波数范围
（ cm-1）
C― C 0.154 347.3 4.5 700～ 1200
C＝ C 0.134 610.9 9.6 1620～ 1680
C≡ C 0.116 836.8 15.6 2100～ 2600
键 型 O H N H C H C H C H C N C C C O C C C O C C
k / N, c m - 1 7, 7 6, 4 5, 9 5, 1 4, 8 1 7, 7 1 5, 6 1 2, 1 9, 6 5, 4 4, 5
折合质量 μ, 两振动原子只要有一个的质量 ↓,
μ ↓, (v)↑,红外吸收 信号 将出现 在高波数区。
一些常见化学键的力常数如下表所示：
C H N H HO
2 8 0 0 - 3 0 0 0 c m - 1 3 0 0 0 - 3 6 0 0 c m - 1
分子振动频率习惯以 (波数 )表示：
由此可见,(v） ∝ k,(v)与 μ 成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数 k越大,原子的 折
合质量越小,振动频率越大,吸收峰将出现在高波数
区 (短波长区）； 反之，出现在低波数区 (高波长区 )
v
v v
1
2
kv
cc
?
??
??
结论,
2,必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能
产生红外吸收光谱。
1,红外辐射光的频率与分子振动的频率相
当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能
量，而产生吸收光谱。
产生红外光谱的必要条件是：
3.2 各类有机化合物的红外特征吸收
3.2.1.第一峰区（ 4000－ 2500cm-1）
X－ H 伸缩振动吸收范围。 X代表 O,N,C,S，
对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃
及饱和烃类的 O－ H,N－ H,C－ H 伸缩振动。
1,O－ H
醇与酚,游离态－－ 3640～ 3610cm-1，峰形尖锐。
缔合－－ 3300cm-1附近，峰形宽而钝
羧酸, 3300～ 2500cm-1，中心约 3000cm-1,谱带宽
2, N－ H
胺类,游离 —— 3500～ 3300cm-1
缔合 —— 吸收位置降低约 100cm-1
伯胺,3500,3400cm-1，（吸收强度比羟基弱）
仲胺,3400cm-1（吸收峰比羟基要尖锐）
叔胺：无吸收
酰胺,伯酰胺,3350,3150cm-1 附近出现双峰
仲酰胺,3200cm-1 附近出现一条谱带
叔酰胺：无吸收
3,C－ H
烃类,3300～ 2700 cm-1范围,3000 cm-1是分界线 。
不饱和碳（三键、双键及苯环）＞ 3000 cm-1
饱和碳（除三元环外）＜ 3000 cm-1
炔烃：～ 3300 cm-1，峰很尖锐
烯烃、芳烃,3100～ 3000 cm-1
饱和烃基,3000～ 2700 cm-1，四个峰
－ CH3：～ 2960（ s）、～ 2870 cm-1（ m）
－ CH2－：～ 2925（ s）、～ 2850 cm-1（ s）
＞ CH－：～ 2890 cm-1
醛基,2850～ 2720 cm-1，两个吸收峰
巯基,2600～ 2500 cm-1，谱带尖锐，容易识别
3.2.2.第二峰区（ 2500－ 2000 cm-1）
叁键、累积双键（－ C≡C－、－ C≡N、
＞ C＝ C ＝ C＜,－ N＝ C＝ O、－ N＝ C＝ S）
谱带为中等强度吸收或弱吸收。干扰少，容易识别。
1,C≡C
2280～ 2100cm-1
乙炔及全对称双取代炔在红外光谱中观测不到。
2,C≡N
2250～ 2240cm-1，谱带较 C≡C 强。
C≡N 与苯环或双键共轭，谱带向低波数位移
20～ 30cm-1。
3.2.3.第三峰区（ 2000－ 1500cm-1）
双键的伸缩振动区。
包括 C＝ O,C＝ C,C＝ N,N＝ O,N－ H
1,C＝ O
1900～ 1650cm-1，峰尖锐或稍宽，其强度都较大。
羰基的吸收一般为最强峰或次强峰。
变化规律：
酰卤,吸收位于最高波数端，特征，无干扰。
酸酐,两个羰基振动偶合产生双峰，波长位移 60～ 80 cm-1。
酯,脂肪酯－－～ 1735 cm-1
不饱和酸酯或苯甲酸酯－－低波数位移约 20 cm-1
羧酸,～ 1720 cm-1
若在第一区约 3000 cm-1出现强、宽吸收，可确认羧基
存在。
醛,在 2850～ 2720 cm-1 范围有 m 或 w 吸收，出现 1～ 2条谱
带，结合此峰，可判断醛基存在。
酮,唯一的特征吸收带
酰胺,1690～ 1630 cm-1,缔合态约 1650 cm-1
伯酰胺,～ 1690 cm-1（ Ⅰ ）,1640 cm-1（ Ⅱ ）
仲酰胺,～ 1680 cm-1（ Ⅰ ）,1530 cm-1（ Ⅱ ），
1260 cm-1 （ Ⅲ ）
叔酰胺,～ 1650 cm-1
2,C＝ C
1670~1600 cm-1,强度中等或较低
烯烃,1680～ 1610 cm-1
芳环骨架振动,﹝ 苯环、吡啶环及其它芳环 ﹞
1650~1450 cm-1 范围
苯,～ 1600,1580,1500,1450 cm-1
吡啶：～ 1600,1570,1500,1435 cm-1
呋喃：～ 1600,1500,1400 cm-1
喹啉：～ 1620,1596,1571,1470 cm-1
硝基、亚硝基化合物：强吸收
脂肪族,1580～ 1540 cm-1,1380～ 1340 cm-1
芳香族,1550～ 1500 cm-1,1360～ 1290 cm-1
亚硝基,1600～ 1500 cm-1
胺类化合物,－ NH2 位于 1640～ 1560 cm-1，
为 s 或 m 吸收带。
3.2.4.第四峰区（ 1500～ 600 cm-1）
指纹区
X－ C（ X≠H）键的伸缩振动及各类弯曲振动
1,C－ H 弯曲振动
烷烃：
－ CH3 约 1450 cm-1,1380 cm-1
－ CH(CH3)2 1380 cm-1,1370 cm-1
－ C(CH3)3 1390 cm-1,1370cm-1
＞ CH－ 1340 cm-1 （不特征）
烯烃：
面内,1420～ 1300 cm-1，不特征
面外,1000～ 670 cm-1，容易识别，可用于判断
取代情况。
芳环：
面内,1250～ 950 cm-1范围，应用价值小
面外,910～ 650 cm-1，可判断取代基的相对位置
苯 —— 910～ 670 cm-1
一取代 —— 770～ 730 cm-1,710～ 690 cm-1
二取代 —— 邻,770～ 735 cm-1
对,860～ 800 cm-1
间,900～ 800 cm-1,810～ 750 cm-1，
725～ 680 cm-1
2,C－ O 伸缩振动
1300～ 1000 cm-1
醇、酚,1250～ 1000 cm-1，强吸收带
酚,～ 1200 cm-1
伯醇,1050 cm-1
仲醇,1100 cm-1
叔醇,1150 cm-1
醚,C－ O－ C伸缩振动位于 1250～ 1050 cm-1,
确定醚类存在的唯一谱带
酯,C－ O－ C 伸缩振动位于 1300～ 1050 cm-1,
2 条谱带，强吸收
酸酐,C－ O－ C 伸缩振动吸收带位于 1300～ 1050 cm-1,
强而宽
3,其它键的振动
NO2：对称伸缩振动位于 1400～ 1300 cm-1
脂肪族,1380～ 1340 cm-1
芳香族,1360～ 1284 cm-1
COOH,COO－, 约 1420 cm-1, 1300～ 1200 cm-1,
两条强吸收带
NH2,面内,1650～ 1500 cm-1
面外,900～ 650 cm-1
【 CH2 】 n, 1350～ 1192 cm-1 （间隔约 20 cm-1 ）的谱带，
800～ 700 cm-1,弱吸收带
3.3 有机化合物基团的特征频率
总结大量红外光谱资料后，发现 具有同一类型
化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频
率总是出现在一定 的波数范围内,我们把这种
能代表某基团，并有较高强度的吸收峰，称为
该基团的特征吸收峰 (又称官能团吸收峰 )。
3.3.1 红外光谱的八个峰区
4000-1500cm-1区域又叫官能团区, 该 区域出现的吸
收峰，较为稀疏,容易辨认,
1500-400cm-1区域又叫指纹区, 这一区域主要是：
C－ C,C－ N,C－ O 等单键和各种弯曲振动的
吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
3.3.2 重要官能团的红外特征吸收
振
动
吸收
峰
化合物
C-H拉伸（或伸缩） C-H弯曲
烷烃 2960-2850cm-1
-CH2-,1460cm-1
-CH3,1380cm-1
异丙基，两个等强度的峰
三级丁基，两个不等强度的峰
振
动
吸收
峰
化合物
C-H拉伸
（或伸缩）
C=C,C?C,C=C-C=C
苯环 (拉伸或伸缩 ) C-H弯曲
烯烃
1680-1620 1000-800
RCH=CH2 1645（中）
R2C=CH2 1653（中）
顺 RCH=CHR 1650（中）
反 RCH=CHR 1675（弱）
>3000 （中）
3100-3010
三取代 1680（中 -弱）
四取代 1670（弱 -无）四取代 无
共轭烯烃 与烯烃同 向低波数位移，变宽 与烯烃同
910-905强 995-985强
895-885强
730-650弱且宽
980-965强
840-790强
无
强
吸收峰
化合物
振
动 C-H拉伸（或伸缩） C=C,C?C,C=C-C=C
苯环
C-H弯析
炔烃
3310-3300
一取代 2140-2100弱
非对称二取代 2260-2190弱 700-600
3110-3010中 1600中 670弱
倍频 2000-1650
邻 - 770-735强
间 - 810-750强
710-690中
对 - 833-810强
泛频 2000-1660
取代芳烃
较强 对称 无
强
同芳烃 同芳烃
1580弱
1500强 1450弱 -无
一取代 770-730,710-690强
二取代
芳烃
类 别 拉 伸 说 明
R-X
C-F
C-Cl
C-Br
C-I
1350-1100强
750-700 中
700-500 中
610-685 中
游离 3650-3500
缔合 3400-3200宽峰
不明显
醇、酚、
醚
-OH
C-O 1200-1000 不特征
胺 RNH2R
2NH 3500-3400（游离）缔合降低 100
3500-3300（游离）缔合降低 100
键和官能团
类别 拉 伸 (cm-1) 说 明
1770-1750（缔合时在 1710）
醛、酮 C=O
R-CHO
1750-1680
2720
羧酸
C=O
OH
酸酐
酰卤
酰胺
腈
气相在 3550，液固缔合时在
3000-2500（宽峰）
C=O
C=O
C=O
C=O
酯
1800
1860-1800 1800-1750
1735
NH2
1690-1650
3520,3380（游离）缔合降低 100
C?N 2260-2210
键和官能团
3.4 影响峰位置变化的因素
分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分
子其他部分的影响,也会因测定条件及样品的物理状
态而改变,所以同一基团的特征吸收会在一定范围内
波动,
R
O
C R 1 7 1 5 c m - 1R
O
C C l 1 7 8 0 c m - 1
C C H C C H C C H
2 8 5 0 - 3 0 0 0 3 1 0 0 - 3 0 0 0 ~ 3 3 0 0
1,成键轨道类型
例如,
2,诱导效应,由于邻近原子或基团的诱导效应的影响
使基团 中电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,
使振动频率发生变化,
例如,
3,共轭效应
由于邻近原子或基团的 共轭效应使原来基团中双键
性质从而减弱,使力常数减小,使吸收频率降低,
例如,
R
O
C R 1 7 1 5 c m - 1 1 6 6 5 - 1 6 8 5
O
C C C R
4,键张力的影响
主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数,
使环内或环上基团的振动频率发生变化,具体变化在不
同体系也有不同,
例如,
*环丙烷的 C-H伸缩频率在 3030 cm-1，
而开链烷烃的 C-H伸缩频率在 3000 cm-1以下。
5,氢键的影响
形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。例如：
乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是 3640 cm-1，而其
缔合物的振动频率是 3350 cm-1。形成氢键还使伸缩
振动谱带变宽。
6,振动的耦合
若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，
就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高
频和低频一侧各出现一个谱带。例如乙酸酐的两个羰
基间隔一个氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂
为 1818和 1750 cm-1。 (预期如果没有耦合其羰基振动将
出现在约 1760 cm-1)。
弯曲振动也能发生耦合。
7,物态变化的影响
通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态
较低。例如丙酮 vC=O(气 )＝ 1738 cm-1,vC=O(液 )＝ 1715
cm-1。溶剂也会影响吸收频率。
3.5 红外谱图解析 及应用
3.5.1 红外谱图解析的 基本步骤,
1.计算不饱和度
2.官能团的确定 ( >1500 cm-1)
3.指纹区确定细节（ 1500～ 600 cm-1）
4.核磁共振（ H质子）
5.综合以上分析提出化合物的可能结构
（一）鉴定已知化合物,
1.观察特征频率区,判断官能团，以确定所属
化合物的类型。
2.观察指纹区,进一步确定基团的结合方式。
3.对照标准谱图 验证。
2.经元素分析 确定实验式 ；
3.有条件时可有 MS谱测定相对分子量，
确定分子 式 ;
谱图解析示例：
5.按鉴定已知化合物的程序解析谱图。
（二）测定未知化合物,
1.准备性工作：
了解试样的 来源、纯度、熔点、沸点 等；
4.根据分子式 计算不饱和度 ;
1.烷烃：
1,2853～ 2962cm-1 C— H 伸缩振动；
2,1460cm-1,1380cm-1 C— H（ — CH3,— CH2）面内弯曲振动
3,723cm-1 C— H[— (CH2)n—,n ≥ 4] 平面摇摆振动；若 n＜ 4 吸
收峰将出现在 734～ 743cm-1处。
2.烯烃
1,3030cm-1 =C— H伸缩振动； 2,C— H 伸缩振动；
3,1625cm-1 C＝ C伸缩振动； 4,C— H（ — CH3,—
CH2） 面内弯曲振动；
二者的明显差异：
1.C＝ C双键的伸缩振动吸收峰：
顺式 — 1650cm-1。 反式 — 与 CH3,CH2的弯曲
振动接近。
2.＝ C－ H的平面弯曲振动吸收峰位置：
顺式 — 700cm-1； 反式 — 965cm-1。
3.5.2 红外谱解析要点及注意事项
1.红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）
2.同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的
3.红外谱图解析顺序
4.标准红外谱图的应用
3.5.3 红外光谱解析实例：
例一：未知物分子式为 C8H16,其红外图谱如下
图所示，试推其结构。
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，
因此该化合物肯定为烯，在 1642cm-1处还有 C=C伸缩振
动吸收，更进一步证实了烯基的存在。
910,993cm-1处的 C-H弯曲振动吸收说明该化合物有端
乙烯基,1823cm-1的吸收是 910吸收的倍频。
从 2928,1462cm-1的较强吸收及 2951,1379cm -1的较弱
吸收知未知物 CH2多,CH3少。
综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即 1-辛
稀。
例二：未知物分子式为 C3H6O，其红外图如下
图所示，试推其结构。
1.由其分子式可计算出该化合物不饱和度为 1。
2.以 3084,3014,1647,993,919cm-1等处的吸收峰，
可判断出该化合物具有端取代乙烯。
3.因分子式含氧，在 3338cm-1处又有吸收强、峰形圆
而钝的谱带。因此该未知化合物必为－－醇类化合
物。再结合 1028cm-1的吸收，知其为伯醇。
综合上述信息，未知物结构为,CH2=CH-CH2-OH。
例三：未知物分子式为 C12H24O2，其红外图如
下图所示，试推其结构。
1.Ω＝ 1
2.1703cm-1处的强吸收知该化合物含羰基，与一个不饱和度
相符。
3.2920,2851cm-1处的吸收很强而 2956,2866cm-1处的吸收
很弱，这说明 CH2的数目远多于 CH3的数目,723cm-1的显著
吸收所证实，说明未知物很可能具有一个正构的长碳链。
4.2956,2851cm-1的吸收是叠加在另一个宽峰之上的，从其
底部加宽可明显地看到这点。从分子式含两个氧知此宽峰来
自－ OH,很强的波数位移说明有很强的氢键缔合作用。结合
1703cm-1的羰基吸收，可推测未知物含羧酸官能团。 940、
1305,1412cm-1等处的吸收进一步说明羧酸官能团的存在。
综上所述，未知物结构为,CH3－（ CH2） 10－ COOH
例四：未知物分子式为 C6H8N2，其红外图如下
图所示，试推其结构。
1.Ω＝ 4
2.可能有苯环，此推测由 3031,1593,1502的
吸收峰所证实，由 750cm-1的吸收知该化合物含
邻位取代苯环。
3.3285,3193 cm-1的吸收是很特征的伯胺吸收。
（对称伸缩振动和反对称伸缩振动）
综合上述信息及分子式，可知该化合物为：
邻苯二胺
作业：
1,分子式为 C6H14,红外光谱如下，试推其结构。
2,分子式为 C8H7N,红外光谱如下，试推其结构。
3,分子式为 C4H6 O2，红外光谱如下，试推其结构。
4,分子式为 C10H14S,红外光谱如下，试推其结构。
