红外与拉曼光谱红外与拉曼光谱(Infrared and Raman Spectra, IR and Raman)第五章第五章 本章主要内容1. 红外光谱基本原理红外光谱基本原理2. 仪器简介仪器简介3. 影响振动频率的因素影响振动频率的因素4.各类各类有机有机化合物的红外特征光谱化合物的红外特征光谱5. 红外光谱红外光谱的解析和应用的解析和应用6. *拉曼光谱的特征谱带和应用拉曼光谱的特征谱带和应用 §5.1 基本原理 红外光谱红外光谱是测定有机化合物的重要物理方法之一它可是测定有机化合物的重要物理方法之一它可用于分子中所含用于分子中所含官能团的鉴定官能团的鉴定，亦可进行组分纯度分析及某，亦可进行组分纯度分析及某些理论研究，还可与其它手段配合推断未知物分子的结构些理论研究，还可与其它手段配合推断未知物分子的结构 红外光谱红外光谱——是以连续波长的红外光照射样品，由于分子是以连续波长的红外光照射样品，由于分子吸收了红外线的能量，引起分子内振动能级的跃迁而产生吸收了红外线的能量，引起分子内振动能级的跃迁而产生 电磁波的波长（电磁波的波长（ ）、频率（）、频率（ v）、能量（）、能量（E）之间的关系：）之间的关系：红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为 0.75 ~ 1000µm，根据仪器特点和应用不同，习惯上又将红外光区分，根据仪器特点和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：为三个区：近红外光区近红外光区（（0.75 ~ 2.5µm ），），中红外光区中红外光区（（2.5 ~ 25µm ），），远红外光区远红外光区（（25 ~ 1000 µm ）。
中红外区：中红外区：4000 ~ 400cm-1 近红外光区近红外光区的吸收带（的吸收带（0.75 ~ 2.5µm ）主要是）主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如由低能电子跃迁、含氢原子团（如O-H、、N-H、、C-H）伸缩振动的倍频吸收产生该区的光谱可用来研）伸缩振动的倍频吸收产生该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析 中红外光区中红外光区吸收带（吸收带（2.5 ~ 25µm ）是绝大多数）是绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动有机化合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动能级（能级（ =0）跃迁至第一振动激发态（）跃迁至第一振动激发态（ =1）时，）时，所产生的吸收峰称为基频峰）所产生的吸收峰称为基频峰） 由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析同时，以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。
同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光了该区大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区通常，谱区通常，中红外光谱法又简称为红外光谱法中红外光谱法又简称为红外光谱法 远红外光区远红外光区吸收带吸收带 （（25 ~ 1000µm ）是由气体分）是由气体分子中的纯转动跃迁、振动子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体中重转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的中的晶格振动所引起的 由于低频骨架振动能灵敏地由于低频骨架振动能灵敏地反映出结构变化，所以对异构体的研究特别有效反映出结构变化，所以对异构体的研究特别有效 红外吸收：一定波长的红外光照射被研究物质红外吸收：一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能的分子，若辐射能(hv)(hv)等于振动基态等于振动基态(V(V0 0) )的能级的能级(E(E1 1) )与与第一第一振动激发态振动激发态(V(V1 1) )的能级的能级(E(E2 2) )之间的能量差之间的能量差( ( E)E)时，分子可吸收红外光能量，由时，分子可吸收红外光能量，由振动振动基态向基态向振动振动激激发态跃迁。
发态跃迁分子吸收红外光后，引起辐射光强度的分子吸收红外光后，引起辐射光强度的改变一、一、红外光谱的产生红外光谱的产生 E = E2 - E1 = hv 二、二、红外光谱的红外光谱的表示方法表示方法 红外光谱是研究波数在红外光谱是研究波数在4000-400cm4000-400cm-1-1范围内不同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，以透过率或吸光度为纵坐标而长或波数为横坐标，以透过率或吸光度为纵坐标而形成透过率以下式表示：透过率以下式表示：I：表示透过光的强度；：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度表示入射光的强度 横坐标：波数横坐标：波数( )400～～4000 cm-1；表示吸收峰的位置表示吸收峰的位置 纵坐标：纵坐标：透过率（透过率（T %），表示吸收强度表示吸收强度T↓↓，表明吸收，表明吸收的越好，故的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带曲线低谷表示是一个好的吸收带 三、三、红外光谱法的特点红外光谱法的特点（（1 1）红外吸收只有）红外吸收只有振振- -转转跃迁跃迁, ,能量低；能量低；（（2 2）应用范围广）应用范围广, , 除单原子分子及单核分子外除单原子分子及单核分子外, , 几乎几乎所有的有机物所有的有机物均有红外吸收；均有红外吸收；（（3 3））分分子子结结构构更更为为精精细细的的表表征征：：通通过过波波谱谱的的波波数数位位置置、、 波峰数目及强度确定分子基团和分子结构；波峰数目及强度确定分子基团和分子结构；（（4 4）气体、液体、）气体、液体、固体固体样品都可测定；样品都可测定；（（5 5）样品用量少；分析速度快；不破坏样品。
样品用量少；分析速度快；不破坏样品 因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，而且是鉴定化合物和测定分能进行定性和定量分析，而且是鉴定化合物和测定分子结构的有效方法之一子结构的有效方法之一 四、分子振动与红外光谱四、分子振动与红外光谱 1.1.分子的振动方式分子的振动方式 ( (1) )伸缩振动：伸缩振动： ( (2) )弯曲振动：弯曲振动： 值得注意的是值得注意的是：：不是所有的振动都能引起红外吸收，不是所有的振动都能引起红外吸收，只有偶极矩只有偶极矩( (μμ) )发生变化的，才能有红外吸收发生变化的，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电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收 H――C≡≡C―H―H、、R―R―C≡≡C―R―R，其，其C≡≡C（三键）振动（三键）振动 也不能引起红外吸收也不能引起红外吸收 2. 基本振动的理论数基本振动的理论数 简简正正振振动动的的数数目目称称为为振振动动自自由由度度，，每每个个振振动动自自由由度度相相当当于于红红外外光光谱谱图图上上一一个个基基频频吸吸收收带带。
设设分分子子由由n个个原原子子组组成成，，每每个个原原子子在在空空间间都都有有3个个自自由由度度，，原原子子在在空空间间的的位位置置可可以以用用直直角角坐坐标标中中的的3个个坐坐标标x、、y、、z表表示示，，因因此此，，n个个原原子子组组成成的的分分子子总总共共应应有有3n个个自自由由度度，，即即3n种运动状态种运动状态 但但在在这这3n种种运运动动状状态态中中，，包包括括3个个整整个个分分子子的的质质心心沿沿x、、y、、z方方向向平平移移运运动动和和3个个整整个个分分子子绕绕x、、y、、z轴轴的的转转动动运运动动这这6种种运运动动都都不不是是分分子子振振动动，，因因此此，，振振动动形形式式应应有有（（3n-6））种种但但对对于于直直线线型型分分子子，，若若贯贯穿穿所所有有原原子子的的轴轴是是在在x方方向向，，则则整整个个分分子子只只能能绕绕y、、z轴转动，因此，轴转动，因此，直线性分子的振动形式为（直线性分子的振动形式为（3n-5）种 非线形非线形三原子分子的三个平动自由度三原子分子的三个平动自由度: 非线形三原子分子的三个转动自由度非线形三原子分子的三个转动自由度: 线型三原子分子的两个转动自由度线型三原子分子的两个转动自由度: 1）峰位：）峰位： 化化学学键键的的力力常常数数K越越大大，，原原子子折折合合质质量量越越小小，，键键的的振振动动频频率率越越大大，，吸吸收收峰峰将将出出现现在在高高波波数数区区（（短短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。
波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）2）峰数）峰数 ：：理论值为理论值为 3n-6(3n-5) 实际峰数不等于此值实际峰数不等于此值原因？原因？）） 3. 峰位、峰数与峰强峰位、峰数与峰强 在红外吸收光谱上除基频峰外，振动能级由基态在红外吸收光谱上除基频峰外，振动能级由基态（（ =0）跃迁至第二激发态（）跃迁至第二激发态（ =2）、第三激发态（）、第三激发态（ =3）），所产生的吸收峰称为，所产生的吸收峰称为倍频峰倍频峰 由由 =0跃迁至跃迁至 =2时，时， △△ =2，，产生的吸收峰产生的吸收峰称为称为二倍频峰二倍频峰 由由 =0跃迁至跃迁至 =3时，时， △△ =3，，产生的吸收峰产生的吸收峰称称为三倍频峰其它类推在倍频峰中，二倍频峰还比为三倍频峰其它类推在倍频峰中，二倍频峰还比较强三倍频峰以上，因跃迁几率很小，一般都很弱，较强三倍频峰以上，因跃迁几率很小，一般都很弱，常常不能测到常常不能测到 除此之外，还有除此之外，还有合频峰合频峰（（ 1+ 2，，2 1+ 2，，），），差频峰差频峰（（ 1- 2，，2 1- 2，， ）等，这些峰）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。
倍频峰、合频峰和差多数很弱，一般不容易辨认倍频峰、合频峰和差频峰统称为频峰统称为泛频峰泛频峰 一般地，极性较强的基团（如一般地，极性较强的基团（如C=O，，C-X等）振动，等）振动，吸收强度较大；极性较弱的基团（如吸收强度较大；极性较弱的基团（如C=C、、C-C、、N=N等）等）振动，吸收较弱红外光谱的吸收强度一般定性地用很强振动，吸收较弱红外光谱的吸收强度一般定性地用很强（（vs）、强（）、强（s）、中（）、中（m）、弱（）、弱（w）和很弱（）和很弱（vw）等）等表示按摩尔吸光系数表示按摩尔吸光系数 的大小划分吸收峰的强弱等级，的大小划分吸收峰的强弱等级，具体如下：具体如下： >100 非常强峰非常强峰（（vs）） 20< <100 强峰强峰（（s）） 10< <20 中强峰中强峰（（m）） 1< <10 弱峰弱峰（（w））3）峰强）峰强 瞬间偶级距变化大，吸收峰强；键两端原子电负瞬间偶级距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强；性相差越大（极性越大），吸收峰越强； 4. .振动方程式（振动方程式（Hooke定律）定律） 式中：式中：k — 化学键的力常数，单位为化学键的力常数，单位为N. .cm-1μ — 折合质量，单位为折合质量，单位为 g分子的振动能级是量子化的，振动能为：分子的振动能级是量子化的，振动能为：V ：振动量子数；：振动量子数； ：：化学键的化学键的 振动频率。
振动频率 任意两个相邻的能级间的能量差为：任意两个相邻的能级间的能量差为： 力常数力常数k：：与与键长键长、、键能键能有关：键能有关：键能↑↑（大），键长（大），键长↓↓( (短短) )，，k k↑↑ 化学化学键键键长键长（（nm））键能键能（（KJ mol-1）） 力常数力常数 k（（N.cm-1）） 波数范围波数范围 （（cm-1））C――C0.154347.34.5700～～1200C＝＝C0.134610.99.61620～～1680C≡≡C0.116836.815.62100～～2600 K 化学键的力常数，与键能和键长有关，化学键的力常数，与键能和键长有关， 为双原子的折合质量为双原子的折合质量 =m1m2/（（m1+m2）） 发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征 分子振动频率习惯以分子振动频率习惯以 (波数波数)表示：表示： 由此可见：由此可见： ( (v））∝∝ k k， (v)与与μμ成反比。
成反比 吸收峰的峰位：化学键的力常数吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，越大，原子的原子的折折合质量越小，合质量越小，振动频率越大，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数吸收峰将出现在高波数区区( (短波长区）；短波长区）；反之，出现在低波数区反之，出现在低波数区( (高波长区高波长区) ) 1、折合质量相同，化学键越强（即键的力常数、折合质量相同，化学键越强（即键的力常数K越大）越大），化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区键类型键类型 —C C — > —C =C — > —C — C —力常数力常数 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6峰位峰位 2222cm-1 1667cm-1 1428cm-1 2、、 化学键键能相近（即键的力常数化学键键能相近（即键的力常数K相近），原子折相近），原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
在高波数区键类型键类型 —C-Cl — —C -C — —C - H —力常数力常数 4.8 4.5 4.8折合质量折合质量 8.9 6 0.9峰位峰位 700cm-1 1428cm-1 2900cm-1 五、红外光谱产生的条件 满足两个条件：满足两个条件： 1、、辐辐射射应应具具有有能能满满足足物物质质产产生生振振动动跃跃迁迁所所需需的的能量；能量； 偶极矩偶极矩：正负电荷重心所带的电荷数与其距离的：正负电荷重心所带的电荷数与其距离的乘积2、必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生、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红外吸收光谱 = q · d1、红外活性、红外活性 分分子子振振动动引引起起偶偶极极矩矩的的变变化化，，从从而而吸吸收收红红外外光光，，产产生生红红外外吸吸收收光光谱谱的的性性质质，，称称为为红红外外活活性性。
其其分分子子称称为为红红外外活活性性分分子子相相关关的的振振动动称称为为红红外外活活性性振振动动如如H2O ，，HCl ，，CO为红外活性分子为红外活性分子偶极矩偶极矩电荷电荷距离距离 2、非红外活性、非红外活性 若若△△μ＝＝0，，分分子子振振动动时时，，不不引引起起偶偶极极矩矩变变化化，，不不能能吸吸收收红红外外辐辐射射，，即即为为非非红红外外活活性性其其分分子子称称为为红红外外非非活活性性分分子子如如 H2 ，，O2 ，，N2 ，，Cl2….相相应应的的振振动动称称为为红红外外非活性振动非活性振动 §5.2 仪器简介 （一）仪器结构 红外光谱仪是由光源、吸收池、单色器、检测器红外光谱仪是由光源、吸收池、单色器、检测器以及记录显示装置组成以及记录显示装置组成 1、光源、光源 常用的光源是能斯特灯和硅碳棒常用的光源是能斯特灯和硅碳棒 IR光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，通电加光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，通电加热使之发射高强度的连续红外辐射热使之发射高强度的连续红外辐射Nernst灯是用氧化锆、灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒。
工作温度约氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒工作温度约为为1700℃，在此高温下导电并发射红外线但在室温下是，在此高温下导电并发射红外线但在室温下是非导体，因此，在工作之前要预热非导体，因此，在工作之前要预热它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好缺点它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好缺点是价格比硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便是价格比硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在1200-1500℃左右在低波数区发光强度大，坚固在低波数区发光强度大，坚固 2、、 吸收池吸收池 因因玻玻璃璃、、石石英英等等材材料料不不能能透透过过红红外外光光，，红红外外吸吸收收池池使使用用可可透透过过红红外外的的材材料料制制成成窗窗片片；；不不同同的的样样品品状状态态（（固固、、液液、、气气态态））使使用用不不同同的的样样品品池池，，固固态态样样品品可可与与晶体混合压片制成晶体混合压片制成 3、单色器、单色器 单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。
色散元件常用光栅色散元件常用光栅 4、检测器及记录仪、检测器及记录仪 检检测测器器的的作作用用是是将将照照射射在在它它上上面面的的红红外外光光变变成成电电信信号号常常用用的的红红外外检检测测器器有有三三种种：：真真空空热热电电偶偶、、高高莱莱池池和和电电阻阻测测辐辐射射电电计计红红外外光光能能量量低低，，因因此此常常用用热热电电偶偶、、测测热热辐辐射射计计、、热热释释电电检检测测器器和和碲碲镉镉汞汞检检测器等 （二）（二）红外光谱法对试样的要求红外光谱法对试样的要求 红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应符合以下条件：般应符合以下条件：(1））试试样样应应该该是是单单一一组组份份的的纯纯物物质质，，纯纯度度应应>98%或或符符合合商商业业规规格格，，才才便便于于与与纯纯物物质质的的标标准准光光谱谱进进行行对对照照多多组组份份试试样样应应在在测测定定前前尽尽量量预预先先用用分分馏馏、、萃萃取取、、重重结结晶晶或或色色谱谱法法进进行行分分离离提提纯纯，，否否则则各各组组份份光光谱谱相相互重叠，难于判断。
互重叠，难于判断2））试试样样中中不不应应含含有有游游离离水水水水本本身身有有红红外外吸吸收收，，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗 （（3））试试样样的的浓浓度度和和测测试试厚厚度度应应选选择择适适当当，，以以使使光光谱谱图图中中的的大大多多数数吸吸收收峰峰的的透透射射比比处处于于10%~80%范范围内三）制样方法1、气体、气体 气气体体池池气气态态样样品品可可在在玻玻璃璃气气槽槽内内进进行行测测定定，，它它的的两两端端粘粘有有红红外外透透光光的的NaCl或或KBr窗窗片片先先将将气气槽槽抽抽真真空，再将试样注入空，再将试样注入 2、液体样品、液体样品Ø液体吸收池法液体吸收池法 液液体体样样品品可可注注入入液液体体吸吸收收池池内内测测定定吸吸收收池池的的两两侧侧是是用用NaCI或或KBr等等品品片片作作成成的的窗窗片片常常用用的的液液体体吸吸收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池收池有两种：固定式吸收池和可拆式吸收池Ø液膜法液膜法 液液膜膜法法是是定定性性分分析析中中常常用用的的简简便便方方法法尤尤其其对对沸沸点点较较高高,不不易易清清洗洗的的液液体体样样品品采采用用此此法法更更为为方方便便。
在在可可拆拆池池两两窗窗之之间间,滴滴上上1～～2滴滴液液体体样样品品,形形成成一一薄薄膜膜液液膜膜厚厚度度可可借借助助于于池池架架上上的的固固紧紧螺螺丝丝作作微微小小调调节节低低沸沸点易挥发的样品不宜采用此法点易挥发的样品不宜采用此法常用的溶剂：常用的溶剂： CCl4 ，，CS2 3、固体试样、固体试样Ø压片法：压片法： 1～～2mg样样+200mg KBr——干干燥燥处处理理——研研细细：：粒粒度度小小于于 2 m（（散散射射小小））——混混合合压压成成透透明明薄薄片片——直直接接测测定；定；Ø石蜡糊法石蜡糊法 试样试样——磨细磨细——与液体石蜡混合与液体石蜡混合——夹于盐片间；夹于盐片间； 石石蜡蜡为为高高碳碳数数饱饱和和烷烷烃烃,因因此此该该法法不不适适于于研研究究饱饱和和烷烷烃 Ø薄膜法：薄膜法： 高分子试样高分子试样——加热熔融加热熔融——涂制或压制成膜；涂制或压制成膜； 高高分分子子试试样样——溶溶于于低低沸沸点点溶溶剂剂——涂涂渍渍于于盐盐片片——挥发除溶剂挥发除溶剂 §5.3 影响振动频率的因素 化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。
相同基团的特征吸子的内部结构和外部因素影响相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上收并不总在一个固定频率上一、内部因素一、内部因素1.1.键力常数键力常数( (K K) )和折合质量和折合质量( ( ) )的影响的影响2.2.电子效应的影响电子效应的影响 ( (诱导效应诱导效应, , 共轭效应共轭效应) )3.3.场效应场效应 4.4.空间效应空间效应 5 5. 跨环效应跨环效应 6. 6. 氢键氢键二、外部因素二、外部因素1. 1. 状态状态 2. 2. 浓度浓度 1. 1. 键力常数键力常数( (K K) )和成键原子的折合质量和成键原子的折合质量( ( ) )的影响的影响分子中键的振动频率与化学键力常数成正比，与折合分子中键的振动频率与化学键力常数成正比，与折合质量成反比质量成反比同一周期，从左到右同一周期，从左到右X基的电负性增大，基的电负性增大，X-H键力常数键力常数增大，振动波数增高增大，振动波数增高同一主族，至上而下，同一主族，至上而下，X-H键力常数依次下降，折合键力常数依次下降，折合质量增加明显，振动波数减小质量增加明显，振动波数减小 一些化学键键力常数和伸缩振动波数的近似值：一些化学键键力常数和伸缩振动波数的近似值： H－－F 9.7, 4000H－－O 7.7, 3600H－－C≡ 5.9, 3300C≡N 18, 2240H－－Cl 4.8, 2890H－－N 6.4, 3400H－－ C＝＝ 5.1, 3100C≡C 15.6, 2200H－－Br 4.1, 2650H－－S 4.3, 2570H－－ C－－4.8, 2900C＝＝O 12, 1700H－－I 3.2, 2310 C＝＝C 9.6, 1600 2. 电子效应的影响电子效应的影响 电子效应是通过成键电子起作用的。
诱导和共轭都会电子效应是通过成键电子起作用的诱导和共轭都会导致成键原子间电子云分布发生改变导致成键原子间电子云分布发生改变 a．．诱导效应诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动，供电子 基使吸收峰低频移动R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ；；R-COCl C=0 1800cm-1 ; R-COF C=0 1850cm-1 ; F-COF C=0 1928cm-1 ; R-CONH2 C=0 1680cm-1 ; 与与羰羰基基相相连连的的基基团团电电负负性性增增强强，，则则使使羰羰基基上上的的成成键键电电子子云云由由氧氧原原子子向向键键的的几几何何中中心心移移动动，，羰羰基基的的双双键键性性增增强强，，即即极极性性减减弱弱，，非非极极性性增增强强，，键键的的力力常常数增大，因而振动波数增加数增大，因而振动波数增加 与与羰羰基基相相连连的的基基团团是是推推电电子子基基团团，，如如CH3，，则则其其作作用用与与吸吸电电子子基基团团相相反反，，导导致致羰羰基基的的成成键键电电子子云云移移向向氧氧原原子子（（更更加加偏偏离离几几何何中中心心）），，使使羰羰基基的的双双键键性降低，使羰基的振动波数减小。
性降低，使羰基的振动波数减小 b．．共轭共轭效应效应：共轭效应常引起羰基双键的极性增强，双键性降低，振动频率向低波数方向移动 带孤对电子的烷氧基（带孤对电子的烷氧基（OR）既有吸电子的诱导）既有吸电子的诱导效应，也存在效应，也存在p-π共轭效应，但诱导效应略高于共轭共轭效应，但诱导效应略高于共轭效应，所以酯羰基的振动波数高于酮、醛效应，所以酯羰基的振动波数高于酮、醛 3. 场效应场效应(Field effect, F) 在分子的立体构型中，只有当空间结构决定了某些基在分子的立体构型中，只有当空间结构决定了某些基团靠的很近时，才会产生场效应场效应不是通过化学键，团靠的很近时，才会产生场效应场效应不是通过化学键，而是原子或原子团的静电场通过空间相互作用而是原子或原子团的静电场通过空间相互作用 由于分子中带部分负电荷的溴原子与带负电荷的羰基由于分子中带部分负电荷的溴原子与带负电荷的羰基氧原子空间接近，电子云相互排斥，产生相反的诱导极化，氧原子空间接近，电子云相互排斥，产生相反的诱导极化，使负电荷相应减小，羰基极性降低，双键性增强，伸缩振使负电荷相应减小，羰基极性降低，双键性增强，伸缩振动频率增加。
动频率增加 a . 空间空间位阻位阻: 分子中存在某种或某些基团因空间位阻影响到分子中正常的共轭效应或杂化状态时，导致振动谱带位移4. 空间效应空间效应空间位阻和环张力统称空间效应或立体效应空间位阻和环张力统称空间效应或立体效应OCH3OCH3CH3OCH3CH3CH3CH3 vC=O 1663cm-1 1686cm-1 1693cm-1 烯碳上甲基的引入，使羰基和双键不能在同一平面上，共轭程度下降，羰基的双键成分增加，振动波数增加邻位两个甲基的引入，使立体位阻增大，C=O与C=C 的共轭程度进一步降低，振动波数更高 b . 环张力环张力: 环张力引起环张力引起sp3杂化的碳杂化的碳-碳键角和碳键角和sp2杂化的键角改杂化的键角改变，导致相应的振动谱带位移环张力对环外双键变，导致相应的振动谱带位移环张力对环外双键(C=C, C=O)的伸缩振动影响较大的伸缩振动影响较大 环外双键、环上羰基随着环张力的增加，环外双键、环上羰基随着环张力的增加，C=C键的伸缩振动键的伸缩振动波数增加。
波数增加CHCHCHCH1781cm-11678cm-11657cm-11651cm-1 环环外外双双键键随随着着环环的的缩缩小小，，环环内内键键角角减减小小，，环环外外的的σ键键的的s电子成分增加，电子成分增加，p电子成分减小，键长缩短，振动波数增加电子成分减小，键长缩短，振动波数增加 而而环环内内双双键键的的伸伸缩缩振振动动则则是是随随着着环环张张力力的的增增加加而而向向低低波波数数方方向向移移动动这这是是因因为为随随着着环环的的缩缩小小，，环环内内键键角角减减小小，，成成环环的的键键的的p电电子子成成分分增增加加，，键键长长增增大大，，振动波数减小振动波数减小1576cm-11611cm-11644cm-1 5. 跨环效应跨环效应(Transannular effect, T) 跨环效应是通过空间发生的电子效应跨环效应是通过空间发生的电子效应 a中中 (C=O)为为1675cm-1，，低低于于正正常常酮酮羰羰基基的的振振动动吸吸收收，，这这是是因因为为分分子子中中胺胺基基和和羰羰基基空空间间位位置置接接近近a和和b存存在在动动态态平平衡衡。
b中中羰羰基基极极性性增增强强，，双双键键程程度度下下降降，，向向低低波波数数位位移移在在高高氯氯酸酸中中，，则则1675cm-1消消失失，，3365cm-1出出现现新新的的吸吸收收带带，，为为OH伸伸缩缩振振动动，，不存在羰基不存在羰基ClO4- 6、氢键效应、氢键效应 氢键对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振氢键对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动动频率向低波数方向移动 氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低振动频率降低 游离羧酸的游离羧酸的C=O键频率出现在键频率出现在1760 cm-1 左右，在左右，在固体或液体中，由于羧酸形成二聚体，固体或液体中，由于羧酸形成二聚体， C=O键频率出键频率出现在现在1700 cm-1 分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大如羧酸如羧酸 ：：RCOOH( C=O=1760cm-1 ，， O-H=3550cm-1); (RCOOH)2( C=O=1700cm-1 ，， O-H=3250-2500cm-1)如乙醇：如乙醇：CH3CH2OH（（ O=H=3640cm-1 ）） (CH3CH2OH)2（（ O=H=3515cm-1 ）） (CH3CH2OH)n（（ O=H=3350cm-1 ）） *振动耦合振动耦合 当当两两个个振振动动频频率率相相同同或或相相近近的的基基团团相相邻邻具具有有一一公公共共原原子子时时，，由由于于一一个个键键的的振振动动通通过过公公共共原原子子使使另另一一个个键键的的长长度度发发生生改改变变，，产产生生一一个个“微微扰扰”，，从从而而形形成成了了强强烈烈的的振振动动相相互互作作用用。
其其结结果果是是使使振振动动频频率率发发生生变变化化，，一一个个向向高高频频移移动动，，另另一一个个向向低低频频移移动动，，谱谱带带分分裂裂振振动动耦耦合合常常出现在一些二羰基化合物中，如，羧酸酐出现在一些二羰基化合物中，如，羧酸酐 两两个个羰羰基基的的振振动动偶偶合合，，使使 C=O吸吸收收峰峰分分裂裂成成两两个个峰峰，，波波数数分分别别为为1820 cm-1 （（反反对对耦耦合合））和和1760 cm-1 （对称偶合）对称偶合） *Fermi共振共振 当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，这种发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，这种现象称为现象称为Fermi共振 二、外部因素的影响二、外部因素的影响1、、 溶剂的影响溶剂的影响 在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂的浓度和测定时的温度不同，同一种物质所测得的的浓度和测定时的温度不同，同一种物质所测得的光谱也不同通常在极性溶剂中，溶质分子的极性光谱也不同。
通常在极性溶剂中，溶质分子的极性基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波数基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波数方向移动，并且强度增大因此，在红外光谱测定方向移动，并且强度增大因此，在红外光谱测定中，应尽量采用非极性的溶剂中，应尽量采用非极性的溶剂 羧酸中的羰基羧酸中的羰基C=O：： 气态时：气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂：非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂：乙醚溶剂： C=O=1735cm-1 乙醇溶剂：乙醇溶剂： C=O=1720cm-12、、 物质的状态物质的状态 同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力不同，所得到光谱往往不同不同，所得到光谱往往不同 分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以分子在气态时，其相互作用力很弱，此时可以观察到伴随振动光谱的转动精细结构观察到伴随振动光谱的转动精细结构 液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团液态和固态分子间作用力较强，在有极性基团存在时，可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致存在时，可能发生分子间的缔合或形成氢键，导致特征吸收带频率、强度和形状有较大的改变。
例如，特征吸收带频率、强度和形状有较大的改变例如，丙酮在气态时的丙酮在气态时的 C-H为为1742 cm-1 ，而在液态时为，而在液态时为1718 cm-1. 因此在查阅标准红外图谱时，应注意试因此在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法样状态和制样方法 常见的有机化合物基团频率出现的范围：常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 1300（官能团（官能团区）区） 1300~ 650 cm-1（指纹区）依据基团的振动形式，分为四个（指纹区）依据基团的振动形式，分为四个区：区：(1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区（伸缩振动区（X=O，，N，，C，，S））(2)2500 2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区三键，累积双键伸缩振动区(3)2000 1500 cm-1 双键伸缩振动区双键伸缩振动区(4)1500 600 cm-1 X—Y伸缩，伸缩， X—H变形振动区变形振动区一、一、红外光谱的分区红外光谱的分区§5.4 各类有机化合物的红外特征吸收 1、、 X—H伸缩振动区（伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ，，X=C、、N、、O、、S等）等）1、、O—H伸缩振动伸缩振动 3650 3200 cm-1 （（1）醇与酚：）醇与酚： 醇醇与与酚酚以以游游离离态态存存在在时时，， O-H基基的的伸伸缩缩振振动动出出现现在在3650 ~3590 cm-1 范范围围内内，，中中等等强强度度吸吸收收，，峰峰形形尖锐，容易识别。
尖锐，容易识别 随随着着浓浓度度增增大大，，分分子子间间氢氢键键的的形形成成，，醇醇、、酚酚以以二二聚聚态态或或多多聚聚态态存存在在，，其其吸吸收收峰峰向向低低波波数数移移动动，，至至3350cm-1附附近近，，且且出出现现多多条条谱谱带带，，吸吸收收峰峰变变宽宽，，强强度度增大 醇与酚的区别在于酚存在苯基的特征吸收峰及位于高波醇与酚的区别在于酚存在苯基的特征吸收峰及位于高波数的数的C-O伸缩振动吸收峰伸缩振动吸收峰 样品中含有水或分子中含有结晶水，样品中含有水或分子中含有结晶水，IR图谱中会出现图谱中会出现O-H的伸缩振动和弯曲振动谱带，对判断化合物为醇类或的伸缩振动和弯曲振动谱带，对判断化合物为醇类或酚类时有干扰酚类时有干扰 （（2）羧酸：）羧酸： 羧羧酸酸在在固固态态、、液液态态、、极极性性溶溶剂剂及及浓浓度度大大于于0.01mol/L的的非非极极性性溶溶剂剂中中，，通通常常以以二二聚聚体体存存在在，，其其 O-H基基的的伸伸缩缩振振动动较较醇醇、、酚酚低低，，出出现现在在3300 ~2500 cm-1 范围内，谱带宽。
范围内，谱带宽 羧酸与醇、酚的区别在于前者有羧酸与醇、酚的区别在于前者有vC=O的吸收带的吸收带 2、、N—H伸缩振动伸缩振动 含含有有N-H键键的的胺胺、、酰酰胺胺及及铵铵盐盐类类物物质质伸伸缩缩振振动动也也出出现现在在3500~3150 cm-1 ，，因因此此，，可可能能会会对对O-H伸缩振动有干扰伸缩振动有干扰 （（1）胺类）胺类 伯伯胺胺在在此此范范围围内内出出现现两两条条谱谱带带，，约约为为3500和和3400 cm-1 ，，对对应应于于NH2的的反反对对称称伸伸缩缩和和对对称称伸伸缩缩振动 仲仲胺胺在在3400 cm-1 出出现现一一条条谱谱带带，，叔叔胺胺在在此此范范围内无吸收带围内无吸收带 （（2）酰胺类）酰胺类 酰酰胺胺除除了了在在极极稀稀的的溶溶液液中中以以游游离离态态存存在在（（vN-H 3500-3400 cm-1 )外，一般均以缔合状态存在外，一般均以缔合状态存在 伯伯酰酰胺胺在在 3350和和3150 cm-1 附附近近出出现现双双峰峰，，强强度度较较游游离离态态大大；；仲仲酰酰胺胺在在3200 cm-1 附附近近出出现现一一条条谱带；叔酰胺在此范围内无吸收峰。
谱带；叔酰胺在此范围内无吸收峰 （（3）铵盐）铵盐 胺胺变变成成铵铵盐盐后后，，分分子子中中的的氨氨基基转转化化为为铵铵离离子子，，N-H的的伸伸缩缩振振动动大大幅幅度度向向低低波波数数移移动动，，出出现现在在 3200-2200 cm-1，，谱谱带带形形状状与与羧羧酸酸的的vO-H类类似似，，吸吸收收峰变宽变强峰变宽变强 当胺的鉴别难以确认时，可以用形成盐的形式测当胺的鉴别难以确认时，可以用形成盐的形式测定红外光谱，由吸收峰变宽及大幅度向低波数移动来定红外光谱，由吸收峰变宽及大幅度向低波数移动来确认3、、 C-H伸缩振动伸缩振动C-H可分为饱和和不饱和的两种可分为饱和和不饱和的两种 饱饱和和的的C-H伸伸缩缩振振动动出出现现在在3000 cm-1以以下下，，约约3000 ~ 2800 cm-1 不饱和的不饱和的C-H伸缩振动出现在伸缩振动出现在3000 cm-1以上以上，以，以此来判别化合物中是否含有不饱和的此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键 （（1）炔烃）炔烃 炔烃的炔烃的 C-H上的上的C-H伸缩振动出现在伸缩振动出现在3300 cm-1 附近。
附近 该吸收峰位于缔合态的该吸收峰位于缔合态的vO-H和和vN-H范围内，无范围内，无羟基干扰时，可以从谱带的强度和形状来识别该羟基干扰时，可以从谱带的强度和形状来识别该吸收峰比缔合态的羟基吸收峰弱，比吸收峰比缔合态的羟基吸收峰弱，比N-H的伸缩振的伸缩振动吸收峰强，峰比较尖锐动吸收峰强，峰比较尖锐 （（2）烯烃）烯烃 烯烃及芳香烃的烯烃及芳香烃的=C-H伸缩振动出现在伸缩振动出现在3100 -3000cm-1 范围内 RCH=CH2末端的末端的C-H吸收出现在吸收出现在3085 cm-1附近 R1R2=CH2的的C-H吸收出现在吸收出现在3100-3077 cm-1范围内 苯环的苯环的C-H键伸缩振动出现在键伸缩振动出现在3030 cm-1附近，它附近，它的特征是谱带比较尖锐的特征是谱带比较尖锐 （（3）芳烃）芳烃 用高分辨率红外光谱仪时，可在用高分辨率红外光谱仪时，可在3100-3000 cm-1范围内观察到多条谱带范围内观察到多条谱带 利用利用3100-3000 cm-1范围内的吸收峰判断烯烃和范围内的吸收峰判断烯烃和苯基的存在时，应注意三元环及卤代烃苯基的存在时，应注意三元环及卤代烃C-H伸缩振动伸缩振动的干扰。
的干扰 饱和的饱和的C-H伸缩振动出现在伸缩振动出现在3000 cm-1以下，约以下，约3000 ~ 2700 cm-1 ，取代基对它们影响很小取代基对它们影响很小 （（4）饱和烃基）饱和烃基 C—CH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动对称伸缩振动 ＣＣ—CH2— C 2930 cm-1 反对称伸缩振动反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动对称伸缩振动3000 cm-1 以下以下2890 cm-1 ，强度较弱，强度较弱 二、 叁键（叁键（C C）和累积双键伸缩振动区（）和累积双键伸缩振动区（2500 1900 cm-1 ）） 叁键、累积双键、叁键、累积双键、B-H、、I-H、、As-H、、Si-H等键等键的伸缩振动出现在此范围内谱带中等强度，干扰少，的伸缩振动出现在此范围内谱带中等强度，干扰少，易辨认 （（1））C≡C伸缩振动伸缩振动 炔烃的炔烃的C≡C伸缩振动出现在伸缩振动出现在2280-2100 cm-1范围内。
范围内 RC CH （（2100 2140 cm-1 ）） RC CR’ （（2190 2260 cm-1 ）） R=R’ 时时（乙炔及全对称双炔）（乙炔及全对称双炔），无红外活性，无红外活性 ，，此区域内无吸收峰此区域内无吸收峰 多炔化合物的多炔化合物的C≡C伸缩振动谱带数目可能较多，伸缩振动谱带数目可能较多，其原因是振动偶合其原因是振动偶合1，，4壬双炔壬双炔vC ≡C :2260，，2190，，2150 cm-1范围内 （（2））C≡N伸缩振动伸缩振动 RC N 的的伸伸缩缩振振动动在在2250 2240 cm-1 范范围围内内吸收峰强度较吸收峰强度较C≡C强 非共轭非共轭 2240 2250 cm-1 与苯环或双键共轭与苯环或双键共轭 2220 2230 cm-1 （（3）重氮盐）重氮盐 重氮盐重氮盐 中的重氮基中的重氮基 其伸缩振动在其伸缩振动在2290-2240cm-1，吸收峰较强吸收峰较强 （（4）累积双键）累积双键 累累积积双双键键的的反反伸伸缩缩振振动动也也出出现现在在此此区区域域内内，，其对称伸缩出现在指纹区。
其对称伸缩出现在指纹区 空气中的空气中的CO2在此范围内也有吸收峰在此范围内也有吸收峰 （（5））X-H（（X=Ｂ，Ｂ，P，，Se，，Si）的伸缩振动）的伸缩振动 X-H键键的的伸伸缩缩振振动动出出现现在在此此区区域域，，吸吸收收峰峰为为强强吸收或中强吸收吸收或中强吸收 B-H的的吸吸收收峰峰为为2640-2350cm-1，，如如形形成成B…H…B键，会使吸收峰向低波数移动，出现多条谱带；键，会使吸收峰向低波数移动，出现多条谱带； P-H的吸收峰为的吸收峰为2450-2280cm-1；； Se-H的吸收峰为的吸收峰为2300-2280cm-1；； Si-H的吸收峰为的吸收峰为2360-2100cm-1 三、 双键伸缩振动区（双键伸缩振动区（1900 1500 cm-1 ）） C=O 、、C=C、、C=N、、N=O等双键的伸缩振动等双键的伸缩振动位于此区域位于此区域N-H的弯曲振动吸收峰也出现在此峰的弯曲振动吸收峰也出现在此峰区 1、、C=O （（1850 1600 cm-1 ）） C=O的伸缩振动位于此峰区的高频端，强吸收，的伸缩振动位于此峰区的高频端，强吸收，峰尖锐。
峰尖锐1) 酰卤酰卤 主要特征是主要特征是C=O的频率较高酰氟约的频率较高酰氟约1840 cm-1，酰氯约，酰氯约1800 cm-1 (2) 酸酐酸酐 酸酐化合物的酸酐化合物的IR光谱特征性很强，由于振动偶合光谱特征性很强，由于振动偶合作用，在羰基区域出现两个强吸收峰，彼此相差作用，在羰基区域出现两个强吸收峰，彼此相差60-80cm-1 3) 酯酯Ø羰基的吸收在羰基的吸收在1735 cm-1附近；附近；Ø C-O-C的不对称伸缩在的不对称伸缩在1300 1150 cm-1，对，对称伸缩在称伸缩在1140 1030 cm-1 Øα，，β-不饱和酯或苯甲酸酯，由于不饱和酯或苯甲酸酯，由于π-π共轭，使共轭，使C=O的双键性减弱，吸收向低波数移动的双键性减弱，吸收向低波数移动 (4) 羧酸和羧酸盐羧酸和羧酸盐Ø游离的羧酸游离的羧酸C=O的峰在的峰在1760 cm-1附近；附近；Ø 羧羧酸酸盐盐的的IR光光谱谱与与羧羧酸酸大大不不相相同同，，C=O和和O-H的的峰消失，出现峰消失，出现CO2-的峰，在的峰，在1580和和1400 cm-1附近；附近； 因而可以将羧酸中加碱使其转化为羧酸盐后测因而可以将羧酸中加碱使其转化为羧酸盐后测定定IR光谱，进一步确证羧酸。
光谱，进一步确证羧酸Ø液液态态和和固固态态的的羧羧酸酸，，以以二二聚聚体体的的形形式式存存在在，，C=O移移到到1700附近，且附近，且O-H移到移到3200 2500 cm-1，出现宽峰；，出现宽峰； (5)醛醛Ø 醛上醛上C=O的峰比酮高的峰比酮高10 cm-1左右；左右；Ø 醛基上醛基上C-H的伸缩振动和弯曲振动发生费米共振，的伸缩振动和弯曲振动发生费米共振，在在2850和和2740 cm-1出现双峰（特征性较强）；出现双峰（特征性较强）；Ø 酮的第一强峰是酮的第一强峰是C=O的峰，的峰，1715 cm-1附近，是酮附近，是酮的唯一特征吸收带；的唯一特征吸收带；（（6）酮）酮Ø 芳香酮或芳香酮或α，，β不饱和酮向低频移不饱和酮向低频移20 40cm-1；；Ø C=O和和C=Ｃ共轭时，Ｃ共轭时，C=O的吸收峰向低波数的吸收峰向低波数方向移到，吸收强度增大方向移到，吸收强度增大 （（7）） 酰胺酰胺Ø具有羰基的吸收峰，在具有羰基的吸收峰，在1650 1690 cm-1附近；附近；Ø 具有胺的吸收峰，在具有胺的吸收峰，在 3500 3050 cm-1，伯酰胺有，伯酰胺有两个峰，而仲酰胺也出现多重峰，因为两个峰，而仲酰胺也出现多重峰，因为N上的孤对上的孤对电子与电子与C=O形成形成p-π共轭。
共轭Ø缔合态及叔酰胺的缔合态及叔酰胺的C=O吸收峰在吸收峰在1650 cm-1附近；附近；Ø伯酰胺的伯酰胺的C=O吸收峰在吸收峰在1690 cm-1附近，氢键导附近，氢键导致谱带移至致谱带移至1650-1640cm-1；； 2、、C=C的伸缩振动的伸缩振动（（1）） 烯烃烯烃Ø烯烃烯烃C=C的吸收峰，在的吸收峰，在1680 1610 cm-1范围内，范围内，比比C=O的频率略低，强度弱；的频率略低，强度弱；Ø双键上取代基增大，其吸收峰强度减弱；双键上取代基增大，其吸收峰强度减弱；Ø对对称称的的共共轭轭二二烯烯，，在在1600 cm-1出出现现一一个个吸吸收收峰峰，，不不对对称称的的二二烯烯出出现现两两个个吸吸收收峰峰，，分分别别为为1640和和1598cm-1, 前者为弱吸收，后者为强吸收前者为弱吸收，后者为强吸收Ø三三个个C=C键键的的共共轭轭多多烯烯，，在在1600和和1650cm-1也也出出现现连连个个吸吸收收峰峰若若再再增增加加共共轭轭双双键键的的数数目目，，吸吸收收峰峰复杂化，形成一个宽的谱带复杂化，形成一个宽的谱带 （（2）） 芳环的骨架振动芳环的骨架振动Ø苯苯环环、、吡吡啶啶环环及及其其他他杂杂芳芳环环的的骨骨架架伸伸缩缩振振动动位位于于1600 1450 cm-1范范围围内内，，在在1600，，1580，，1500及及1450cm-1附附近近出出现现3-4条条谱谱带带。
常常用用此此范范围围内内的的谱谱带带判断芳环及杂芳环的存在判断芳环及杂芳环的存在Ø不不饱饱和和取取代代基基或或带带孤孤对对电电子子的的取取代代基基与与苯苯环环共共轭轭时时，，吸吸收收强强度度增增大大，，若若苯苯环环与与强强吸吸电电子子基基团团相相连连时时，，谱带强度明显减弱谱带强度明显减弱 3、硝基、亚硝基化合物、硝基、亚硝基化合物Ø硝硝基基、、亚亚硝硝基基中中的的N=O伸伸缩缩振振动动出出现现在在此此峰峰区区，，均为强吸收；均为强吸收；Ø硝硝基基化化合合物物有有两两个个强强吸吸收收峰峰，，分分别别为为N=O的的反反对对称称伸伸缩缩和和对对称称伸伸缩缩，，其其位位置置分分别别在在1580-1540和和1380-1340cm-1附近；附近；Ø亚亚硝硝基基化化合合物物N=O的的伸伸缩缩振振动动位位于于1600-1500cm-1附近 四、、 C-X的伸缩振动及其他键的弯曲振动区域（的伸缩振动及其他键的弯曲振动区域（1500 600 cm-1 ）） C-X（（X≠H）键的伸缩振动、各类弯曲振动的）键的伸缩振动、各类弯曲振动的吸收峰出吸收峰出现在此峰区现在此峰区 1、、C-X弯曲振动弯曲振动 （（1）烷烃）烷烃 -CH3的弯曲振动频率为的弯曲振动频率为1380和和1450cm-1；； 分子中有异丙基时，由于振动耦合，使分子中有异丙基时，由于振动耦合，使1380 cm-1的峰发生裂分，出现的峰发生裂分，出现1375和和1385 cm-1两个峰。
两个峰 -CH的振动频率为的振动频率为1340cm-1；； -CH2的剪式振动频率为的剪式振动频率为1450cm-1；； 与不同基团相连的与不同基团相连的CH3、、CH2的弯曲振动吸收的弯曲振动吸收频率不完全相同频率不完全相同 与与氧氧、、氮氮原原子子相相连连时时，， 1450cm-1的的吸吸收收峰峰无无明明显显变变化化，，而而1380cm-1的的吸吸收收峰峰向向高高波波数数移移动动，，与与CO、、S、、Si相相连连时时，，CH3、、CH2的的弯弯曲曲振振动动频频率率均均向向低低波波数移动 （（2）烯烃）烯烃 烯烯烃烃的的C-H面面内内弯弯曲曲振振动动波波数数在在1420-1300cm-1范范围围内内，，中中等等强强度度或或弱弱吸吸收收，，特特征征性性不不强强，，而而面面外外弯弯曲曲振振动动在在1000-670cm-1范范围围内内，，强强吸吸收收或或中中等等强强度，容易识别，可用于判断烯烃的取代情况度，容易识别，可用于判断烯烃的取代情况 如如RO-CH=CH2，，面面外外弯弯曲曲振振动动波波数数在在962cm-1和和 810cm-1，， 比比 RCH=CH2的的 波波 数数 低低 。
而而CH2=CHCOOR的为的为990和和960cm-1 （（3）芳烃）芳烃 苯苯环环的的C-H面面内内弯弯曲曲振振动动位位于于1250-950cm-1范范围围，，出出现现多多条条谱谱带带芳芳环环上上的的C-H的的面面外外弯弯曲曲振振动动为为900-650cm-1，，1-2个个强强吸吸收收峰峰，，特特征征性性很很强强，，可可用用于判断苯环上取代基的数目和位置于判断苯环上取代基的数目和位置 单取代：单取代： 770-730,710-690 1,4取代：取代： 830-8101,2取代：取代： 770 1,3,5取代：取代： 910-8401,3取代：取代： 810-750,710-690 1,2,4取代：取代： 810,850-900 2、、C-O伸缩振动伸缩振动 含含 氧氧 化化 合合 物物 的的 C-H伸伸 缩缩 振振 动动 出出 现现 在在 1300-1000cm-1除除了了醚醚类类外外，，含含氧氧化化合合物物在在其其他他峰峰区区均均有有特特征征吸吸收收峰峰醚醚类类化化合合物物的的C-O-ＣＣ的的伸伸缩缩振振动动式式确定醚键存在的唯一吸收峰。
确定醚键存在的唯一吸收峰 （１）醇、酚（１）醇、酚 醇醇、、酚酚的的C-O伸伸缩缩振振动动出出现现在在1250-1000cm-1，，吸吸收收峰峰为为强强峰峰，，伯伯醇醇为为1050cm-1，，仲仲醇醇为为1100cm-1，，叔叔醇为醇为1150cm-1，酚类的为，酚类的为1200cm-1 （（2）醚）醚 醚醚的的C-O-ＣＣ伸伸缩缩振振动动出出现现在在1250-1050cm-1，，有有对对称称伸伸缩缩和和反反对对称称伸伸缩缩两两种种对对称称醚醚的的只只能能检检测测到到反反对称伸缩，非对称醚可以看到两个吸收峰对称伸缩，非对称醚可以看到两个吸收峰 环环醚醚在在1260-780cm-1范范围围内内有有两两个个以以上上的的吸吸收收峰峰环张力增大，反对称的波数降低，对称波数升高环张力增大，反对称的波数降低，对称波数升高 （（3）酯）酯 酯酯的的C-O-ＣＣ伸伸缩缩振振动动出出现现在在1300-1050cm-1，，也也有有对对称称伸伸缩缩和和反反对对称称伸伸缩缩两两种种两两吸吸收收峰峰的的波波数数相相差差130-70cm-1。
（（4）酸酐）酸酐 酸酸酐酐的的C-O-ＣＣ伸伸缩缩振振动动吸吸收收峰峰宽宽而而强强，，出出现现在在1300-1050cm-13、其他键的振动、其他键的振动 C-N的伸缩振动、的伸缩振动、NH2的面内弯曲振动、的面内弯曲振动、NO2的对称伸缩等位于此区域内的对称伸缩等位于此区域内 红外光谱的八个峰区红外光谱的八个峰区 一、定性分析一、定性分析 1、、 已知物的签定已知物的签定 将将试试样样谱谱图图与与标标准准谱谱图图对对照照或或与与相相关关文文献献上上的的谱谱图对照 进行定性分析时，对于能获得相应纯品的化合进行定性分析时，对于能获得相应纯品的化合物，一般通过图谱对照即可对于没有已知纯品的物，一般通过图谱对照即可对于没有已知纯品的化合物化合物,则需要与标准图谱进行对照则需要与标准图谱进行对照最常见的标准图谱有三种：最常见的标准图谱有三种：光谱解析及应用光谱解析及应用 (1) 萨萨特特勒勒（（Sadtler））标标准准红红外外光光谱谱集集 它它是是由由美美国国Sadtler research laboratiories编编集集出出版版的的。
萨萨特特勒勒”收收集集的的图图谱谱最最多多，，另另外外，，它它有有各各种种索索引引，，使使用甚为方便用甚为方便 (2) 分分 子子 光光 谱谱 文文 献献 “DMS”(documentation of molecular spectroscopy) 穿穿孔孔卡卡片片 它它由由英英国国和和德德国国联联合合编编制制卡卡片片有有三三种种类类型型：：桃桃红红色色卡卡片片为为有有机机化化合合物物，，淡淡蓝蓝色色卡卡片片为为无无机机化化合合物物，，淡淡黄黄色色卡卡片片为为文文摘摘卡卡片片卡卡片片正正面面是是化化合合物物的的许许多多重重要要数数据据，，反反面则是红外光谱图面则是红外光谱图 (3) “API”红红外外光光谱谱资资料料 它它由由美美国国石石油油研研究究所所（（API））编编制制该该图图谱谱集集主主要要是是烃烃类类化化合合物物的的光光谱谱由由于于它它收收集集的的图图谱谱较较单单一一，，数数目目不不多多，，又又配配有有专专门门的的索引，故查阅也很方便索引，故查阅也很方便2、决择性鉴定、决择性鉴定 被被测测物物可可能能是是某某几几个个已已知知化化合合物物，，仅仅需需用用红红外外光光谱谱法法予予以以肯肯定定。
若若无无标标准准图图谱谱，，必必须须先先对对红红外外谱谱图图进进行行官官能能团团定定性性分分析析，，根根据据分分析析结结果果，，推推断断最最可可能的化合物能的化合物 （（2））计算分子的不饱和度计算分子的不饱和度二、二、 未知物结构分析未知物结构分析（（1）收集该化合物的信息收集：试样来源、熔点、）收集该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等；沸点、折光率、旋光率等； 当当UN=1时，可能有一个双键或脂环；时，可能有一个双键或脂环； 当当UN=2时，可能有两个双键和脂环，也可能有一个叁键；时，可能有两个双键和脂环，也可能有一个叁键； 当当UN=4时，可能有一个苯环等时，可能有一个苯环等定义：定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对对”数如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为数如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1计算：计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，，O，，N，，C），），则可按下式进行不饱和度的计算：则可按下式进行不饱和度的计算： （（3））查找基团频率查找基团频率,推测分子可能的基团；推测分子可能的基团；（（4））查找红外指纹区查找红外指纹区,进一步验证基团的相关峰；进一步验证基团的相关峰；（（5）通过其它定性方法进一步确证：）通过其它定性方法进一步确证：UV-V is、、MS、、NMR等。
等 例例1 某某未未知知物物的的分分子子式式为为C12H24 ,测测得得其其红红外外光光谱谱图图如如图图，，试推测其结构式试推测其结构式 解解（（1）计算不饱和度）计算不饱和度 UN =1+12+（（0-24））/2=1 说明该化合物分子具有一个双键或一个环说明该化合物分子具有一个双键或一个环 （（2）图谱解析）图谱解析 3075cm-1处处有有吸吸收收峰峰,说说明明存存在在与与不不饱饱和和碳碳相相连连的的氢氢,因因此此,该该化化合合物物肯肯定定为为烯烯在在1640cm-1还还有有C=C伸伸缩缩振振动动吸吸收收,更进一步证实了烯基的存在更进一步证实了烯基的存在 3000～～2800cm-1的的吸吸收收峰峰组组说说明明有有大大量量饱饱和和碳碳的的存存在在在在2920、、2850cm-1的的强强吸吸收收说说明明CH2的的数数目目远远大大于于CH3的的数数目目,由由此此可可推推测测该该化化合合物物为为一一长长链链烃烃715cm-1处处C—H变形振动吸收也进一步说明长碳链的存在变形振动吸收也进一步说明长碳链的存在 980、、915cm-1的的C—H变变形形振振动动吸吸收收,说说明明该该化化合合物物有有端乙烯基。
综上所述端乙烯基综上所述,该未知物结构可能为该未知物结构可能为 CH2=CH-（（CH2））9-CH3其其余余的的峰峰可可指指认认为为：：1460cm-1处处的的吸吸收收峰峰归归属属于于 CH2（（其其中中也也有有CH3的的贡贡献献）），，2960、、2870、、1375等等属属于于CH3 例例 2 化合物化合物C8H8O的红外光谱图如图所示的红外光谱图如图所示,试推断其结构试推断其结构 （（1）计算不饱和度）计算不饱和度 UN =1+8+(0-8)/2=5 (2) 图谱解析图谱解析 在在红红外外图图谱谱上上，，3000cm-1左左右右有有吸吸收收，，说说明明有有 -C—H和和=C—H基基团团存存在在靠靠近近 1700cm-1的的强强吸吸收收,表表明明有有C＝＝O基基团团1600cm-1左左右右的的两两个个峰峰以以及及1520和和1430cm-1的的吸吸收收峰峰,说说明明有有苯苯环环存存在在根根据据820cm-1吸吸收收带带的的出出现现,指指出出苯苯上上为为对对位位取取代代1430和和1363cm-1的的两两个个峰峰是是—CH3基基的的特特征征吸吸收收。
根根据据以以上上的的解解析析及及化化合合物的分子式物的分子式,可确定该化合物为苯乙酮可确定该化合物为苯乙酮 1）红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形））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）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）红外谱图解析顺序 （（1）由官能团区找出官能团）由官能团区找出官能团 （（2）判断苯环取代位置、烯的取代等）判断苯环取代位置、烯的取代等 （（3）与标准红外谱图对比）与标准红外谱图对比4）标准红外谱图的应用）标准红外谱图的应用 Sadtler红外谱图集红外谱图集红外谱图解析要点及注意事项红外谱图解析要点及注意事项 例：未知物分子式为例：未知物分子式为C8H16，，其红外图谱如下图其红外图谱如下图所示，试推其结构所示，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少综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即综上可知，未知物（主体）为正构端取代乙烯，即1-辛辛稀 例：未知物分子式为例：未知物分子式为C3H6O，其红外图如下图，其红外图如下图所示，试推其结构所示，试推其结构 1.由其分子式可计算出该化合物不饱和度为由其分子式可计算出该化合物不饱和度为12.以以3084、、3014、、1647、、993、、919cm-1等处的吸收峰，等处的吸收峰，可判断出该化合物具有端取代乙烯可判断出该化合物具有端取代乙烯3.因分子式含氧，在因分子式含氧，在3338cm-1处又有吸收强、峰形圆处又有吸收强、峰形圆而钝的谱带因此该未知化合物必为－－醇类化合而钝的谱带因此该未知化合物必为－－醇类化合物再结合物再结合1028cm-1的吸收，知其为伯醇。
的吸收，知其为伯醇综合上述信息，未知物结构为：综合上述信息，未知物结构为：CH2=CH-CH2-OH 例：未知物分子式为例：未知物分子式为C12H24O2，其红外图如下，其红外图如下图所示，试推其结构图所示，试推其结构 1.UN＝＝12.1703cm-1处的强吸收知该化合物含羰基，与一个不饱和度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处的吸收很强而处的吸收很强而2956、、2866cm-1处的吸收处的吸收很弱，这说明很弱，这说明CH2的数目远多于的数目远多于CH3的数目，的数目，723cm-1的显著的显著吸收所证实，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－自－OH,很强的波数位移说明有很强的氢键缔合作用结合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：综上所述，未知物结构为：CH3－（－（CH2））10－－COOH 例：未知物分子式为例：未知物分子式为C6H8N2，其红外图如下图所示，，其红外图如下图所示，试推其结构试推其结构 1.UN＝＝42.可能有苯环，此推测由可能有苯环，此推测由3031、、1593、、1502的的吸收峰所证实，由吸收峰所证实，由750cm-1的吸收知该化合物含的吸收知该化合物含邻位取代苯环邻位取代苯环3.3285、、3193 cm-1的吸收是很特征的伯胺吸收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）（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：综合上述信息及分子式，可知该化合物为： 邻苯二胺邻苯二胺 。