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红外光谱图(特征吸收对照表)

简而言之:交互式红外光谱图:查询任意峰位 (cm⁻¹),按官能团筛选红外特征吸收对照表,查看 C=O、O–H、N–H、C≡N 等吸收的强度和峰形。免费使用,在网页浏览器中运行,无需下载。

可搜索的有机官能团红外吸收表。输入峰位即可查看哪些基团在此吸收,或按类别筛选以比较羰基、胺、炔等。每个吸收带都列出波数范围、强度、峰形以及用于确认的伴随峰。

快速解答:主要红外峰为 O–H 3400–3200(宽)、N–H 3500–3300、C–H 3000–2850 (sp³) 或 3100–3000 (sp²)、C≡N ≈2250、C≡C ≈2150、C=O ≈1715(酮)、C=C 1680–1600 和 C–O 1300–1000 cm⁻¹。

· 与真实谱图一样,条带从 4000 cm⁻¹(左)到 400 cm⁻¹(右)。颜色越深表示吸收越强。

红外光谱特征吸收对照表
类别官能团 / 振动波数 (cm⁻¹)强度 / 峰形备注
烷烃烷烃 C–H
C–H 伸缩 (sp³)
2850–3000强
尖锐
几乎所有有机化合物都在略低于 3000 cm⁻¹ 处有峰。
烷烃CH₂ 弯曲
C–H 弯曲(剪式)
1450–1470中
尖锐
≈1465 cm⁻¹。
烷烃CH₃ 弯曲
C–H 弯曲(伞式)
1370–1380中
尖锐
≈1375 cm⁻¹。偕二甲基或异丙基会使其裂分为双峰。
烯烃烯烃 =C–H
=C–H 伸缩 (sp²)
3000–3100中
尖锐
略高于 3000 cm⁻¹,据此与烷烃 C–H 区分。
烯烃烯烃 C=C
C=C 伸缩
1600–1680弱–中
尖锐
在对称的反式或四取代烯烃中很弱或不出现。共轭使其降低。
烯烃烯烃 =C–H 弯曲
=C–H 面外弯曲
650–1000强
尖锐
图样反映取代方式:单取代 ≈990 和 910;反式 ≈970;1,1-二取代 ≈890。
炔烃末端炔 ≡C–H
≡C–H 伸缩 (sp)
3260–3330强
尖锐
在 3300 cm⁻¹ 附近强而窄,比 O–H 或 N–H 窄。
炔烃炔烃 C≡C
C≡C 伸缩
2100–2260弱–中
尖锐
弱。在对称的内炔中不出现。
芳香化合物芳香 C–H
C–H 伸缩 (sp²)
3000–3100弱–中
尖锐
常在略高于 3000 cm⁻¹ 处出现几个小峰。
芳香化合物芳香 C=C
C=C 环伸缩
1585–1600中
尖锐
通常与 1500–1450 cm⁻¹ 附近的吸收带成对出现。
芳香化合物芳香 C=C
C=C 环伸缩
1450–1500中
尖锐
第二个环伸缩吸收带。
芳香化合物芳香倍频
倍频 / 合频带
1667–2000弱
尖锐
一组弱吸收带,可反映环的取代方式。
芳香化合物芳香 C–H 弯曲
C–H 面外弯曲
690–900强
尖锐
单取代:≈750 和 ≈690;邻位 ≈750;对位 ≈830;间位 ≈780 和 ≈690(另有 ≈880)。
醇和酚醇 O–H(氢键缔合)
O–H 伸缩
3200–3400强
宽
纯液体和固体中为宽而圆钝的吸收带。
醇和酚醇 O–H(游离)
O–H 伸缩
3600–3650中
尖锐
仅见于稀溶液或气相。
醇和酚醇 C–O
C–O 伸缩
1000–1260强
尖锐
伯醇 ≈1050,仲醇 ≈1100,叔醇 ≈1150;酚 ≈1220 cm⁻¹。
醚醚 C–O
C–O–C 伸缩
1000–1300强
尖锐
二烷基醚 ≈1120。芳基烷基醚有两个吸收带,≈1250 和 ≈1040。无 O–H 或 C=O。
羰基化合物酮 C=O
C=O 伸缩
1705–1725强
尖锐
饱和酮 ≈1715 cm⁻¹。共轭使其降至 1685–1666。环张力使其升高(环戊酮 ≈1745,环丁酮 ≈1780)。
羰基化合物醛 C=O
C=O 伸缩
1720–1740强
尖锐
饱和醛 ≈1725。共轭醛 1710–1685。
羰基化合物醛 C–H
C–H 伸缩(费米共振双峰)
2700–2860弱–中
尖锐
2820 和 2720 cm⁻¹ 附近的两个峰。2720 处的吸收带是醛的特征峰。
羰基化合物羧酸 O–H
O–H 伸缩
2400–3400强
很宽
极宽的吸收带(氢键二聚体),与 C–H 伸缩振动重叠。
羰基化合物羧酸 C=O
C=O 伸缩
1700–1730强
尖锐
二聚体 ≈1710。共轭 1710–1680。
羰基化合物羧酸 C–O
C–O 伸缩
1210–1320强
尖锐
与宽的 O–H 和 C=O 一起可确认羧酸。
羰基化合物酯 C=O
C=O 伸缩
1735–1750强
尖锐
饱和酯 ≈1735。共轭酯或芳基酯 1730–1715。δ-内酯 ≈1735,γ-内酯 ≈1770。
羰基化合物酯 C–O
C–O 伸缩
1000–1300强
尖锐
两个或更多强吸收带,与 C=O 构成“三峰规则”。
羰基化合物酰氯 C=O
C=O 伸缩
1775–1810强
尖锐
≈1800 cm⁻¹:常见单羰基中最高的。
羰基化合物酸酐 C=O
C=O 伸缩(不对称)
1800–1830强
尖锐
酸酐有两个相距约 60 cm⁻¹ 的 C=O 吸收带。
羰基化合物酸酐 C=O
C=O 伸缩(对称)
1740–1775强
尖锐
酸酐的第二个羰基吸收带。
羰基化合物酰胺 C=O(酰胺 I 带)
C=O 伸缩
1630–1680强
尖锐
常见羰基中最低的,因为 N 孤电子对的共振削弱了 C=O。
胺和酰胺伯胺 / 酰胺 N–H
N–H 伸缩(两个吸收带)
3300–3500中
中等
两个尖峰(不对称 + 对称)。比 O–H 更尖、更弱。
胺和酰胺仲胺 / 酰胺 N–H
N–H 伸缩(一个吸收带)
3300–3350中
中等
一个吸收带。叔胺没有。
胺和酰胺胺 N–H 弯曲
N–H 弯曲(剪式)
1560–1640中
中等
伯胺。酰胺在 1640–1550 处有酰胺 II 带。
胺和酰胺胺 C–N
C–N 伸缩
1000–1350中
尖锐
脂肪胺 1250–1000。芳香胺 1350–1250。
含氮基团腈 C≡N
C≡N 伸缩
2210–2260中
尖锐
脂肪腈 ≈2250。共轭腈或芳基腈 2240–2220。尖锐,中等强度。
含氮基团异氰酸酯 N=C=O
N=C=O 不对称伸缩
2240–2275强
宽
在 2270 cm⁻¹ 附近很强且宽。
含氮基团叠氮 N=N=N
N₃ 不对称伸缩
2120–2160强
尖锐
约 2100–2160 cm⁻¹ 处的强吸收带。
含氮基团亚胺 C=N
C=N 伸缩
1640–1690不定
尖锐
强度不定。
含氮基团硝基 N=O
N–O 不对称伸缩
1515–1560强
尖锐
≈1550。与 1380 处的吸收带构成一对强峰。
含氮基团硝基 N=O
N–O 对称伸缩
1345–1385强
尖锐
≈1380 cm⁻¹。
硫和磷硫醇 S–H
S–H 伸缩
2550–2600弱
尖锐
较弱,但位于清晰的区域。
硫和磷亚砜 S=O
S=O 伸缩
1030–1070强
尖锐
≈1050 cm⁻¹。
硫和磷砜 / 磺酰基 S=O
S=O 不对称伸缩
1300–1350强
尖锐
与 1160–1120 处的对称吸收带成对出现。
硫和磷砜 / 磺酰基 S=O
S=O 对称伸缩
1120–1160强
尖锐
在磺酰胺和磺酸酯中也可见。
硫和磷膦 P–H
P–H 伸缩
2350–2440中
尖锐
尖锐,中等强度。
硫和磷磷酰基 P=O
P=O 伸缩
1140–1300强
尖锐
磷酸酯和氧化膦。
卤代物C–F
C–F 伸缩
1000–1400强
尖锐
很强。CF₃ 给出几个强吸收带。
卤代物C–Cl
C–Cl 伸缩
540–785强
尖锐
常被指纹区掩盖。
卤代物C–Br
C–Br 伸缩
510–650强
尖锐
低于大多数中红外扫描范围。
卤代物C–I
C–I 伸缩
485–600强
尖锐
低于大多数中红外扫描范围。
累积二烯及其他丙二烯 C=C=C
C=C=C 不对称伸缩
1900–1950中
尖锐
≈1950 cm⁻¹。
累积二烯及其他二氧化碳(干扰峰)
O=C=O 不对称伸缩
2330–2360中
尖锐
2350 cm⁻¹ 附近的大气 CO₂:通常是背景干扰,而不是样品。
累积二烯及其他金属羰基 C≡O
C≡O 伸缩
1800–2100强
尖锐
端基 M–CO 2100–1850;桥连 1850–1750。

红外光谱的四个区域

区域 (cm⁻¹)在此吸收的基团注意观察
4000–2500与氢相连的单键:O–H、N–H、C–H宽的 O–H(3400,羧酸为 3300–2500)、N–H 尖峰、略高于或略低于 3000 的 C–H
2500–2000三键和累积双键C≡N ≈2250、C≡C ≈2150、N=C=O ≈2270(以及 2350 处的 CO₂ 干扰峰)
2000–1500双键C=O 1820–1630(大多数谱图中最强的峰)、C=C 1680–1600、芳环 1600/1500
1500–400指纹区:C–O、C–N、C–X 伸缩及弯曲振动强的 C–O 1300–1000。整体图样对每种化合物都是独特的。

五步解读红外光谱

  1. 检查 C=O(1820–1630 cm⁻¹)。这里有强吸收带说明有羰基。按位置区分:酰氯 ≈1800 > 酸酐(两个吸收带)> 酯 ≈1735 > 醛 ≈1725 > 酮 ≈1715 ≈ 羧酸 ≈1710 > 酰胺 ≈1650。
  2. 如果有 C=O,寻找伴随峰。3300–2500 的极宽 O–H 表示羧酸。2820/2720 的两个弱吸收带表示醛。1300–1000 的强 C–O 表示酯。3500–3300 的 N–H 表示酰胺。
  3. 没有 C=O?检查 3600–3200。宽而圆钝的吸收带表示醇或酚。一个或两个较尖的峰表示胺 (N–H)。3300 处强而窄的吸收带表示末端炔。
  4. 检查 3000 cm⁻¹。略高于 3000 的峰表示 sp² 或 sp C–H(烯烃或芳香化合物)。略低于 3000 的峰表示 sp³ C–H。对于芳香化合物,用 1600/1500 双峰和 900–690 的强面外弯曲振动加以确认。
  5. 检查 2300–2100 是否有腈和炔,然后用不饱和度核对环和 π 键的数目。

为什么羰基位置不同

C=O 频率取决于键的强度。Cl 等吸电子基团以及酸酐中的第二个 C=O 会增强双键,使其频率升高。N 的共振给电子(酰胺)或与 C=C、芳环的共轭使该键带有更多单键性质,频率降低约 25–40 cm⁻¹。环张力使其升高:环己酮 ≈1715,环戊酮 ≈1745,环丁酮 ≈1780。

来源:典型范围整理自 D. L. Pavia、G. M. Lampman、G. S. Kriz & J. R. Vyvyan,Introduction to Spectroscopy,第 5 版(Cengage,2015),以及 R. M. Silverstein、F. X. Webster、D. J. Kiemle & D. L. Bryce,Spectrometric Identification of Organic Compounds,第 8 版(Wiley,2014)。确切位置会随物态、溶剂、氢键和共轭而变化,因此请始终用伴随峰加以确认。

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常见问题

C=O 峰在红外光谱的什么位置?

约在 1820 到 1630 cm⁻¹ 之间,通常是谱图中最强的峰。饱和酮吸收在 ≈1715,酯 ≈1735,醛 ≈1725,酰氯 ≈1800,酰胺 ≈1650 cm⁻¹。

如何区分醇的 O–H 和羧酸的 O–H?

醇的 O–H 是 3400–3200 cm⁻¹ 处宽而圆钝的吸收带。羧酸的 O–H 宽得多,从约 3300 延伸到 2500 cm⁻¹,覆盖在 C–H 峰上,并伴有 1710 cm⁻¹ 附近的 C=O。

3300 cm⁻¹ 处的峰代表什么?

可能是 O–H(宽)、N–H(中等强度,一个或两个尖峰)或末端炔 ≡C–H(强且很窄)。峰形可以区分它们。在峰位查找器中输入 3300 即可查看所有可能。

什么是指纹区?

约 1500 cm⁻¹ 以下的区域,许多弯曲振动和骨架振动在此重叠。很难逐峰归属,但整体图样对每种化合物都是独特的,因此用于与标准谱图比对。

为什么我的谱图在 2350 cm⁻¹ 处有一个峰?

几乎总是背景扫描中未完全扣除的大气二氧化碳,而不是样品的吸收带。

如何用红外区分伯胺和仲胺?

伯胺 (R–NH₂) 在 3400 和 3300 cm⁻¹ 附近有两个 N–H 伸缩振动带。仲胺有一个。叔胺没有。

波数是什么意思?

波数 (cm⁻¹) 是波长的倒数,与能量和频率成正比。键越强、原子越轻,振动波数越高。

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