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。
· 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。
| 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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打开 MolDraw 编辑器常见问题
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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