【摘要】 为什么实测材料与文献中材料的峰位有几个或十几个波数的差异，单独通过峰位来进行官能团判别可靠吗？

红外光谱定性分析的三要素是峰位，峰强和峰形。

 

但对于初学红外的同学，往往又很难应用这三个要素进行分析，碰到的困难往往是如下几条：

 

基础困难：

1.为什么实测材料与文献中材料的峰位有几个或十几个波数的差异，单独通过峰位来进行官能团判别可靠吗？

2.红外官能团表中，峰强的集中表达形式：很强，中强，很弱，该怎么把握？

3.峰形？什么是宽峰，什么是尖峰？

进阶困难：

4.相同材料中不同官能团的峰位发生重叠怎么办？

5.不同材料中相同官能团难以区分怎么办

 

接下来的系列推文，我们将针对这几点，由浅到深，专门破解这些难题。

首先，我们将会用几期推文带着大家用红外三要素进行常见官能团的分析；

之后，我们将带大家解决一些进阶的困难。

 

下面是一个简单的官能团峰位表，我们将用几组案例带大家区分O-H，N-H，C=O，C=C等几种常见的官能团。

 

 

2500~2000cm-1主要是CO2的吸收峰，特征明显易于分辨，这里不过多介绍。

 

这一期推文，我们将主要介绍2000~1500 cm-1的几种常见官能团。

 

首先是C=C键,主要分为烯烃和芳香烃两种.虽然都是C=C键，但由于化学键所处结构不同，它们的峰位、峰形和峰强都有很大差别。烯烃中C=C双键峰位一般在1640~1680 cm-1左右，根据取代基和所处化学环境的不同，具体峰位会有所不同。

 

下表是C=C的参考峰位表：

 

 

下面是一些含有C=C双键化合物的实际案例：

 

苯环中C=C一般会出现三个吸收峰，苯环上所连接的取代基及分子链空间结构不同，会改变这三个吸收峰的峰位和相对强度。例如，乙苯和苯乙烯的C=C所连化学键不同，其峰位和峰形存在细微差异。

 

乙苯

 

苯乙烯

 

常见的C=O键可能来源于羧酸-COOH，醛-CHO或酯-CO-CH2-。虽然都是C=O双键，但由于所连接的化学键不同，这三种C=O的吸收峰位存在着明显的差异。

 

下面是常见的C=O的红外峰位表：

 

 

例如乙酸和草酸，分子式中主要官能团都是-COOH，但乙酸中羧酸的取代基为甲基-CH3，而草酸中则为两个羧酸相连，致使不同分子中-COOH所处化学环境不同，两种分子中的C=O双键的峰位和峰形存在着明显的差异。

 

乙酸

 

草酸

 

同样的，甲醛与乙醛，乙酸乙酯与乙酸甲酯中C=O双键的吸收峰峰位也存在着明显的差异，这主要与C=O双键的取代基有关。

 

甲醛

 

乙醛

 

乙酸乙酯

 

乙酸甲酯

 

总结，一般官能团红外峰位表会给大家提供以一个参考的峰位范围，但在实际情况中，由于具体的分子式不同，C=C或C=O双键的具体吸收峰位也会有所差异。

 

理论上引起化学键峰位偏移的原因主要有：诱导效应，共轭效应，空间效应和氢键效应。

 

在实际情况中，常见引起样品中化学键偏移的原因如下：

1.化学键参与反应，形成了配位键或氢键；

2.测试仪器或测试环境发生改变；

3.样品性质发生改变，例如降解，吸潮，热变性，氧化等。

 

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