（一）基团频率区

基团频率是指特定化学键或官能团在红外光谱中的振动频率。这些频率是特定的，取决于化学键的类型、周围的化学环境以及分子的整体结构。基团频率通常对应于红外谱图中的特征吸收峰。

特征吸收峰是指红外谱图中由特定化学键或官能团振动引起的吸收峰。这些峰的位置、强度和形状可以用来识别和表征化合物中的特定基团。特征吸收峰通常位于官能团区内，即波数大于1500 cm⁻¹的区域。

中红外光谱区可分成4000 cm^-1 ~1300（1800） cm^-1和1800 （1300 ） cm^-1 ~ 600 cm^-1两个区域。最有分析价值的基团频率在4000 cm^-1 ~ 1300 cm^-1之间，这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。

在1800 cm^-1 （1300 cm^-1 ）~600 cm^-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。这种振动与整个分子的结构有关。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。

基团频率区可分为三个区域：

（1）4000 ~2500 cm^-1 X-H伸缩振动区，X可以是O、N、C或S等原子。

O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm^-1 范围内，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。

当醇和酚溶于非极性溶剂（如CCl₄），浓度于0.01mol. dm^-3时，在3650 ~3580 cm^-1 处出现游离O-H基的伸缩振动吸收，峰形尖锐，且没有其它吸收峰干扰，易于识别。当试样浓度增加时，羟基化合物产生缔合现象，O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移，在3400 ~3200 cm^-1 出现一个宽而强的吸收峰。

胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm^-1 ，因此，可能会对O-H伸缩振动有干扰。

C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种。

饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm^-1以下，约3000~2800 cm^-1 ，取代基对它们影响很小。如-CH₃ 基的伸缩吸收出现在2960 cm^-1和2876 cm^-1附近；R₂CH₂基的吸收在2930 cm^-1 和2850 cm^-1附近；R₃CH基的吸收基出现在2890 cm^-1 附近，但强度很弱。

不饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。

苯环的C-H键伸缩振动出现在3030 cm^-1附近，它的特征是强度比饱和的C-H浆键稍弱，但谱带比较尖锐。

不饱和的双键=C-H的吸收出现在3010~3040 cm^-1范围内，末端= CH₂的吸收出现在3085 cm^-1附近。

叁键☰CH上的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300 cm^-1 ）附近。

（2）2500~1900  为叁键和累积双键区。

主要包括-C☰C、 -C☰N等叁键的伸缩振动，以及-C =C=C、-C=C=O等累积双键的不对称性伸缩振动。

对于炔烃类化合物，可以分成R-C☰CH和R☰-C C-R两种类型。

      R-C☰CH的伸缩振动出现在2100~2140 cm^-1附近； 

      R-C ☰C-R出现在2190~2260 cm^-1附近；

      R-C ☰C-R分子是对称，则为非红外活性。

-C☰N 基的伸缩振动在非共轭的情况下出现2240~2260 cm^-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm^-1附近。若分子中含有C、H、N原子， -C☰N基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离-C☰N基越近， -C ☰N基的吸收越弱，甚至观察不到。

（3）1900~1200 cm^-1为双键伸缩振动区

该区域重要包括三种伸缩振动：

① C=O伸缩振动出现在1900~1650 cm^-1 ，是红外光谱中

特征的且往往是最强的吸收，以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类以及酸酐等有机化合物。酸酐的羰基吸收带由于振动耦合而呈现双峰。

② C=C伸缩振动。烯烃 的C=C伸缩振动出现在1680~1620cm^-1 ，一般很弱。单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600 cm^-1和1500 cm-1附近，有两个峰，这是芳环的骨架结构，用于确认有无芳核的存在。

③ 苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650 cm^-1范围，是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收，虽然强度很弱，但它们的吸收面貌在表征芳核取代类型上有一定的作用。

（1）1800（1300） cm^-1 ~ 900 cm^-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。

其中≈1375 cm^-1的谱带为甲基的δ_C-H对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，C-O的伸缩振动在1300~1000 cm^-1 ，是该区域最强的峰，也较易识别。

（2）900 ~ 650 cm^-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。     

利用上区域中苯环的C-H面外变形振动吸收峰和2000~ 1667cm^-1区域苯的倍频或组合频吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。下图为不同的苯环取代类型在2000~ 1667cm^-1和900~600cm^-1区域的光谱。

在红外光谱分析中，分子的振动模式可以分为几种不同类型，每种类型都有其特定的表现形式。

振动类型有：

（1）伸缩振动：是指化学键两端的原子沿键轴方向来回振动。

这种振动模式可以进一步分为两种：

• 对称伸缩振动：键两端的原子沿着键轴方向相向运动，键角保持不变。如：线性分子中的C=O伸缩振动。

• 不对称伸缩振动：键两端的原子沿着键轴方向以不同幅度振动，键角可能发生变化。如：非线性分子中的C=O伸缩振动。

（2）弯曲振动：是指化学键两端的原子相对于键轴方向发生偏离，导致键角的变化。

这种振动模式也可以分为几种类型：

• 剪式振动：键两端的原子相对于键轴方向作类似剪刀的动作，键角发生变化。如：NH₃中的N-H剪式振动。

• 面内弯曲：原子沿键轴所在平面的方向振动，键角发生变化。如：H₂O中的O-H面内弯曲振动。

• 面外弯曲：原子垂直于键轴所在平面的方向振动，键角发生变化。如：CH₄中的C-H面外弯曲振动。

（3）摇摆振动：是指化学键两端的原子沿键轴方向以外的某个方向来回摇摆，键角发生变化，但键长保持不变。如：乙烷中的C-H摇摆振动。

（4）扭曲振动：是指化学键两端的原子绕键轴旋转或作类似摇摆的动作，键角和键长均发生变化。如：CH₄中的C-H扭曲振动。

伸缩振动（对称、不对称）

弯曲振动（剪式、面内、面外）、摇摆振动、扭曲振动

例图：

哌啶

~3276cm^-1：N-H伸缩振动；~1460cm^-1：CH2剪式振动；

~1115cm^-1：C-N伸缩振动；~745cm^-1：N-H非平面摇摆振动