红外检测数据图谱
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红外光谱分析序言二十世纪初叶,Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图,给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。
到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。
当今红外光谱仪的分辨率越来越高,检测范围扩展到10000-200cm-1,样品量少至微克级。
红外光谱提供的某些信息简捷可靠,检测样品中有无羰基及属于哪一类(酸酐、酯、酮或醛)是其他光谱技术难以替代的。
因此,对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说,红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。
一、基本原理1、基本知识光是一种电磁波。
可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱,它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。
表1列出这些电磁波的波长,其所在区域的光谱名称,以及对应的运动形式。
红外光谱研究的内容涉及的是分子运动,因此称之为分子光谱。
通常红外光谱系指2-25μ之间的吸收光谱,常用的为中红外区4000-650cm-1(2.5-15.4μ)或4000-400cm-1。
这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动,分子在振动运动的同时还存在转动运动。
在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现,即所谓振转光谱。
每一化合物都有其特有的光谱,因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作出鉴别。
红外光谱所用的单位波长μ,波数cm-1。
光学中的一个基本公式是λυ= C,式中λ为波长,υ为频率,C为光速(3×1010cm/s)。
设υ为波数,其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数,并应具有以下关系:波数(cm-1)=104/波长(μ)波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置,即红外光谱图的横坐标。
目前倾向于普遍采用波数为单位,而在图谱上方标以对应的波长值。
红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度,一般以透过率(T%)表示。
2、红外光谱的几种振动形式主要的基本可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。
(1)伸缩振动(υ)沿着键轴方向伸或缩的振动,存在对称与非对称两种类型。
红外识谱图看似复杂,其实也有规律可循,试试这个口诀,说不定也是一种方法。
红外可分远中近,中红特征指纹区,1300来分界,注意横轴划分异。
看图要知红外仪,弄清物态液固气。
样品来源制样法,物化性能多联系。
识图先学饱和烃,三千以下看峰形。
2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。
1470碳氢弯,1380甲基显。
二个甲基同一碳,1380分二半。
面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。
烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烷。
末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。
化合物,又键偏,~1650会出现。
烯氢面外易变形,1000以下有强峰。
910端基氢,再有一氢990。
顺式二氢690,反式移至970;单氢出峰820,干扰顺式难确定。
炔氢伸展三千三,峰强很大峰形尖。
三键伸展二千二,炔氢摇摆六百八。
芳烃呼吸很特征,1600~1430。
1650~2000,取代方式区分明。
900~650,面外弯曲定芳氢。
五氢吸收有两峰,700和750;四氢只有750,二氢相邻830;间二取代出三峰,700、780,880处孤立氢醇酚羟基易缔合,三千三处有强峰。
C-O伸展吸收大,伯仲叔醇位不同。
1050伯醇显,1100乃是仲,1150叔醇在,1230才是酚。
1110醚链伸,注意排除酯酸醇。
若与π键紧相连,二个吸收要看准,1050对称峰,1250反对称。
苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。
次甲基二氧连苯环,930处有强峰,环氧乙烷有三峰,1260环振动,九百上下反对称,八百左右最特征。
缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。
酸酐也有C-O键,开链环酐有区别,开链强宽一千一,环酐移至1250。
羰基伸展一千七,2720定醛基。
吸电效应波数高,共轭则向低频移。
张力促使振动快,环外双键可类比。
二千五到三千三,羧酸氢键峰形宽,920,钝峰显,羧基可定二聚酸、酸酐千八来偶合,双峰60严相隔,链状酸酐高频强,环状酸酐高频弱。
羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,1600反对称,1400对称峰。
红外主要官能团对应谱图各种基团都有其独特的红外光谱特征,这些特征可以用于鉴定化合物的结构和组成。
下面列出了主要基团的红外特征吸收峰。
一、烷烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、CH伸(反称)、CH伸(对称)、CH弯(面内)和C-C伸等。
这些振动类型的波数范围分别为3000~2843 cm-1、2972~2880 cm-1、2882~2843 cm-1、1490~1350 cm-1和1250~1140 cm-1.二、烯烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C=C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为3100~3000 cm-1、1695~1630 cm-1、1430~1290cm-1和1010~650 cm-1.此外,单取代和双取代烯烃类基团的吸收峰也有所不同,顺式和反式烯烃类基团的吸收峰也有所不同。
三、炔烃类基团的红外特征吸收峰包括CH伸、C≡C伸、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2270~2100 cm-1、1260~1245 cm-1、645~615 cm-1和3100~3000 cm-1.四、取代苯类基团的红外特征吸收峰包括泛频峰、骨架振动(νC=C)、CH弯(面内)和CH弯(面外)等。
这些振动类型的波数范围分别为2000~1667 cm-1、1600±20 cm-1、1500±25 cm-1和1450±20 cm-1.此外,单取代、邻双取代、间双取代和对双取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同,1,2,3-三取代、1,3,5-三取代和1,2,4-三取代取代苯类基团的吸收峰也有所不同。
总之,红外光谱分析是一种非常有用的手段,可以用于鉴定化合物的结构和组成。
各种基团的红外特征吸收峰可以提供重要的信息,帮助我们更好地理解化学反应和分析化合物。
以下是格式错误已经删除的文章:CH弯(面外)的取代位置有很多种,其中包括1,2,3,4四个取代位和1,2,4,5四个取代位等。