红外光谱解析
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红外光谱图解析大全一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Q = n4+1+(n3-n i)/2 其中:n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n i:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)(2)分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界:高于3000cm-1 为不饱和碳C-H 伸缩振动吸收,有可能为烯,炔,芳香化合物;而低于3000cm-1 一般为饱和C-H 伸缩振动吸收;(3)若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250~1450cm-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中炔2200~2100 cm-1,烯1680~1640 cm-1 芳环1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000~650cm-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺、反,邻、间、对);( 4)碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收,判定化合物的官能团;( 5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如2820, 2720和1750~1700cm-1的三个峰,说明醛基的存在。
二、熟记健值1. 烷烃:C-H 伸缩振动( 3000-2850cm-1) C-H 弯曲振动( 1465-1340cm-1) 一般饱和烃C-H 伸缩均在3000cm-1 以下,接近3000cm-1 的频率吸收。
2. 烯烃:烯烃C-H 伸缩(3100~3010cm-1),C=C 伸缩(1675~1640 cm-1),烯烃C-H 面外弯曲振动( 1000~675cm-1)。
3. 炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。
4. 芳烃:芳环上C-H 伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。
手把手教你红外光谱谱图解析一、红外光谱的原理[1]1. 原理样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收其中一些频率的辐射,分子振动或转动引起偶极矩的净变化,是振-转能级从基态跃迁到激发态,相应于这些区域的透射光强减弱,透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。
辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构2.红外光谱特点红外吸收只有振-转跃迁,能量低;除单原子分子及单核分子外,几乎所有有机物均有红外吸收;特征性强,可定性分析,红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构;定量分析;固、液、气态样均可,用量少,不破坏样品;分析速度快;与色谱联用定性功能强大。
3.分子中振动能级的基本振动形式红外光谱中存在两类基本振动形式:伸缩振动和弯曲振动。
图一伸缩振动图二弯曲振动二、解析红外光谱图1.振动自由度振动自由度是分子独立的振动数目。
N个原子组成分子,每个原子在空间上具有三个自由度,分子振动自由度F=3N-6(非线性分子);F=3N-5(线性分子)。
为什么计算振动自由度很重要,因为它反映了吸收峰的数量,谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。
U=0→无双键或环状结构U=1→一个双键或一个环状结构U=2→两个双键,两个换,双键+环,一个三键U=4→分子中可能含有苯环U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键2.红外光谱峰的类型基频峰:分子吸收一定频率红外线,振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰,基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率,强度大,是红外的主要吸收峰。
泛频峰:分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰,此类峰强度弱,难辨认,却增加了光谱的特征性。
特征峰和指纹峰:特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰,对应于分子中某化学键或基团的振动形式,同一基团的振动频率总是出现在一定区域;而指纹区吸收峰特征性强,对分子结构的变化高度敏感,能够区分不同化合物结构上的微小差异。
如何进行红外光谱解析红外光谱解析是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的测试技术,通过分析物质在红外光波段的吸收和散射特性,可以获得物质的结构信息、成分组成以及其他相关性质。
本文将介绍红外光谱解析的基本原理、实验操作步骤以及数据分析方法,帮助读者了解如何进行红外光谱解析。
一、基本原理红外光谱解析的基本原理是物质分子在吸收红外光时,会发生振动和转动,并发生状态之间的转变。
这些振动和转动产生的谐振频率,与分子内部的键长、键角等结构参数有关,因此可以通过测量红外光谱图谱来了解物质的结构特征。
二、实验操作步骤1. 仪器准备:将红外光谱仪连接电源并打开。
根据待测物的性质,选择适当的样品盒(液态或固态)和检测模式(透射或反射)。
2. 样品处理:对于液态样品,取少量样品加入透射池中,移除气泡并将其密封;对于固态样品,将样品压制成片或粉碎并放置在反射盒中。
3. 启动仪器:根据仪器操作手册,进行光谱仪的启动和样品检测参数的设置。
4. 开始检测:点击仪器软件上的“开始”按钮,红外光谱仪开始发送红外光,并通过探测器接收返回的信号。
5. 数据采集:红外光谱仪会将接收到的信号转化为电信号,并通过数据采集软件记录下来。
采集过程通常需要数秒至数分钟。
6. 数据处理:获取红外光谱图谱后,使用特定的数据处理软件进行谱图展示和数据分析。
三、数据分析方法1. 谱图展示:使用数据处理软件将红外光谱图谱进行展示,在横轴上表示波数,纵轴表示吸收强度。
确保谱图的分辨率和信噪比足够高,以保证后续的数据分析准确性。
2. 峰值鉴定:根据谱图上的吸收峰,确定物质的各种官能团或键的存在。
通过比对已知物质的红外光谱数据库,寻找吸收峰的对应官能团或键。
3. 定量分析:利用谱图上的吸收峰的强度,可以进行物质的定量分析。
通过校正曲线或比色法等方法,计算物质的浓度或含量。
4. 结构确定:根据红外吸收峰的波数和强度,可以获得物质的结构信息。
通过对比不同官能团或键的红外吸收谱图,推测和确认物质的结构特征。