如何识别红外谱图
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红外光谱图分析口诀
红外光谱是一种分析物质结构及成分的分析技术,可以应用于从事化学、物理、药学和生物学研究的科学家、工程师、药剂师和技术员中非常流行。
下面介绍红外光谱图分析的口诀:
1、气相红外光谱(FTIR)口诀:气体分析用红外检测、波数-吸引度关系探究。
2、液相红外光谱(Raman)口诀:气相分析外,液体也可测量;频率-强度求极性、发乎谱图呈分离。
3、固体红外光谱(ATR)口诀:原理同空气耦合,以反射检测,样品分析使用,性质细节了解。
4、拉曼变化图(LCT)口诀:样品状态变化的快慢,拉曼光谱变化图说明。
红外光谱图分析可以准确诊断物体的性质和特别的特性,这样就可以找出含有不同有机成分的物质,例如,生物分子中必须存在化学振动,红外光谱分析能够精准识别每一个激发振动,以此了解不同物质的机理和过程,如酶反应调控、激素合成以及其他生命过程等。
通过分析可以揭示药物,抗体,醛,醚,脂肪酸等在无机化合物中的存在,有助于研究多种大分子的动态性质和相互作用。
可以说,红外光谱分析是一种重要的化学分析技术,对于物理,化学以及生物学都具有重要意义,可以帮助我们理解物质性质及其特性,推断出复杂反应的化学机械过程,也可以帮助我们分析活性物质的成分,为研究多种大分子的动态性质及其之间的相互作用提供关键的证据。
有了红外光谱分析,我们将能够有效的控制与对抗致病病原微生物,攻克多种疾病。
红外识谱歌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。
1740酯羰基,何酸可看碳氧展。
1180甲酸酯,1190是丙酸,1220乙酸酯,1250芳香酸。
常见官能团红外光谱的判定方法1、首先确定羰基的存在与否。
羰基在1640~1820cm-1区域内产生强吸收峰,往往是谱图中的最强峰,中等宽度。
若上述区域内没有这样的峰,便可知被测物无羰基。
若有羰基存在,进一步确定:饱和脂肪族羰基化合物的νC=O吸收频率(cm-1)①酸基:有-OH存在,在2500~3300 cm-1区域内有一个宽的吸收峰。
②酰胺:有-NH存在的酰胺,在3500cm-1附近有中等强度吸收,有时呈强度相等的双峰,为-NH2型酰胺。
伯酰胺在1410 cm-1还有C-N的吸收。
③酯:有C-O-C伸缩振动存在,在1000~1300cm-1附近有中等强度吸收。
④酐:在1760 cm-1和1810 cm-1附近有两个羰基的强吸收。
有C-O-C伸缩振动。
⑤醛:与羰基直接相联的氢,其C-H的伸缩振动在2750 和2850 cm-1附近有两个弱吸收。
⑥酮:排除上述情况的羰基,为酮类化合物。
的伸缩振动在1300~1100C C Ccm-1有吸收2、若无羰基,判断化合物是否为含氧或含氮化合物。
①醇和酚:有-OH存在,在2500~3300 cm-1区域内有一个宽的吸收峰,同时,又在1000~1300 cm-1区域内有C-O的强吸收峰;②醚:没有-OH存在,只有C-O,在1000~1300 cm-1区域内有强吸收;③(伯、仲)胺:有-NH2和-NH- 存在,于3500 cm-1附近有中等强度的吸收峰,在1030~1300 cm-1区域内有C-N的强吸收。
3、双键和芳环①烯烃的双键:在1650 cm-1附近有弱吸收;②芳环:在1450~1650 cm-1区域内有中等或较强的吸收,表明为芳环C=C;同时还可以结合3000 cm-1以上处的芳环不饱和C-H吸收来进行确证。
4、叁键①炔烃叁键:有-C≡C-存在,于2150 cm-1附近有弱而尖的吸收;若有氢直接连接在叁键上,则≡C-H在3300 cm-1附近有C-H的吸收。
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。
如何解析红外光谱图——红外识谱歌红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键,也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。
红外光谱具有高度特征性,利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型,并可用于定量测定。
解析红外光谱的时候,我们可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。
但很多时候我们手边并没有化合物的标准红外光谱或红外光谱谱图库,这时候就需要自己对红外谱图进行解析。
解析红外谱图最重要的是确定化合物的官能团。
要想快速分辨官能团,需要知道红外谱图中常见官能团的峰位置和峰形。
下面分享一些红外谱图歌,方便大家快速解析红外谱图。
红外谱图歌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,排除倍频和卤烃。
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,峰强峰形大而尖。
三键伸展二千二,炔氢摇摆六百八。
芳烃呼吸很特别,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,伯仲叔基易区别。
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,开链峰宽一千一,环酐移至1250。
红外谱图分析方法总结1. 简介红外(Infrared)分析技术是一种非常重要的分析测试方法,它可以用来研究物质的结构、组成、性质及相互作用等方面的信息。
红外谱图分析方法通过测量物质对红外辐射的吸收和散射,并结合相关的理论和数据库,得出样品的红外光谱图。
本文将总结常用的红外谱图分析方法。
2. 样品制备在进行红外谱图分析之前,首先需要将待测的样品制备成适合红外光谱测量的形式。
常见的样品制备方法包括固体试样法、液体试样法和气相试样法。
•固体试样法:将固体样品粉碎并与适量的无水氯化钾或氯化钠混合,制成样品块。
也可以使用压片法,将粉末样品压制成片。
•液体试样法:将液体样品滴在透明基片上,使其干燥后形成薄膜。
也可以将液体样品放入适合的红外吸收池中进行测量。
•气相试样法:将气体样品填充到气室中,通过红外吸收池进行测量。
3. 红外光谱测量仪器进行红外谱图分析需要使用红外光谱测量仪器。
常见的红外光谱测量仪器有红外光谱仪和红外光谱仪。
红外光谱仪主要由光源、干涉仪、样品室、探测器和数据采集系统等组成。
它通过生成红外光源并使其通过样品,然后测量样品对不同波长的红外光的吸收情况。
常用的红外光谱仪有傅立叶红外光谱仪(FTIR)和分散式红外光谱仪。
红外光谱仪是一种通过获取光谱仪的光栅分散红外光的仪器。
它通过将红外光分散为不同的波长,并通过探测器检测各个波长的红外光强度,得到红外光谱图。
4. 红外谱图解释红外谱图是指样品在红外区域内的吸收峰和吸收强度的图谱。
通过研究红外谱图,可以得到样品的结构和组成等信息。
红外谱图的解释可以从以下几个方面进行:•吸收峰的位置:吸收峰的位置与样品中存在的化学键相关。
不同化学键对应着不同波数的吸收峰。
•吸收峰的强度:吸收峰的强度与样品中某种化学键的含量相关。
吸收峰的强度越高,表示样品中该化学键的含量越多。
•布拉格方程:通过使用布拉格方程可以计算吸收峰的波数。
•参考谱库:借助谱库中的红外光谱标准数据,可以将待测样品的红外光谱与已知物质进行比对和鉴定。
红外谱图如何解析(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型:根据分子式计算不饱和度,公式:不饱和度=F+1+(T-O)/2 其中:F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子),F、T、O分别是英文4,3,1的首字母,这样我记起来就不会忘了。
比如苯:C6H6,不饱和度=6+1+(0-6)/2=4,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度;(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,再依据其他官能团,如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来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。
这是一个令人头疼的问题,有事没事就记一两个吧: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(1000~675cm1)。
(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Ω=n4+1+(n3-n1)/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),n1: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。
芳烃重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。
高中化学红外光谱图识别方法在高中化学学习中,红外光谱图是一个重要的实验工具,用于分析和鉴定有机物的结构。
掌握红外光谱图的识别方法对于学生来说非常重要,因为它能够帮助他们准确地确定有机物的功能团。
本文将介绍一些常见的红外光谱图识别方法,并提供一些实用的解题技巧。
首先,我们来看一下红外光谱图的基本结构。
红外光谱图通常以波数(cm^-1)为横轴,吸收强度为纵轴。
在图中,吸收峰表示有机物中特定的化学键或功能团。
通过分析这些吸收峰的位置和形状,我们可以推断有机物的结构。
一种常见的红外光谱图识别方法是通过观察吸收峰的位置来确定有机物中的功能团。
例如,当我们在红外光谱图中观察到一个波数为1700 cm^-1左右的吸收峰时,我们可以判断有机物中含有酯的功能团。
这是因为酯的C=O键的振动频率通常在这个范围内。
类似地,当我们观察到一个波数为3300 cm^-1左右的吸收峰时,我们可以推断有机物中含有羟基(-OH)的功能团。
除了吸收峰的位置,吸收峰的形状也可以提供有关有机物结构的信息。
例如,当我们观察到一个宽而平坦的吸收峰时,这可能意味着有机物中存在着羧酸的功能团。
这是因为羧酸的C=O键和O-H键的振动频率通常重叠在一起,形成一个宽而平坦的吸收峰。
此外,红外光谱图中的吸收峰的相对强度也可以提供有关有机物结构的信息。
例如,当我们观察到一个强而窄的吸收峰时,这表明有机物中的某个化学键非常稳定。
相反,当我们观察到一个弱而宽的吸收峰时,这可能意味着有机物中的某个化学键非常不稳定。
在解题过程中,我们还可以利用一些常见的红外光谱图特征来辅助识别有机物的功能团。
例如,当我们在红外光谱图中观察到一个波数为2850 cm^-1和一个波数为2960 cm^-1的吸收峰时,我们可以推断有机物中含有烷基(-CH3)的功能团。
这是因为烷基的C-H键的振动频率通常在这个范围内。
除了上述提到的方法,我们还可以通过红外光谱图的其他特征来识别有机物的功能团。
纵轴%T :T代表透过率(transmittance),%是透过率的单位。
横轴cm-1:cm-1是波数(wavenumber)的单位。
波数是原子、分子和原子核的光谱学中的频率单位。
符号为σ或v。
等于真实频率除以光速,即波长(λ)的倒数,或在光的传播方向上每单位长度内的光波数。
在波传播的方向上单位长度内的波周数目称为波数,其倒数称为波长。
其常用单位为cm-1,SI制单位为m-1。
一般来说,科学家比较喜好采用厘米-克-秒制(CGS) 来表达波数。
光谱线的差距可以被解释为能级的差别;能级与频率成正比,与波数成反比。
光谱数据通常是用波数纪录,跟光速和普朗克常数无关。
注意,波数的单位制式为厘米-克-秒制。
所以,计算时必须特别小心。
分辨率:光谱分辨率是指把光谱特征峰分辩和分离的能力。
样品增益:采集光谱时,探测器所选用的放大等级。
光学速度:这个不清楚。
光圈:光圈英文名称为Aperture,通常是直径可以调节的圆孔,光圈用来控制进入光学系统的光能量,防止出现探测器饱和或者曝光不足。
背景扫描数:测量背景谱时的光谱仪扫描平均次数。
透过率测量时要先采集背景光谱(也就是没有样品存在时的光谱),样品谱除以背景谱得到样品的透过率光谱。
测量时为了降低光谱噪声,往往多次扫描做平均,这就是扫描数。
|评论原理当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
所以,红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
红外谱图解析基础知识(一)、基团频率区和指纹区1、基团频率区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。
这种振动基团频率和特征吸收峰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。
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# 红外光谱仪的识别流程。
红外光谱仪是一种用于分析物质分子结构和化学键的仪器。
红外图谱分析是光谱分析技术中的一种,它利用红外光作为光源,检测样品的吸收、反射、散射等特性,从而得到样品的分子结构和化学组成。
下面是红外图谱分析方法的详细步骤:一、准备工作在进行红外图谱分析之前,需要准备好相应的仪器和样品。
红外光谱仪通常由光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器等部分组成。
在采集样品红外光谱时,需要使用专门的样品制备技术,如样品压制、样品溶液制备等。
二、样品制备样品制备是红外图谱分析中非常重要的一步,因为只有样品中的分子在红外光的作用下产生吸收、反射、散射等特性,才能得到样品的分子结构和化学组成。
样品制备需要根据样品的性质和所用光谱仪的类型来选择不同的制备方法,如固体样品需要进行研磨和压片,液体样品需要进行溶液制备等。
三、谱图解析在采集到样品的红外光谱后,需要通过谱图解析来得到样品的分子结构和化学组成。
谱图解析需要掌握一定的方法技巧,例如:1. 确定光谱类型:根据光谱中出现的特征峰,确定光谱的类型。
例如,如果是伸缩振动,则可以判断出样品的分子结构中存在这种键。
2. 确定基团:根据特征峰的位置和形状,确定样品中存在的基团。
例如,如果出现了苯环的振动吸收峰,则可以判断出样品中含有苯环结构。
3. 确定分子结构:通过确定基团和键的类型,可以得到样品的分子结构。
例如,如果一个化合物的红外光谱中出现了C-H键的振动吸收峰,则可以判断出这个化合物的分子结构中存在C-H键。
四、定量分析除了定性分析外,红外光谱还可以用于定量分析。
通过测量特征峰的强度和宽度等参数,可以计算出样品中某种物质的含量。
例如,可以利用红外光谱技术测定高聚物中某种单体的含量。
五、应用领域红外光谱在多个领域都有广泛的应用,例如:1. 化学领域:用于研究有机化合物、无机化合物的分子结构和化学反应机理等。
2. 材料科学领域:用于研究高聚物、无机非金属材料、金属材料的结构和化学组成等。
3. 环境科学领域:用于监测大气、水体、土壤等环境中的有害物质和污染物的含量等。
红外谱图分析
可以按如下步骤来:
(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型:根据分子式计算不饱和度,公式: 不饱和度=F+1+(T-O)/2 其中:
F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),
T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),
O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子),
例如:比如苯:C6H6,不饱和度=6+1+(0-6)/2=4,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度;
(2)分析3300~2800 cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界:高于3000 cm-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3000 cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;
(3)若在稍高于3000 cm-1有吸收,则应在2250~1450 cm-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1000~650 cm-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,再依据其他官能团,如C=O, O-H, C-N 等特征吸收来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1750~1700 cm-1的三个峰,说明醛基的存在。
至此,分析基本搞定,剩下的就是背一些常见常用的健值了!
1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850 cm-1)
C-H弯曲振动(1465-1340 cm-1)
一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下,接近3000 cm-1的频率吸收。
2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010 cm-1)
C=C伸缩(1675~1640 cm-1)
烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675 cm-1)。
3.炔烃:伸缩振动(2250~2100 cm-1)
炔烃C-H伸缩振动(3300 cm-1附近)。
4.芳烃:3100~3000 cm-1 芳环上C-H伸缩振动
1600~1450 cm-1 C=C 骨架振动
880~680 cm-1 C-H面外弯曲振动
芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450 cm-1可能出现强度不等的4个峰。
880~680 cm-1,C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常常用此频区的吸收判别异构体。
5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收,
O-H 自由羟基O-H的伸缩振动:3650~3600 cm-1,为尖锐的吸收峰, 分子间氢键O-H伸缩振动:3500~3200 cm-1,为宽的吸收峰;
C-O 伸缩振动:1300~1000 cm-1
O-H 面外弯曲:769-659 cm-1
6. 醚特征吸收:1300~1000 cm-1 的伸缩振动
脂肪醚:1150~1060 cm-1 一个强的吸收峰
芳香醚:两个C-O伸缩振动吸收:1270~1230 cm-1(为Ar-O伸缩)1050~1000 cm-1(为R-O伸缩)
7.醛和酮:醛的主要特征吸收:1750~1700 cm-1(C=O伸缩)2820,2720 cm-1(醛基C-H伸缩)
脂肪酮:1715 cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低
8.羧酸:羧酸二聚体:3300~2500 cm-1 宽,强的O-H伸缩吸收
1720~1706 cm-1 C=O 吸收
1320~1210 cm-1 C-O伸缩
920 cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动
9.酯:饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带:1750~1735 cm-1区域
饱和酯C-C(=O)-O谱带:1210~1163 cm-1 区域为强吸收
10.胺:3500~3100 cm-1,N-H 伸缩振动吸收
1350~1000 cm-1,C-N 伸缩振动吸收
N-H变形振动相当于CH2的剪式振动方式,其吸收带在:1640~1560 cm-1,面外弯曲振动在900~650 cm-1.
11.腈:腈类的光谱特征:三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收
脂肪族腈2260-2240 cm-1
芳香族腈2240-2222 cm-1
12.酰胺:3500-3100 cm-1 N-H伸缩振动
1680-1630 cm-1 C=O 伸缩振动
1655-1590 cm-1 N-H弯曲振动
1420-1400 cm-1 C-N伸缩
13.有机卤化物:
C-X 伸缩脂肪族
C-F 1400-730 cm-1
C-Cl 850-550 cm-1
C-Br 690-515 cm-1
C-I 600-500 cm-1。