考试 常见高分子化合物红外光谱图

红外光谱分析图用红外光谱仪测试塑料薄膜的红外光谱非常简单。

由于采用厚度适当的透明薄膜，故可直接使用。

经过校正后可得到图1所示的图谱。

这是最简单的高分子光谱图，它只在2 916,2 849, 1 463和719cm-‘四处出现了吸收峰，说明该分子结构中不含苯环、按基、经基等官能团，只含有亚甲基一CHZ，其中2 916cm-‘对应反对称伸缩振动，2 849cm-‘对应对称伸缩振动，1 463cm-‘对应弯曲振动，据此可初步判断该材料为聚乙烯。

至于719cm-‘对应的峰可以不解读。

据资料介绍，该峰为}CHZ]n ( n } 4)弱吸收峰，用于判断碳链的长短，碳链越长，吸收峰越强[2]。

仔细观察可发现该处实际是双吸收峰。

低波数对应无定形聚乙烯吸收峰，高波数对应结晶态聚乙烯吸收峰[3]。

因此可认定该材料就是聚乙烯。

事实上，通过随设备所附图库也能检索出该材料类别，如图2所示，上半部分为试样谱图，下半部分为标准聚乙烯谱图，吻合率达99%以上，即可得出结论。

当然，也可以根据经验来判断。

通常用来制作薄膜的塑料无非聚乙烯(PE) ,聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等几种，其中以PE和PVC价格低廉，来源广泛，是首先考虑的材料，而PVC由于氯原子的取代作用将使图谱发生很大变化，而且PVC薄膜中含有大量的添加剂，做光谱前一般需进行分离提纯，直接做谱图不可能得到图1所示的简单图谱。

因此可以确定，图1的材料就是PE。

图3所示为另一PE样品的红外光谱，它与图1基本相同。

由于PE中少量烯端基的存在，在909和990cm-‘有时能看到弱谱带，分别对应于RCH=CHZ中反式CH面外弯曲振动及CHZ面内弯曲振动。

图3中，1 720cm-‘处的小峰是由于含拨基的添加剂引起的，不是PE本身的峰。

图4所示为均聚PP红外光谱。

由于每两个碳就有一个甲基支链，因而除了1 460cm-‘的CH湾曲振动外，还有很强的甲基弯曲振动谱带出现在1 378cm-' o CH3和CH的伸缩振动与CHZ的伸缩振动叠加在一起，出现了2 8003 OOOcm-‘多重峰。

第三节红外光谱（I nf r ared Spectra, IR）红外光谱确实是测定有机物在用中红外区域波长的光（4000cm-1 ~ 400cm-1 ，μm~25 μm）照射时的吸收情形。

通过IR测定，能够得知一个化合物中存在哪些官能团。

还能够象鉴定指纹和照片那样，通过IR来辨别化合物。

特点：辨别化合物的特点键及其官能团，能提供大量的关于化合物的结构信息。

样品用量少、易回收，气、液、固态样品均适用、灵敏度高.谱图以波长(μm)或波数为(cm-1 )横坐标，表示吸收峰的位置。

波长和波数二者可互换: n (cm-1 )=104/ (μm)以透光度T%为纵坐标而形成。

表示吸收强度。

T↓，说明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。

一、大体概念在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。

这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。

红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。

红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。

在真实分子中, 原子处于不断的运动当中。

这种运动可分为两大类：一是振动, 包括键的伸缩振动和弯曲振动；二是转动, 即原子沿着键轴作相对的转动。

红外光谱确实是由分子吸收红外光后，引发振动能级的跃迁而取得的。

红外光谱引发的是分子的振动和转动能级的跃迁，又称为振转光谱。

振动方程式k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能越高，k越大）m1和m2别离为化学键所连的两个原子的质量，单位为克即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频率）与键强度成正比，与成键原子质量成反比。

吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大。

键的力常数k越大，红外吸收频率越大。

如：炔键/2150 cm－1，C=C /1650 cm－1，C －C /1200cm－1。

•组成化学键的原子质量越小，红外吸收频率越大。

•如：C－H/~3000 cm－1，C－C/1200 cm－1，C－O/1100 cm－1，C－Cl /800 cm－1，C－Br/550 cm－1。

红外光谱在有机物结构测定中的应用同一种有机官能团，可能出现在不同的化合物中，尽管如此，其吸收频率总是出现在图谱中的一定区域内，这表明某些官能团有比较固定的吸收频率，可以作为鉴定官能团的依据。

因此，把这些吸收频率称为相应官能团的特征频率或特征吸收谱带。

所有的有机物都有其特征的红外光谱。

根据红外光谱图中吸收峰的位置、强度以及形状可以判断化合物中是否存在某些官能团，并进而根据其它测定结果推断未知物的结构。

各类官能团的红外吸收特征频率(1)特征频率区（官能团区）官能团的特征吸收谱带大多出现的区域：4000—1500cm-1，主要包括含氢基团和重键原子的伸缩振动谱带。

谱带较稀疏，但对确定分子中官能团的存在有重要的作用。

例：2800 ∼3000 cm-1—CH3特征峰；1600 ∼1850 cm-1—C=O 特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：—CH2—CO—CH2—1715 cm-1 酮—CH2—CO—O—1735 cm-1 酯—CH2—CO—NH—1680 cm-1 酰胺(2)指纹区＜1500cm-1的频率区域，主要是各种单键的伸缩振动与各种弯曲振动吸收区。

虽然指纹区谱带短数目多，一般难以分清各个谱带的归属，但谱带的形状受分子结构的影响很大，可以反映出分子结构上的微小差别，除对映异构体外，每种化合物都会有些不同，就如同人的指纹一样。

这对用已知物鉴别未知物非常重要。

(3)相关峰每个官能团都有几种振动方式，能产生红外吸收光谱的每种振动一般产生一个相应的吸收峰。

习惯上把这些相互依存又可相互佐证的吸收峰，称为相关峰。

例如—CH3的相关峰为2960cm-1伸缩振动：νas2870cm-1νs面内弯曲振动：1470cm-1和1380cm-13.3 分子结构与吸收峰molecular structure and absorption peaks 1．X—H伸缩振动区（4000 ∼2500 cm-1 ）（1）—O—H 3650 ∼3200 cm-1 确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。

常见高分子红外光谱谱图解析1. 红外光谱的基本原理1）红外光谱的产生能量变化ννhch==E-E=∆E12ννh∆E=对于线性谐振子μκπνc21=2）偶极矩的变化3）分子的振动模式多原子分子振动伸缩振动对称伸缩不对称伸缩变形振动AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆AX3：对称变形、反对称变形. 不同类型分子的振动线型XY2：对称伸缩不对称伸缩弯曲弯曲型XY2：不对称伸缩对称伸缩面内弯曲（剪式）面内摇摆面外摇摆卷曲平面型XY3：对称伸缩不对称伸缩面内弯曲面外弯曲角锥型XY3：对称弯曲不对称弯曲面内摇摆4）聚合物红外光谱的特点1、组成吸收带2、构象吸收带3、立构规整性吸收带4、构象规整性吸收带5、结晶吸收带2 聚合物的红外谱图1）聚乙烯各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。

在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。

要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。

这些光谱之间的差别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。

低压聚乙烯（热压薄膜）中压聚乙烯（热压薄膜）高压聚乙烯（热压薄膜）2.聚丙烯无规聚丙烯等规聚丙烯的红外光谱中，在1250-830 cm－1区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带（1165、998、895、840 cm－1）。

这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链的螺旋状排列有关。

3.聚异丁烯CH3H2C CnCH3丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。

H2 CHCHC CH2C CHCH2HH2CC CHCH2H2CH 1，2- 顺式1，4- 反式1，4-990、910 cm－1 775、741、690 cm－1 970 cm－1 1，2-聚丁二烯顺式1，4-聚丁二烯用于橡胶的顺式1，4-丁二烯的光谱中，730 cm－1的宽强吸收很特征，但反式1，4-和1，2-结构的吸收虽弱但仍很明显。

聚醚红外光谱聚醚是一类重要的高分子化合物，具有广泛的应用领域，如塑料制品、涂料、胶水等。

红外光谱是一种常用的分析技术，可以用于研究聚醚的化学结构以及其它相关性质。

本文将介绍聚醚的红外光谱分析。

首先，我们来了解一下红外光谱的原理。

红外光谱是通过测量材料对特定波长的红外辐射的吸收来分析其结构。

红外光谱图呈现的是红外光的吸收强度与波数或频率的关系。

波数通常以cm^-1为单位，而频率以Hz为单位。

红外光谱图中吸收峰的位置和强度可以提供有关化合物结构的信息。

在进行红外光谱分析之前，首先需要制备聚醚样品。

常用的聚醚类化合物有聚环氧乙烷、聚丙烯醚等。

制备样品的方法可以是将聚醚溶解在适当的溶剂中，然后放置在红外光谱仪中的样品池中。

样品应该尽量薄且均匀，以保证光束能完全穿透。

测量样品的红外光谱需要使用红外光谱仪。

红外光谱仪是一种复杂的仪器，它包含一个光源、一个样品池、一个光栅和一个探测器。

光源通常是红外灯泡，它会发射连续谱的红外辐射。

当红外光通过样品时，样品中的分子将吸收特定波长的红外辐射。

探测器会测量样品中吸收的红外光的强度，并将其转换为电信号，最后转化为红外光谱图。

对于聚醚的红外光谱分析，我们可以观察到一些特征峰。

聚醚中的氧原子在红外光谱中通常表现为C-O、O-H和C=O的振动。

C-O和O-H的振动位于较低的频率区域，而C=O的振动位于较高的频率区域。

此外，聚醚中的C-H和C-C的振动也可以在红外光谱中观察到。

对于聚环氧乙烷来说，可以观察到以下特征峰：在800-1000 cm^-1的区域，出现了一个C-O的振动峰；在3200-3600 cm^-1的区域，出现了一个O-H的振动峰。

对于聚丙烯醚来说，可以观察到以下特征峰：在1000-1150 cm^-1的区域，出现了一个C-O的振动峰；在2700-3000 cm^-1的区域，出现了一个C-H的振动峰。

利用这些特征峰，我们可以判断聚醚的化学结构。

例如，通过观察C-O和O-H的振动峰，我们可以确定聚醚中是否含有环氧基团。