红外光谱-全
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表15.1 典范有机化合物的重要基团频率(/cm-1)之迟辟智美创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部份单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(m)CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(w)CH:970~960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m) ~对双取代:860~790(vs)醇类R-OH OH:3700~3200(变)OH:1410~1260(w)CO:1250~1000(s)OH:750~650(s)酚类Ar-OH OH:3705~3125(s)C=C:1650~1430(m)OH:1390~1315(m)CO:1335~1165(s)脂肪醚R-O-R'CO:1230~1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH:≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH:3400~2500(m)C=O:1740~1690(m)OH:1450~1410(w)CO:1266~1205(m)酸酐C=O:1850~1880(s)C=O:1780~1740(s)CO:1170~1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770~1720(s)COC:1300~1000(s)胺-NH2NH2:3500~3300(m)双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1340~1250(s)-NH NH:3500~3300(m)NH:1650~1550(vw)CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680~1650(s)CN:1420~1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650~1250(s)NH2:750~600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680~1630(s) CN+NH:1310~NH+CN:1750~1515(m)1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈-C≡N C≡N:2260~2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565~1543(s)NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)Ar-NO2NO2:1550~1510(s)NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667~1430(m)CH:1175~1000(w)CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w)C=C及C=N:1580~1520(m)CH:1000~960(m)CH:825~775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强,强,中,弱,很弱.中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每个区域又可以分为若干个波段.官能团区官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm-1,又可以分为四个波段.★4000~2500cm-1为含氢基团x—H(x为O、N、C)的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收● 醇、酚中O —H :3700~3200cm-1,无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐,强度为s缔合的O —H 在低一侧, 峰形宽钝, 强度为s● 羧基中O —H : 3600~2500cm-1,无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐,强度为s缔合可延伸至2500 cm-1,峰非常宽钝,强度为s● N —H : 3500~3300 cm-1, 伯胺有两个H ,有对称和非对称两个峰,强度为s—m叔胺无H ,故无吸收峰●C —H : <3000 cm-1为饱和C :~2960 cm-1 (),~2870 cm-1()强度为m-s~2925 cm-1 (),~2850 cm-1()强度为m-s~2890 cm-1强度为w>3000 cm-1为不饱和C :(及苯环上C-H)3090~3030cm-1强度为m~3300 cm-1强度为m● 醛基中C —H :~2820及~2720两个峰强度为m-s ★2500~2000 cm-1 为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰,主要包括-C≡C -、-C≡N 叁键的伸缩振动及、等累积双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收.在此波段区中,还有S —H 、Si —H 、P —H 、B —H 的伸缩振动. ★2000~1500 cm-1 为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比力重要的区域,主要包括以下几种吸收峰带.●C=O伸缩振动,呈现在1960~1650 cm-1,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收峰,以此很容易判断酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物.●C=N、C=C、N=O的伸缩振动,呈现在1675~1500 cm-1.在这波段区中,单核芳烃的C=C骨架振动(呼吸)呈现2~4个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰,通常分为两组,分别呈现在1600 cm-1和1500 cm-1左右,在确定有否芳核的存在时具有重要意义.●苯的衍生物在2000~1670 cm-1波段呈现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数.由于吸收强度太弱,应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰,如图15.9所示.如在分析中有需要,可加年夜样品浓度以提高其强度.图15.9 苯环取代类型在2000~1667cm-1和900~600cm-1的谱形★1500~1300 cm-1饱和C—H变形振动吸收峰,—CH3呈现在1380及1450 cm-1两个峰,呈现在1470 cm-1,呈现在1340 cm-1.这些吸收带强度均为m至w .指纹区指纹区:波数范围为1300~600cm-1.指纹区可以分为两个波段:★1300~900cm-1这个波段区的光谱信息很丰富,较为主要的有如下几种:●几乎所有不含H的单键的伸缩振动,如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O等,其中C—O的伸缩振动在1300~1000cm-1,是该区吸收最强的峰,较易识别.●部份含H基团的弯曲振动,如RCH=CH2,端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两个吸收峰;RCH=CHR反式结构的C—H吸收峰为970 cm-1(顺式为690 cm-1)等.●某些较重原子的双键伸缩振动,如C=S、S=O、P=O等.另外,某些分子的整体骨架振动也在此区发生吸收.★900~600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收:●长碳链饱和烃,,n≥4时,呈现722cm-1有一中至强的吸收峰,n减小时,变年夜;●苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变动,可以判断取代情况,此区域的吸收峰比泛频带2000~1670cm-1灵敏,因此更具使用价值,见所示.其吸收峰位置为:无取代的6个C—H,670~680cm-1,单吸收带;苯:单取代苯:5个C—H,690~700cm-1,740~750cm-1,两个吸收带;邻位双取代4个C—H,740~750cm-1,单吸收带;苯:间位双取代3个C—H,690~700cm-1,780~800cm-1,两个吸收带;苯:另一个C—H,~860cm-1,弱带,供参考;对位双取代2个C—H,800~850cm-1,单吸收带.苯:这些吸收带的强度为中等(有时强)。
红外光谱(ir、傅立叶)
红外光谱是一种常用的分析技术,主要用于确定物质的结构和
化学组成。
它基于物质与红外辐射的相互作用,通过测量物质在红
外区域的吸收或散射来获取信息。
红外光谱分为红外吸收光谱和红外散射光谱两种类型。
其中,
红外吸收光谱是最常见的应用形式,它通过测量样品对红外辐射的
吸收来分析样品的化学结构和成分。
而红外散射光谱则是通过测量
样品对红外辐射的散射来获取样品的结构和形态信息。
傅立叶变换红外光谱(FTIR)是一种常用的红外光谱测量技术。
它利用傅立叶变换的原理将时间域上的信号转换为频率域上的光谱
信息。
相比传统的红外光谱仪,FTIR具有高分辨率、高灵敏度和快
速测量的优势,可以提供更准确和详细的光谱数据。
红外光谱在化学、生物、材料科学等领域有广泛的应用。
它可
以用于分析有机化合物的结构和功能团,鉴定无机物质的晶体结构,检测和定量分析药物、食品和环境样品中的成分,研究材料的物理
性质和表征生物分子的结构等。
在红外光谱分析中,需要注意样品的制备和处理,选择合适的仪器和测量条件,以及正确解读和分析光谱数据。
此外,红外光谱还可以与其他分析技术如质谱、色谱等联用,提高分析的准确性和可靠性。
总而言之,红外光谱是一种重要的分析技术,通过测量物质对红外辐射的相互作用来获取样品的结构和成分信息。
傅立叶变换红外光谱是其中一种常用的测量方法,广泛应用于各个科学领域。
正确使用红外光谱技术可以为科学研究和工业应用提供有价值的数据和信息。
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)之袁州冬雪创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(m)CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(w)CH:970~960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m) ~对双取代:860~790(vs)醇类R-OH OH:3700~3200(变)OH:1410~1260(w)CO:1250~1000(s)OH:750~650(s)酚类Ar-OH OH:3705~3125(s)C=C:1650~1430(m)OH:1390~1315(m)CO:1335~1165(s)脂肪醚R-O-R'CO:1230~1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH:≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH:3400~2500(m)C=O:1740~1690(m)OH:1450~1410(w)CO:1266~1205(m)酸酐C=O:1850~1880(s)C=O:1780~1740(s)CO:1170~1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770~1720(s)COC:1300~1000(s)胺-NH2NH2:3500~3300(m)双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1340~1250(s)-NH NH:3500~3300(m)NH:1650~1550(vw)CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680~1650(s)CN:1420~1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650~1250(s)NH2:750~600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680~1630(s) CN+NH:1310~NH+CN:1750~1515(m)1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈-C≡N C≡N:2260~2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565~1543(s)NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)Ar-NO2NO2:1550~1510(s)NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667~1430(m)CH:1175~1000(w)CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w)C=C及C=N:1580~1520(m)CH:1000~960(m)CH:825~775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强,强,中,弱,很弱.中红外光谱区一般划分为官能团区和指纹区两个区域,而每一个区域又可以分为若干个波段.官能团区官能团区(或称基团频率区)波数范围为4000~1300cm-1,又可以分为四个波段.★4000~2500cm-1为含氢基团x—H(x为O、N、C)的伸缩振动区,因为折合质量小,所以波数高,主要有以下五种基团吸收● 醇、酚中O —H :3700~3200cm-1,无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐,强度为s缔合的O —H 在低一侧, 峰形宽钝, 强度为s● 羧基中O —H : 3600~2500cm-1,无缔合的O —H 在高 一侧,峰形尖锐,强度为s缔合可延伸至2500 cm-1,峰非常宽钝,强度为s● N —H : 3500~3300 cm-1, 伯胺有两个H ,有对称和非对称两个峰,强度为s—m叔胺无H ,故无吸收峰●C —H : <3000 cm-1为饱和C :~2960 cm-1 (),~2870 cm-1()强度为m-s~2925 cm-1 (),~2850 cm-1()强度为m-s~2890 cm-1强度为w>3000 cm-1为不饱和C :(及苯环上C-H)3090~3030cm-1强度为m~3300 cm-1强度为m● 醛基中C —H :~2820及~2720两个峰强度为m-s ★2500~2000 cm-1 为叁键和积累双键伸缩振动吸收峰,主要包含-C≡C -、-C≡N 叁键的伸缩振动及、等积累双键的非对称伸缩振动,呈现中等强度的吸收.在此波段区中,还有S —H 、Si —H 、P —H 、B —H 的伸缩振动. ★2000~1500 cm-1 为双键的伸缩振动吸收区,这个波段也是比较重要的区域,主要包含以下几种吸收峰带.●C=O伸缩振动,出现在1960~1650 cm-1,是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收峰,以此很容易断定酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等含有C=O的有机化合物.●C=N、C=C、N=O的伸缩振动,出现在1675~1500 cm-1.在这波段区中,单核芳烃的C=C骨架振动(呼吸)呈现2~4个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰,通常分为两组,分别出现在1600 cm-1和1500 cm-1左右,在确定有否芳核的存在时具有重要意义.●苯的衍生物在2000~1670 cm-1波段出现C—H面外弯曲振动的倍频或组合数.由于吸收强度太弱,应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰,如图15.9所示.如在分析中有需要,可加大样品浓度以提高其强度.图15.9 苯环取代类型在2000~1667cm-1和900~600cm-1的谱形★1500~1300 cm-1饱和C—H变形振动吸收峰,—CH3出现在1380及1450 cm-1两个峰,出现在1470 cm-1,出现在1340 cm-1.这些吸收带强度均为m至w .指纹区指纹区:波数范围为1300~600cm-1.指纹区可以分为两个波段:★1300~900cm-1这个波段区的光谱信息很丰富,较为主要的有如下几种:●几乎所有不含H的单键的伸缩振动,如C—O、C—N、C—S、C—F、C—P、Si—O、P—O等,其中C—O的伸缩振动在1300~1000cm-1,是该区吸收最强的峰,较易识别.●部分含H基团的弯曲振动,如RCH=CH2,端烯基C—H弯曲振动为990、910cm-1的两个吸收峰;RCH=CHR反式布局的C—H吸收峰为970 cm-1(顺式为690 cm-1)等.●某些较重原子的双键伸缩振动,如C=S、S=O、P=O等.此外,某些分子的整体骨架振动也在此区发生吸收.★900~600cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收:●长碳链饱和烃,,n≥4时,呈现722cm-1有一中至强的吸收峰,n减小时,变大;●苯环上C—H面外变形振动吸收峰的变更,可以断定取代情况,此区域的吸收峰比泛频带2000~1670cm-1活络,因此更具使用价值,见所示.其吸收峰位置为:无取代的6个C—H,670~680cm-1,单吸收带;苯:单取代苯:5个C—H,690~700cm-1,740~750cm-1,两个吸收带;邻位双取代4个C—H,740~750cm-1,单吸收带;苯:间位双取代3个C—H,690~700cm-1,780~800cm-1,两个吸收带;苯:另外一个C—H,~860cm-1,弱带,供参考;对位双取代2个C—H,800~850cm-1,单吸收带.苯:这些吸收带的强度为中等(有时强)。
表15.1 典型有机化合物的重要基团频率(/cm-1)之阿布丰王创作化合物基团X-H伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃-CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)-CH2-asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(m)CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(w)CH:970~960(s)炔烃-C≡C-H CH:≈3300(m)C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m) ~对双取代:860~790(vs)醇类R-OH OH:3700~3200(变)OH:1410~1260(w)CO:1250~1000(s)OH:750~650(s)酚类Ar-OH OH:3705~3125(s)C=C:1650~1430(m)OH:1390~1315(m)CO:1335~1165(s)脂肪醚R-O-R'CO:1230~1010(s) 酮C=O:≈1715(vs)醛CH:≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH:3400~2500(m)C=O:1740~1690(m)OH:1450~1410(w)CO:1266~1205(m)酸酐C=O:1850~1880(s)C=O:1780~1740(s)CO:1170~1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770~1720(s)COC:1300~1000(s)胺-NH2NH2:3500~3300(m)双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1340~1250(s)-NH NH:3500~3300(m)NH:1650~1550(vw)CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680~1650(s)CN:1420~1400(m) sNH:≈3180(s)NH:1650~1250(s)NH2:750~600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680~1630(s) CN+NH:1310~NH+CN:1750~1515(m)1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈-C≡N C≡N:2260~2240(s)硝基化合物R-N02NO2:1565~1543(s)NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)Ar-NO2NO2:1550~1510(s)NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667~1430(m)CH:1175~1000(w)CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w)C=C及C=N:1580~1520(m)CH:1000~960(m)CH:825~775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。
红外光谱的范围红外光谱,也被称为傅立叶变换红外光谱(FTIR),是一种广泛应用在化学、物理、生物等领域的分析技术。
它通过测量分子对不同波长的红外辐射的吸收情况,来获取样品中各种化合物的信息。
一、红外光谱的基本原理红外光谱的工作原理基于分子振动理论。
当一个分子受到红外光照射时,如果入射光的能量与分子内部某些特定振动模式的能量相匹配,就会发生共振吸收,从而导致光强的下降。
这个过程就像音叉在接收到与其固有频率相同的声波时会产生共振一样。
根据所吸收的红外光的波长和强度,可以推断出分子中存在哪些化学键以及它们的相对强度。
二、红外光谱的范围红外光谱通常被分为三个区域:近红外区(NIR)、中红外区(MIR)和远红外区(FIR)。
这三个区域分别对应着不同的光子能量和分子振动类型。
1. 近红外区(NIR):近红外区的波长范围大约为780-2500纳米(对应频率为12825-4000厘米^-1),主要包含分子的非谐振性振动和电子跃迁。
在这个范围内,由于吸收较弱,主要用于测定样品的水分、脂肪、蛋白质、糖类等大分子物质的含量。
2. 中红外区(MIR):中红外区是红外光谱的主要工作区域,其波长范围约为2.5-25微米(对应频率为4000-400厘米^-1)。
在这个范围内,大多数有机化合物的化学键都能产生特征吸收峰,因此常用于定性和定量分析。
3. 远红外区(FIR):远红外区的波长范围约为25-1000微米(对应频率为400-10厘米^-1),主要涉及分子的整体旋转和低频振动。
这一区域的吸收信息对于研究晶格振动、热性能、晶体结构等方面具有重要意义。
三、红外光谱的应用红外光谱在各个领域都有广泛的应用。
例如,在化学工业中,它可以用于鉴定未知化合物、监控生产过程;在环境科学中,可用于检测大气污染物、水质监测等;在生物学中,可用于研究生物大分子如蛋白质、核酸的结构和功能;在材料科学中,可用于研究新型材料的性质和结构等。
表15.1 典范有机化合物的重要基团频率(/cm1)欧阳歌谷(2021.02.01)化合物基团XH伸缩振动区叁键区双键伸缩振动区部分单键振动和指纹区烷烃CH3asCH:2962±10(s)asCH:1450±10(m)sCH:2872±10(s)sCH:1375±5(s)CH2asCH:2926±10(s)CH:1465±20(m)sCH:2853±10(s)CH:2890±10(s)CH:~1340(w)烯烃CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(m)CH:1310~1295(m)CH:770~665(s)CH:3040~3010(m)C=C:1695~1540(w)CH:970~960(s) 炔烃C≡CH CH:≈3300(m)C≡C:2270~2100(w)芳烃CH:3100~3000(变)泛频:2000~1667(w)C=C:1650~1430(m)2~4个峰CH:1250~1000(w) CH:910~665单取代:770~730(vs)≈700(s)邻双取代:770~735(vs) 间双取代:810~750(vs)725~680(m)900~860(m)~对双取代:860~790(vs)醇类ROH OH:3700~3200(变)OH:1410~1260(w)CO:1250~1000(s)OH:750~650(s)酚类ArOH OH:3705~3125(s)C=C:1650~1430(m)OH:1390~1315(m)CO:1335~1165(s)脂肪醚ROR'CO:1230~1010(s)酮C=O:≈1715(vs)醛CH:≈2820,≈2720(w)双峰C=O:≈1725(vs)羧酸OH:3400~2500(m)C=O:1740~1690(m)OH:1450~1410(w)CO:1266~1205(m)酸酐C=O:1850~1880(s)C=O:1780~1740(s)CO:1170~1050(s)酯泛频C=O:≈3450(w)C=O:1770~1720(s)COC:1300~1000(s)胺NH2NH2:3500~3300(m)双峰NH:1650~1590(s,m) CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1340~1250(s)NH NH:3500~3300(m)NH:1650~1550(vw)CN(脂肪):1220~1020(m,w)CN(芳香):1350~1280(s)酰胺asNH:≈3350(s)C=O:1680~1650(s)CN:1420~1400(m)sNH:≈3180(s)NH:1650~1250(s)NH2:750~600(m)NH:≈3270(s)C=O:1680~1630(s)NH+CN:1750~1515(m)CN+NH:1310~1200(m)C=O:1670~1630酰卤C=O:1810~1790(s)腈C≡N C≡N:2260~2240(s)硝基化合物RN02NO2:1565~1543(s)NO2:1385~1360(s)CN:920~800(m)ArNO2NO2:1550~1510(s)NO2:1365~1335(s)CN:860~840(s)不明:≈750(s)吡啶类CH:≈3030(w)C=C及C=N:1667~1430(m)CH:1175~1000(w) CH:910~665(s)嘧啶类CH:3060~3010(w)C=C及C=N:1580~1520(m)CH:1000~960(m) CH:825~775(m)* 表中vs,s,m,w,vw用于定性地暗示吸收强度很强,强,中,弱,很弱。