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红外光谱与分子结构 It was last revised on January 2, 2021红外光谱与分子结构一、红外光谱的特征性通过对大量标准样品的红外光谱的研究，处于不同有机物分子的同一种官能团的振动频率变化不大，即具有明显的特征性。
这是因为连接原子的主要为价键力，处于不同分子中的价键力受外界因素的影响有限！即各基团有其自已特征的吸收谱带。
例：2800～3000cm-1：-CH3特征峰；1600～1850cm-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— 1715cm-1酮—CH2—CO—O— 1735cm-1酯—CH2—CO—NH— 1680cm-1 酰胺二、红外光谱的分区习惯上把化合物的4000～400cm-1范围的中红外区的红外光谱划分为四个区域。
1、X–H 伸缩振动区：4000～2500cm-1，X=O、N、C、S，…；2、叁键及累积双键伸缩振动区：2500～1900cm-1；3、双键伸缩振动区：1900～1200cm-1；4、X–Y伸缩振动，X–H 变形振动区：<1650cm-1；指纹区：1330～650cm-1，X–C（X≠H）键的伸缩振动及各类变形振动。
特征区：某些官能团的伸缩振动。
特点：吸收峰比较少，同一官能团存在于不同的化合物中，吸收峰位置变动不大，特征性较强，可以用来鉴定官能团。
指纹区：某些分子的骨架振动。
特点：振动频率对整个分子结构环境的变化十分敏感，分子结构的细微变化，引起该区域的变化十分地灵敏，可用于鉴别不同化合物。
1、X–H 伸缩振动区（4000～2500cm-1）X代表O、N、C、S时，对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的 O–H、N–H、C–H伸缩振动。
（1）O–H醇与酚：游离态（浓度小），3640～3610cm-1，峰形尖锐；缔合（浓度大），3300cm-1附近，峰形宽而钝。
羧酸：3300～2500cm-1，中心约3000cm-1，谱带宽。
红外光谱与分子结构红外光谱是一种常见的分析手段，广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学等领域。
红外光谱可以通过分析样品吸收或散射红外光的情况，来推测样品的分子结构和功能团。
本文将从红外光谱的原理、仪器和应用三个方面介绍红外光谱与分子结构的关系。
首先，红外光谱的原理是基于分子的振动和转动。
在红外区域的光波长介于0.7~300微米之间，与分子振动和转动的能级差相匹配。
当红外光与样品分子作用时，吸收特定频率的红外光，产生分子振动或转动。
这些振动和转动对应了不同的波数，可以通过分析红外光谱图谱来确定这些振动和转动的特征波数。
其次，红外光谱的仪器主要包括光源、样品室、光栅和探测器等。
光源一般采用红外灯泡或者红外激光，用来发射红外光。
样品室会将样品转换为红外光，这通常有两种方式，一种是液膜法，将样品溶解在适当的溶剂中，用一个透明的膜将样品涂抹在红外光谱仪的样品室上；另一种是固体法，即直接将固体样品放在样品室中。
光栅是一个光学元件，将红外光按不同波数进行解析和分散。
探测器可以将样品吸收或散射的红外光转换为电信号，并由电子设备进行处理和记录。
最后，红外光谱在分子结构分析中具有广泛的应用。
首先，红外光谱可以用于确定有机分子的功能团。
不同官能团会在红外光谱图谱中显示出特定的吸收峰。
例如，羟基（-OH）会表现为一个宽而明显的吸收峰，乙烷（-CH3）会表现为一个强烈的吸收峰。
通过比对样品的红外光谱与标准谱或数据库中的红外光谱，可以确定样品中存在的官能团。
其次，红外光谱还可以用于结构的确认和鉴定。
分子的结构影响着分子中原子的振动模式和频率。
例如，双键和三键的振动频率比单键高。
通过观察红外光谱图谱中的吸收峰位置和形状，可以判断样品中的结构类型。
此外，红外光谱还可以用于鉴别同分异构体。
同分异构体在红外光谱中会显示出不同的吸收峰位置和强度，可以通过比对红外光谱来鉴别它们。
除了以上应用，红外光谱还可以用于监测化学反应的进程和分析样品的纯度。
