红外光谱谱图分析

红外光谱图分析简介红外光谱图分析是一种常见的分析方法，广泛应用于化学、生物、材料等领域。

通过测量样品在红外光谱范围内的光吸收，可以获得关于样品中分子结构和化学键的信息。

本文将简要介绍红外光谱图的基本原理、数据处理和常见应用。

基本原理红外光谱图是由红外光谱仪测量得到的，其原理基于分子吸收特性。

在红外光谱范围内，分子会吸收特定波长的红外光，这些波长对应于分子振动和转动。

通常，红外光谱图的横坐标为波数（cm^-1），纵坐标为吸光度或透射率。

数据处理对于红外光谱图的数据处理，通常需要进行以下几个步骤：1.基线校正：红外光谱中可能存在噪声或基线漂移，需要通过基线校正来消除这些干扰。

一种常见的方法是使用多项式函数拟合基线。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 生成示例数据x = np.linspace(4000, 400, 1000)y = np.random.normal(0, 0.1, size=1000) + np.exp (-0.01 * x)# 多项式拟合coefficients = np.polyfit(x, y, 3)baseline = np.polyval(coefficients, x)# 绘制结果plt.plot(x, y, label='Original Spectrum')plt.plot(x, baseline, label='Baseline')plt.legend()plt.xlabel('Wavenumber (cm$^{-1}$)')plt.ylabel('Absorbance')plt.title('Baseline Correction')plt.show()2.峰提取：在光谱图中，各个峰代表了样品中不同的化学键和功能团。

通过峰提取可以定量分析样品中的各个成分。

红外光谱图分析步骤解析：从谱图到化合物的信息解读红外光谱图是一种常用的分析工具，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。

通过分析红外光谱图，我们可以了解化合物中的官能团和化学键的存在与类型。

本文将详细介绍红外光谱图分析的步骤，帮助读者更好地理解和解读红外光谱图。

1.步骤一：获取红外光谱图在进行红外光谱图分析之前，首先需要获取待分析化合物的红外光谱图。

这可以通过红外光谱仪来实现。

红外光谱仪会向待分析样品中发射红外光，然后测量样品对不同波长光的吸收情况。

通过这个过程，我们可以得到一张红外光谱图。

2.步骤二：观察谱图的整体形态在获得红外光谱图后，我们首先要观察谱图的整体形态。

红外光谱图通常以波数为横坐标，吸收强度为纵坐标。

我们可以注意到谱图中的吸收峰和吸收带。

吸收峰通常表示特定官能团的存在，而吸收带则表示化学键的存在。

3.步骤三：确定吸收峰的位置接下来，我们需要确定红外光谱图中各个吸收峰的位置。

不同官能团和化学键在红外光谱图中有特定的吸收位置。

通过比对已知化合物的红外光谱图和待分析化合物的红外光谱图，我们可以初步确定各个吸收峰的位置。

4.步骤四：解读吸收峰的强度除了吸收峰的位置，吸收峰的强度也是红外光谱图分析的重要信息之一。

吸收峰的强度可以反映化合物中特定官能团或化学键的含量。

通过比较吸收峰的强度，我们可以推断化合物中不同官能团或化学键的相对含量。

5.步骤五：分析吸收带的形态除了吸收峰，红外光谱图中的吸收带也提供了重要的信息。

吸收带的形态可以帮助我们判断化学键的类型。

例如，C=O键通常表现为一个尖锐的吸收带，而-OH键则表现为一个宽而平坦的吸收带。

6.步骤六：结合上述信息解析化合物通过观察红外光谱图中吸收峰和吸收带的位置、强度和形态，我们可以逐步解析化合物的结构和功能。

我们可以根据已知的红外光谱图数据库，对比待分析化合物的红外光谱图，找到相似的谱图，从而确定化合物的结构和功能。

7.结论红外光谱图分析是一种重要的化学分析方法，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。

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。

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。

红外光图谱分析（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），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3300-2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000cm-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2200-2100cm-1、烯1680-1640cm-1、芳环1600,1580,1500,1450cm-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。

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（3000-2850cm-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(1675-1640cm-1)烯烃C-H面外弯曲振动（1000-675cm1）。

3.炔烃：伸缩振动（2250-2100cm-1）炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近）。

红外识谱歌红外可分远中近，中红特征指纹区，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。

红外光谱图解析一、分析红外谱图（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，这样记起来就不会忘了举个例子：例如苯（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、芳香化合物吗，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。

解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。

二、记住常见常用的健值1.烷烃3000-2850 cm-1C-H伸缩振动1465-1340 cm-1C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。

2.烯烃3100~3010 cm-1烯烃C-H伸缩1675~1640 cm-1C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。