振动光谱法 ir
- 格式:doc
- 大小:7.22 KB
- 文档页数:4
IR图谱分析方法(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与度,公式:不饱与度=F+1+(T-O)/2 其中:F:化合价为4价的原子个数(主要就是C原子),T:化合价为3价的原子个数(主要就是N原子),O:化合价为1价的原子个数(主要就是H原子),例如:比如苯:C6H6,不饱与度=6+1+(0-6)/2=4,3个双键加一个环,正好为4个不饱与度;(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为不饱与碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯, 炔, 芳香化合物,而低于3000cm^-1一般为饱与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,分析不饱与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 ,以确定取代基个数与位置(顺反,邻、间、对);(4)碳骨架类型确定后,再依据其她官能团,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与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)一般饱与烃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)。
最新红外振动介绍和简写红外线:infrared ray , IR中红外吸收光谱:mid-infrared absorption spectrum , Mid-IR 远红外光谱:Far-IR微波谱:microwave spectrum , MV红外吸收光谱法:infrared spectroscopy红外分光光度法:infrared spectrophotometry振动形式:mode of vibration伸缩振动:stretching vibration对称伸缩振动:symmetrical stretching vibration不对称伸缩振动:asymmetrical stretching vibration弯曲振动:bending vibration变形振动:formation vibration面内弯曲振动: in-plane bending vibration , β剪式振动:scissoring vibr ation , δ面内摇摆振动:rocking vibration , ρ面外弯曲振动:out-of-plane bending vibration , γ面外摇摆振动:wagging vibration , ω蜷曲振动:twisting vibration ,τ对称变形振动:symmetrical deformation vibration , δs不对称变形振动:asymmetrical deformation vibration, δas 特征吸收峰: charateristic avsorption band特征频率:characteristic frequency相关吸收峰:correlation absorption band杂化影响:hybridization affect环大小效应:ring size effect吸收峰的强度:intensity of absorption band环折叠振动:ring prckering vibration。
红外吸收光谱(IR)的基本原理及应用基本原理当红外光照射物质分子时,其具有的能量引起振动能级和转动能级的跃迁,不同的分子和基团具有不同的振动,根据分子的特征吸收可以鉴定化合物和分子的结构。
利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时,这种振动方式称简正振动(例如伸缩振动和变角振动)。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁,使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大,红外谱带也越多。
红外光谱的应用(一)化合物的鉴定用红外光谱鉴定化合物,其优点是简便、迅速和可靠;同时样品用量少、可回收;对样品也无特殊要求,无论气体、固体和液体均可以进行检测。
有关化合物的鉴定包括下列几种:1、鉴别化合物的异同某个化合物的红外光谱图同熔点、沸点、折射率和比旋度等物理常数一样是该化合物的一种特征。
尤其是有机化合物的红外光谱吸收峰多达20个以上,如同人的指纹一样彼此各不相同,因此用它鉴别化合物的异同,可靠性比其它物理手段强。
如果二个样品在相同的条件下测得的光谱完全一致,就可以确认它们是同一化合物,例外较少。
但当二个图有差别时,情况较复杂,须考虑下列因素,方能作出正确的结论:A.同质异晶体:此为化学结构完全相同而晶形不同的化合物。
由于分子在不同晶体的晶格中排列方式不一样,因此对光的散射和折射不相同,致使同质异晶体的固相红外光谱有差异,而在溶液中测的液相光谱应是相同的。
3二、红外光谱(Infrared spectroscopy, IR )——红外吸收光谱法红外分光光度法分光光度法:研究物质吸收或发射的电磁辐射强度和波长关系的方法4当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收某些频率的辐射,并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,相应于这些区域的透射光强减弱,记录百分透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。
又称为分子振动转动光谱。
1. 红外光谱5红外光谱的表示方法以透过率T~λ或T~ν来表示:T (%)苯酚的红外光谱)//(10/41m cm μλν=−_T(%)=I/I 0×100%,I —透过强度,I 0—入射强度6红外光谱的区域红外光谱0.75~1000μm远红外(转动区)25-1000μm 400~10cm -1中红外(振动区)2.5~25μm 4000~400cm -1近红外(泛频)0.75~2.5μm 13158~4000cm -1OH 、NH 、CH 键的倍频分子振动转动分子转动分区及波长范围跃迁类型~常用区7近红外区(泛频区13158~4000cm -1):-OH ,-NH ,-CH 的特征吸收区(组成及定量分析)中红外区(基本振动区4000~400cm -1):绝大多数有机和无机化合物的化学键振动基频区(分子中原子的振动及分子转动),化合物鉴定的重要区域远红外区(转动区400~10cm -1):金属有机化合物的键振动(分子转动、晶格振动)红外光谱的区域8¾辐射光子应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量¾辐射与物质间有相互耦合作用2. 红外特征吸收产生的条件及其特异性(1) 产生红外特征吸收的必要条件:9偶极子在交变电场中的作用对称分子:无偶极矩,辐射不能引起共振,无红外活性。
N 2、O 2、Cl 2等。
——拉曼光谱非对称分子:有偶极矩,有红外活性红外特征吸收产生的条件——红外光谱10双原子分子中化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧:k —化学键力常数。
红外光谱(IR)在沸石分子筛中的应用摘要:本文阐述了红外光谱(IR)在沸石分子筛研究中的作用,指出了红外光谱在分子筛研究中主要应用于骨架振动、硅铝比和杂原子取代、表面羟基以及酸性、阳离子振动等方面。
关键词:红外光谱;沸石分子红外光谱(IR)可以表征化学键进而表征分子结构。
IR光谱可以用来识别化合物和结构中的官能团。
红外光谱方法具有样品用量少、样品处理简单、测量手段快、操作方便等优点。
在分子筛的结构研究中,红外光谱也是一种不可缺少的重要工具。
在分子筛研究中的应用主要有:分子筛骨架构型的判别、骨架元素的主成分析、阳离子分布情况、表面羟基结构、表面酸性、催化性能以及分子筛的客体的结构等方面[1]。
研究沸石骨架振动多采用溴化钾压片法(或简单地与溴化钾粉末混合)或矿物油涂膜法制备样品[2-4],有时则需要纯沸石样品进行脱水、酸性或催化反应等的原位表征[5]。
测定区域一般为200~4000cm-1,晶格水及羟基谱带分布在3700 cm-1及1600 cm-1附近,200~1300 cm-1区域的谱峰主要是分子筛骨架振动谱带。
1 骨架振动沸石骨架振动引起的谱带多在中远红外区。
内部振动的谱带位置对骨架结构变化不敏感,而外部连接振动对骨架结构比较敏感。
图一,为中孔分子筛MCM-41型沸石的红外谱图。
由图可以看出,合成样品的红外图谱在1640cm-1左右出现了较弱的吸收峰,它是分子筛所吸附的水羟基振动所致,在1095 cm-1出现了很强的吸收峰,它是Si-O-Si键反对称伸缩振动所致,在800 cm-1左右的吸收峰是Si-O-Si键的对称伸缩振动吸收峰,在460 cm-1左右出现的吸收峰是Si-O键的弯曲振动所致,这些都是中孔分子筛的特征吸收谱带。
960 cm-1处出现的吸收峰是Al取代Si后骨架局部不对称所致,有的认为是Si-O键伸缩振动而引起的特征吸收,有的认为是由于缺陷位造成的骨架局部不对称性所致,纯硅中孔分子筛亦存在一定的缺陷位,因而也出现了此谱带。
振动光谱法 ir
振动光谱法(infrared spectroscopy,简称IR)是一种常见的物质分析技术,使用红外线光谱仪对样品进行分析,通过样品中分子振动引起的红外辐射频率与强度变化,可以确定分子的结构、成分和化学键。
本文将介绍IR 的基本原理、仪器构造、与其他分析技术的比较,以及在实际应用中的一些限制和优缺点等方面。
一、基本原理 IR的基本原理是利用样品中吸收的红外光谱来分析样品的成分及化学键信息。
IR的样品通常为固、液、气三种形态。
当样品吸收辐射能量后,分子振动状态发生变化,产生特征的红外光谱。
样品在光路上必须处于红外区间,通常范围为4000~400 cm-1。
IR的波长在红外区间,紫外后,波长范围为7000—200 cm-1,对应频率范围为1.4286 ~ 50 THz。
IR不仅能够探测样本中化学键的振动,还能够确定化学键的位置和取代基的数量和类型等。
二、仪器构造 IR光谱仪是将样品放在一个光学窗口上,透过红外光源(例如红外线灯,光栅分光仪等),选定特定波长,在搭配检测器,如DTGS探测器,采集样品光谱光强信号曲线,再通过软件处理,得到样品完整的振动光谱图。
IR光谱仪是一种相对比较简单的设备,由样品盘、光源、分光机构、检测器和光谱获取装置组成。
其中分光机构包括光源、分光器和检测器。
光源一般是一种强度稳定的红外辐射源,并具有波长选择性。
分光器用于将红外光按波长分解成不同的光谱线。
检测器通常使用热电电应动器(TEA)或红外线探测器,以检测不同频率的红外光。
三、与其他分析技术的比较与其他分析技术相比,IR 具有以下优点:
1. 非破坏性:在IR分析中,样品不会被破坏或损坏,可以反复使用,不会造成浪费。
2. 快速、方便:IR分析是一种快速、高效、非常方便的分析技术,只需很少的样品量(纳克级至毫克级),分析时间短(一般几秒到几分钟),操作简单,样品准备也很容易。
3. 用途广泛:IR分析广泛应用于生命科学、化学和材料科学等领域,可用于分析各种类型的样品,包括无机和有机,固体和液体以及气态。
因此,IR分析受到广泛的应用和研究。
4. 鉴定高精度:IR分析可用于成分和化学键的鉴定,可以提供非常高精度的信息,可以更好地识别和确定样品的质量、纯度、成分和结构。
虽然IR具有许多优点,但也存在一些限制和局限性。
1. 样品准备要求比较高:与其他技术相比,IR对样品的准备要求比较高,需要对样品进行加工和预处理,以便获得可靠的数据。
2. 只限于对官能团的分析:由于不同官能团对红外辐射的吸收能力不同,因此IR只能用于分析样品中的特定官能团。
3. 仅能分析表面性质:IR只能实现对样品表面的分析,难以获取样品的内部结构信息。
赛诺菲福戈微凝聚器是当前可运用于物质分析中的一种IR仪器。
四、实际应用 IR在石油、医药、食品、生物工程、环境保护等领域都有广泛应用。
具体来说,IR分析对于分析分子的结构、分类、质量、纯度、溶解度、水分、酸度、碱度、氧化状态、亚硝酸盐含量、脂肪含量、微生物质量、生长状态、代谢产物以及药品中的存在和不纯物质等方面都有着广泛的应用和研究。
五、总结 IR作为一种常见的物质分析技术,在不同领域都有广泛的应用。
与其他分析技术相比,IR具有许多优点,例如其非破坏性、快速、方便和用途广泛等特点。
但是在实际应用中,IR的准备要求相对较高,只能实现样品表面的分析,不适用于样品内部的结构分析。
如果样品表面处理好了,IR在对官能团分析上的性能优势会更明
显。
为使IR在样品分析中发挥更大的作用,我们需要进一步提高IR技术的精度和灵敏度,以更好地满足不同领域的分析和研究需求。