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一文简述红外光谱图解析的一般步骤

时间:2020-01-08 10:19 作者:

  一、红外光谱的原理

1. 原理

样品遭到频率接连改变的红外光照耀时,分子吸收其间一些频率的辐射,分子振荡或滚动引起偶极矩的净改变,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削弱,透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。

image.png

辐射→分子振荡能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构

3.分子中振荡能级的根本振荡方式

红外光谱中存在两类根本振荡方式:弹性振荡和曲折振荡。

二、解析红外光谱图


1.振荡自由度

振荡自由度是分子独立的振荡数目。N个原子组成分子,每个原子在空间上具有三个自由度,分子振荡自由度F=3N-6;F=3N-5。

为什么核算振荡自由度很重要,由于它反映了吸收峰的数量,谱带简并或发作红外非活性振荡使吸收峰的数量会少于振荡自由度。

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→分子中或许含有苯环

U=5→分子中或许含一个苯环+一个双键

2.红外光谱峰的类型

基频峰:分子吸收必定频率红外线,振荡能级从基态跃迁至榜首振荡激发态发生的吸收峰,基频峰的峰位等于分子或许基团的振荡频率,强度大,是红外的首要吸收峰。

泛频峰:分子的振荡能级从基态跃迁至第二振荡激发态、第三振荡激发态等高能态时发生的吸收峰,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:特征峰是可用于辨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荡方式,同一基团的振荡频率总是呈现在必定区域;而指纹区吸收峰特征性强,对分子结构的改变高度灵敏,可以区别不同化合物结构上的细小差异。

3.依据不知道物的红外光谱图找出首要的强吸收峰。

依照由简略到杂乱的次序,习气大将红外区别为五个区域来剖析:

4000~2500cm-1. 这是X-H吸收、碳碳双键 2000~1500cm-1,为C-H的曲折振荡吸收峰。

1300~400cm-1. 这个区域中有单键的弹性振荡频率、分子的骨架振荡频率及反映替代类型的苯环和烯烃面外曲折振荡频率等吸收。

在解析图谱时,可先从4000-1500cm-1的官能团下手,找出该化合物存在的官能团,然后有的放矢到指纹区找这些基团的吸收峰。例如:假如样品的光谱在1740cm-1呈现强的吸收时,表明有酯羰基存在,接着从指纹区的1300-1050cm-1有酯的C-O弹性振荡强吸收,酯的官能团就进一步得到必定。别的,指纹区的一些谱带也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1区,就可以确认4的存在,双键替代程度、芳环替代方位等。



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