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1分钟学会红外光谱图分析 红外光谱解析


1分钟学会红外光谱图分析 红外光谱解析

文章插图
红外光谱分析(1分钟学会红外光谱分析)
红外光谱(IR)是一种利用物质分子对红外辐射的吸收 ， 其振动或旋转运动引起偶极矩的精细变化 ， 导致分子振动和旋转能级从基态跃迁到激发态 ， 从而获得分子振动和旋转能级变化产生的振动-旋转光谱的方法 ， 也称红外光谱 。
红外分光计
红外光谱是鉴定化合物和确定物质分子结构的常用分析方法 。它不仅可以对物质进行定性分析 ， 还可以对单一组分或混合物中的各组分进行定量分析 ， 特别是对于一些难以分离且在紫外和可见光区找不到明显特征峰的样品 。它可以方便快捷地完成定量分析 。
一、红外光谱分析的基本知识
1.群频率区域
中红外光谱可分为4000cm-1~1300(1800)cm-1和1800(1300)cm-1~600cm-1两个区域 。最有价值的群频在4000cm-1 ~ 1300cm-1之间 ， 称为群频区、功能群区或特征区 。区域内的峰是伸缩振动引起的吸收带 ， 稀疏易识别 ， 常用于识别官能团 。
在1800cm-1(1300cm-1)～600cm-1范围内 ， 除了单键的伸缩振动外 ， 还有形变振动引起的谱带 。这个振动基团的频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关 。当分子结构略有不同时 ， 该区域的吸收也略有不同 ， 表现出分子特征 。这种情况就像人的指纹 ， 所以叫指纹区 。指纹图谱面积对鉴别结构相似的化合物很有帮助 ， 可以作为化合物中某些基团存在的旁证 。
组频率区域可以分为三个区域 。
(1)4000~2500cm-1X-H伸缩振动带 ， 其中X可以是O、N、C或s等原子 ， O-H基团的伸缩振动出现在3650~3200cm-1范围内 ， 可作为判断有无醇类、酚类和有机酸的重要依据 。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4)中 ， 浓度为0.01mol·DM-3时 ， 游离O-H基团的伸缩振动吸收发生在3650~3580cm-1 ， 峰形尖锐 ， 没有其他吸收峰的干扰 ， 易于识别 。当样品浓度增加时 ， 羟基化合物缔合 ， O-H基团的伸缩振动吸收峰向低波数方向移动 ， 在3400~3200cm-1出现一个宽而强的吸收峰 。胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500～3100cm-1 ， 因此可能会干扰O-H伸缩振动 。
C-H的伸缩振动可分为饱和和非饱和两种类型；
饱和C-H伸缩振动发生在3000cm-1以下 ， 约3000~2800cm-1 ， 取代基对其影响不大 。例如-CH3基团的伸缩吸收出现在2960cm-1和2876cm-1附近；R2CH2基团的吸收在2930cm-1和2850cm-1左右 。R3CH基团的吸收基团出现在2890cm-1附近 ， 但强度很弱 。
不饱和C-H伸缩振动出现在3000cm-1以上 ， 可以用来判断化合物是否含有不饱和C-H键 。苯环的C-H键的伸缩振动出现在3030cm-1附近 ， 其特征是强度略弱于饱和C-H键 ， 但有锐谱带 。不饱和双键=C-H的吸收出现在3010~3040cm-1范围内 ， 端基=CH2的吸收出现在3085cm-1左右 。键C-H上的C-H伸缩振动出现在较高区域(3300cm-1)附近 。
(2)2500~1900cm-1是三键和累积双键区 ， 主要包括-C≡C和-C≡N等三键的伸缩振动和-C=C=C和-C = C = O等累积双键的不对称伸缩振动 。
对于炔烃 ， 可以分为两种:R-C≡CH和R￠-C≡C-R:
R-C≡CH的伸缩振动出现在2100~2140cm-1附近；
【1分钟学会红外光谱图分析 红外光谱解析】R￠-C≡C-R出现在2190~2260cm-1附近；
R-C≡C-R分子是对称的 ， 所以是非红外活性的 。
非共轭时-C≡N碱基的伸缩振动出现在2240~2260cm-1附近 。当与不饱和键或芳香核共轭时 ， 峰向2220~22信息资源网30cm-1附近移动 。如果分子中含有C、H和N原子 ， 则-C≡N基团的吸收比强而尖锐 。如果分子中含有O原子 ， 且O原子越靠近-C≡N基团 ， 则-C≡N基团的吸收越弱 ， 甚至观察不到 。
(3)1900~1200cm-1为双键伸缩振动区 ， 主要包括三种伸缩振动:C=O伸缩振动出现在1900~1650cm-1 ， 这是红外光谱的特征 ， 往往是吸收最强的 ， 因此很容易判断酮、醛、酸、酯、酸酐等有机化合物 。由于振动耦合 ， 酸酐的羰基吸收带出现双峰 。苯衍生物的泛频带 ， 出现在2000~1650cm-1范围内 ， 是C-H面外和C=C面内的泛频吸收 。虽然强度较弱 ， 但它们的吸收特征在表征芳核取代类型方面起到了一定的作用 。


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