隨著紅外光譜應(yīng)用范圍的擴大，幾乎每個實驗室都會配備紅外光譜。因此，很多朋友會給小分析師發(fā)信息，要求小分析師梳理一篇關(guān)于紅外光譜分析的帖子。根據(jù)很多朋友的規(guī)定，小分析師當(dāng)晚認真整理了紅外吸收光譜圖的分析案例，期待對您對紅外吸收光譜儀的解讀有所幫助。
? ?紅外吸收光譜儀可分為兩個層次：
? ?一是官能團定性研究，關(guān)鍵根據(jù)紅外線吸收光譜儀的特征頻率來辨別帶有什么官能團，以明確不明化學(xué)物質(zhì)的類型；
? ?二是結(jié)構(gòu)特征，即利用紅外吸收光譜儀提供的信息內(nèi)容，結(jié)合紫外吸收光譜儀、磁共振波譜、質(zhì)譜分析等結(jié)構(gòu)特征（如紫外吸收光譜儀、磁共振波譜、質(zhì)譜分析）提供的信息內(nèi)容，明確不明物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)。
? ?基本原理
? ?當(dāng)試驗產(chǎn)品受到頻率持續(xù)變化的紅外直射時，分子吸收某些頻率的輻射源，分子振動或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致偶極矩的凈轉(zhuǎn)換，即振動-轉(zhuǎn)電子能級相對應(yīng)的電子散射光強度較弱，轉(zhuǎn)電子能級由激發(fā)態(tài)向高自旋轉(zhuǎn)變?yōu)門%對波數(shù)或光波長的曲線圖，即是紅外光譜。
? ? ? ?輻射源→分子振動能級躍遷→紅外光譜→官能團→分子構(gòu)造
? ?2.紅外光譜特性
? ? ? ? ? ?紅外吸收只有振動- 除單分子分子和單核心分子外，幾乎所有有機化合物都被紅外吸收； 特性強，可定性研究，紅外光譜的波數(shù)、峰焊數(shù)量和抗壓強度可明確分子結(jié)構(gòu)； 定性分析； 固體、液體、蒸汽樣品，使用少，不破壞試驗產(chǎn)品； 分析速度快； 與色譜儀具有較強的定性功能。3.分子中振動電子能級的基本振動模式
? ?紅外光譜基本上有兩種振動方式：伸縮振動和彎曲振動。
? ? ? ?分子結(jié)構(gòu)和紅外光譜
? ?1.分子官能團和紅外光譜吸收峰值
? ?（1）分子的整體振動圖像可分解為多種簡單振動模式的累積，每種簡單振動模式（振動能級跳躍）匹配一定次數(shù)的 ）匹配一定次數(shù)的光吸收峰。所有具有紅外活力的簡單振動模式的光吸收峰都會導(dǎo)致分子的振動吸收光譜儀，即紅外光譜。
? ?(2)分子簡振模式(振動電子能級)決定分子結(jié)構(gòu)，因此分子結(jié)構(gòu)可以與紅外光譜聯(lián)系起來。
? ?（3）分子的簡單振動模式之一是其所有分子特殊健身運動量的積累。換句話說，在簡單振動模式下 ，所有分子都在進行（相同頻率）運動。然而，一般來說，只有一個（或多個）官能組的健身運動起著關(guān)鍵作用，而其他分子的健身運動相對較弱。因此，分子的簡單振動模式可以被視為只有一些官能組（官能組）的健身運動，因此 可以將分子的紅外光譜吸收峰值與官能組相對應(yīng)。
? ?2.官能團的關(guān)鍵振動方法
? ?(1)改變離子鍵的長度
? ? ? ?(2)改變離子鍵角/二面角
? ? ? ?3、H2O與CH4簡單的振動模式
? ? ? ?紅外光譜分析三要素
? ?紅外光譜分析是紅外光譜分析的三抗壓強度和形狀。
? ? ? ?1.紅外光譜吸收峰-線型與線距
? ? ? ?2.紅外光譜吸收峰-位置
? ? ? ?官能團振動頻率的變化反映了化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)或自然環(huán)境的差異 。危害官能團吸收頻率的因素可分為內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素本質(zhì)上是指官能團所在分子結(jié)構(gòu)對其吸收頻率的危害，如振動蓮藕、費米共振、電子效應(yīng)、室內(nèi)空間效應(yīng)、共價鍵和質(zhì)量效應(yīng)等。誘因一般包括溫度、濃度值、有機溶劑、試驗條件 、樣品方法等。
? ?危害紅外光譜吸收峰的內(nèi)部因素
? ?(1)振動藕合
? ?當(dāng)兩個官能組相鄰且振動基頻相距不大時，振動蓮藕會導(dǎo)致吸收頻率偏移基頻，一個調(diào)整到高頻方向（阻力稱），另一個調(diào)整到低頻方向（對稱）。這種情況稱為振動蓮藕。
? ? ? ?(2)費米共震
? ?當(dāng)一種振動模式的內(nèi)存超頻或合頻類似于另一個振動基頻時，由于其相互影響而產(chǎn)生的強吸收帶或峰值裂紋被稱為費米共振。費米共振效應(yīng)也是一種振動耦合效應(yīng)，只產(chǎn)生在基頻和內(nèi)存超頻或合頻之間。
? ? ? ?(3)電子效應(yīng)
? ? ? ?(4)室內(nèi)空間效用
? ?a. 環(huán)的支撐
? ? ? ?b.阻礙室內(nèi)空間
? ?分子中的大型官能團具有室內(nèi)空間位阻功能，驅(qū)動相鄰官能團的鍵角發(fā)生變化，改變其振動吸收頻率。當(dāng)共軛系統(tǒng)的共平面被破壞或偏移時，共軛系統(tǒng)也會受到傷害或破壞，其吸收頻率將調(diào)整到高波數(shù)。
? ?（5）共價鍵
? ?氫鍵的形成減少了離子鍵的力常數(shù)，吸收頻率調(diào)整到低波數(shù)；振動時偶極矩變化增加，吸收抗壓強度增加，往往產(chǎn)生寬而強的吸收峰值。胺產(chǎn)生分子質(zhì)子化，其吸收頻率可降低100cm-1或大量。羧基產(chǎn)生明顯的共價鍵，甲基吸收頻率為2500~3000cm-1。
? ?(6)質(zhì)量效應(yīng)
? ?當(dāng)一些含氫的官能團與一些官能團的吸收峰重疊時，可以將官能團的氫代理轉(zhuǎn)化為低波數(shù)，分離原來的重合峰。例如，氟苯在蛋白質(zhì)中I帶的吸收峰和水分子O-H彎曲振動的強吸收峰重疊在一起，因此在飽和溶液條件下，經(jīng)常用重水代替水來科學(xué)研究蛋白質(zhì)分子。
? ?外部因素危害紅外光譜吸收峰值
? ?（1）外部因素對官能組吸收頻率的危害通常是基于內(nèi)部原因。溫度對化學(xué)物質(zhì)的紅外吸收光譜儀有顯著的危害。超低溫下，化學(xué)物質(zhì)吸收帶銳利；溫度越高，網(wǎng)絡(luò)帶寬增加，帶數(shù)減少。
? ?（2）由于相同的化學(xué)物質(zhì)條件不同，分子之間的相互作用力不同，測量的光譜儀也不同。一般來說，在蒸汽狀態(tài)下測量的譜帶波數(shù)最大，振動譜帶的旋轉(zhuǎn)精細結(jié)構(gòu)可以查看。
? ?（3）當(dāng)液體樣品或固體試驗溶解在有機溶液中時，試驗分子、樣品分子和有機溶劑分子之間會相互影響，導(dǎo)致試驗分子的紅外振動頻率發(fā)生變化。如果試驗分子中有一個正負極官能團，有機溶劑的正負極越強，兩者之間的相互影響越強，試驗產(chǎn)品的紅外光譜變化越大。
? ?（4）由于各種外部因素會對官能組的吸收頻率造成一定的危害，當(dāng)將未知的紅外譜與已知的試驗或標(biāo)準(zhǔn)譜圖進行比較時，應(yīng)注意圖標(biāo)準(zhǔn)，最好在基本相同的標(biāo)準(zhǔn)下進行比較。
? ?分析紅外光譜圖
? ?1.振動可玩性
? ?振動自由度是分子單獨的振動量。N每個分子在區(qū)域內(nèi)有三個可玩性，分子振動自由度F=3N-(最優(yōu)控制分子)；F=3N-(線性分子)。
? ?為什么計算振動可玩性非常重要，因為它反映了吸收峰的總數(shù)，光譜簡化或紅外非活性振動使吸收峰的數(shù)量低于振動可玩性。
? ?U=0→無烴基或環(huán)形構(gòu)造
? ?U=1→烴基或環(huán)形結(jié)構(gòu)
? ?U=2→兩個烴基，兩個替換，烴基 環(huán)，一個三鍵
? ?U=4→分子很有可能有苯環(huán)
? ?U=5→分子可能含有苯環(huán) 烴基
? ?2.紅外光譜峰的類型
? ?基頻峰：分子吸收一定頻率的紅外感應(yīng)，振動電子能級從激發(fā)態(tài)遷移到第一振動高度引起的吸收峰。基頻峰相當(dāng)于分子或官能組的振動頻率，抗壓強度高，是紅外的關(guān)鍵吸收峰。
? ?泛頻峰：當(dāng)分子的振動電子能級從刺激態(tài)轉(zhuǎn)移到第二振動高旋轉(zhuǎn)、第三振動刺激態(tài)等高能態(tài)時，分子的振動電子能級發(fā)生的吸收峰值較弱，難以區(qū)分，但提高了光譜儀的特性。
? ?特征峰和指紋識別峰：特征峰可用于識別官能組的吸收峰，與分子中的離子鍵或官能組相匹配。同一官能組的振動頻率一直產(chǎn)生在一定區(qū)域；指紋識別區(qū)具有較強的吸收峰特性，對分子結(jié)構(gòu)的變化相對敏感，可以區(qū)分不同化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的細微差異。
? ?3.危害峰值的因素
? ? ? ?誘導(dǎo)效應(yīng)使振動頻率向高波數(shù)移動；共軛效應(yīng)使振動頻率向低波數(shù)移動；共價鍵效應(yīng)降低伸縮頻率，分子內(nèi)共價鍵對峰值危害較大，不受濃度值危害，分子間共價鍵受濃度值危害較大，濃度值稀釋，吸收峰值變化；碳原子雜化軌道s成分增加，鍵能增加，伸縮振動頻率增加；溶劑極性增加，正負極官能團伸縮振動頻率降低。
? ?4.譜圖分析案例
? ?紅外譜圖分析過程
? ?先特征，后指紋識別；先強峰，后強峰；尋找一組相關(guān)的峰→證明。
? ?首先識別特征區(qū)的第一強峰，找到相關(guān)峰，開展所屬峰。
? ?若對比度>=四、苯環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)先。
? ? ? ?下圖為分子式C9 H7 NO紅外吸收光譜儀的有機化合物，明確其分子式。
? ? ? ?不飽和度U=(2 2*9 1-7)/2=7→很可能含有苯環(huán)
? ? ? ?紅外光譜應(yīng)用案例
? ?1、 CO2在ZnO上的活性
? ?CO催化反應(yīng)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)熱點也是一個難題，活化變成有用價值的有機物。Noei根據(jù)極高真空泵傅立葉紅外光譜（UHV-FTIRS）甲基化科學(xué)研究ZnO 在納米顆粒上CO2活動。他們會整潔的ZnO 暴露在粉末狀試品中CO2.在紅外譜圖中察到無機鹽振動帶的產(chǎn)生，并應(yīng)用 C18 O2 放射性核素換置試驗對此事進行了認證，證實ZnO 納米顆粒CO2活性基酶。
? ? ? ?2、CO 在銳鈦礦相吸收TiO2 上
? ?Setvin人們用紅外反射面吸收光譜儀（IRRAS）升溫吸附 融合程序（TPD），掃描儀隧道施工光學(xué)顯微鏡（STM）和DFT一氧化碳在銳鈦礦中的科學(xué)研究TiO晶向吸附2 (101)。IRRAS譜圖表明在2181cm-1 處僅有一個CO帶，融合TPD，可分離分子的吸收動能為0.37±0.03eV，吸收峰在較高的普及率下移動到較小的值。STM確認了三維成像和試驗產(chǎn)品的可控淬火TPD估計的吸附能與輕微的抵抗分子相互影響。CO在稍高的溫度下，分子直接使用移動終端訪問普通網(wǎng)站。由于移動終端寬度的限制，訪問者需要左右滑動和放大操作，以分析外部供應(yīng)商的缺點和結(jié)構(gòu)域TiO2 (110)表面CO吸附表明，銳鈦礦型TiO與金紅石相比，2 中電子器件定域的發(fā)展趨勢TiO二 中弱多了。
? ? ? ?3、CO與ZnO其他吸附物的相互影響
? ?在整個催化反應(yīng)過程中，外來物種在金屬催化劑表面的吸附通常不是單一的吸附，而是同時出現(xiàn)在金屬催化劑表面的各種吸附劑。Noei人們在極高的真空度標(biāo)準(zhǔn)下等待（UHV-FTIRS），根據(jù)FTIR科學(xué)研究了光譜儀CO不同改性材料的多晶體ZnO相互影響。K下一步是整潔的無吸收質(zhì)ZnO暴露于納米顆粒CO后，在2187cm-1 上有明顯的振動帶，是CO與ZnO上的Zn2 結(jié)構(gòu)域融合而致。在210K下將CO2 準(zhǔn)備處理后ZnO暴露于納米顆粒CO后，在2215cm-1 觀察新的CO振動帶是三齒無機鹽結(jié)構(gòu)中吸收的分散物Zn結(jié)構(gòu)域上的CO而且。記錄在不同溫度下的記錄。UHV-FTIRS數(shù)據(jù)信息顯示，預(yù)吸收CO2 時，CO在多晶體ZnO上面的組合可以顯著改善，在ZnO粉末顆粒上的甲基化學(xué)物質(zhì)不易引起UHV標(biāo)準(zhǔn)下CO振動帶的明顯變化。
? ? ? ?有機化合物紅外光譜
? ? ? ?1、乙烷
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2、烷烴
? ? ? ? ? ?3、對二甲苯
? ? ? ?不同類型替代苯的特征峰：
? ? ? ?4、醇
? ? ? ?甲基特征峰：
? ? ? ?5、胺
? ? ? ?羥基特征峰：
? ? ? ?6、酮
? ? ? ?7、醛
? ? ? ?8、酸
? ? ? ?9、酸酐
? ? ? ?10、酯
? ? ? ?11、羰基
? ?基本特征峰：
? ? ? ?12、腈
? ? ? ?13、烴基、烴基和三鍵 的積累
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