红外图谱分析方法大全
红外谱图峰位分析方法
红外谱图分析(一)基团频率和特征吸收峰物质的红外光谱,是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰,与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到的。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律来。
实验表明,组成分子的各种基团,如O—H、N—H、C—H、C═C、C≡C、C═O等,都有自己特定的红外吸收区域,分子其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
根据化学键的性质,结合波数与力常数、折合质量之间的关系,可将红外4 000~400 cm-1划分为四个区:4 000~2 500 cm-1氢键区2 500~2 000 cm-1产生吸收基团有O—H、C—H、N—H;叁键区2 000~1 500 cm-1C≡C、C≡N、C═C═C双键区1 500~1 000 cm-1C═C、C═O等单键区按吸收的特征,又可划分为官能团区和指纹区。
一、官能团区和指纹区红外光谱的整个围可分成4 000~1 300 cm-1与1 300~600 cm-1两个区域。
4 000~1 300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。
由于基团的特征吸收峰一般位于高频围,并且在该区域,吸收峰比较稀疏,因此,它是基团鉴定工作最有价值的区域,称为官能团区。
在1 300~600 cm-1区域中,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的复杂光谱。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个人都有不同的指纹一样,因而称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
指纹区可分为两个波段(1)1 300~900 cm-1这一区域包括C—O,C—N,C—F,C—P,C—S,P—O,Si—O等键的伸缩振动和C═S,S═O,P═O等双键的伸缩振动吸收。
(2)900~600 cm-1这一区域的吸收峰是很有用的。
红外光谱图分析
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。
红外图谱分析方法大全
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)。
红外光谱图解析方法大全
红外光谱图解析大全一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Ω=n4+1+(n3-n1)/2其中:n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n1:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)(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;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,再依据官能团特征吸收,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。
二、熟记健值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(1675~1640 cm-1),烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm-1)。
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H面外弯曲振动880~680cm-1。
如何解析红外光谱图
碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。胺尖常有干扰见,N-H伸展三千三, 叔胺无峰仲胺单,伯胺双峰小而尖。1600碳氢弯,芳香仲胺千五偏。 八百左右面内摇,确定最好变成盐。伸展弯曲互靠近,伯胺盐三千强峰 宽, 仲胺盐、叔胺盐,2700上下可分辨,亚胺盐,更可怜,2000左右才可 见。
硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。1350、1500,分为对称反对称。
6. 醚特征吸收:1300~1000cm-1 的伸缩振动,
脂肪醚:1150~1060cm-1 一个强的吸收峰
芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸
缩)
7.醛和酮:
醛的特征吸收:1750~1700cm-1(C=O伸缩),2820,2720cm-1(醛基C-
区 波数 域 (cm-1)
红外光谱的八个峰区
振动类 相关有机化合物中基团的
型
特征频率(cm-1)
O━H伸 缩 N━H 和 37500~ 3200(s,b) 酸 : 单体3560~
说明
无论单体还是缔 合体,νN━ 收都比νO━
O━H 伸缩 振动 区域
H伸缩)
脂肪酮:1715cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共
轭会使吸收频率降低
8.羧酸:羧酸二聚体:3300~2500cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收
1720~1706cm-1 C=O伸缩吸收
1320~1210cm-1 C-O伸缩吸收 ,
920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动
反式取代: 970~
=C━H 面 960(s)
外弯曲
同碳二取代:895~885
三取代: 840~
面内 弯曲 振动 区域
物理实验技术中的红外光谱分析方法
物理实验技术中的红外光谱分析方法红外光谱分析是一种常用的物理实验技术,它通过测量物质与红外辐射的相互作用,得到物质的结构、组分以及环境中的状态信息。
红外光谱分析方法的应用十分广泛,涉及多个领域,如材料科学、环境保护、食品安全等。
在下文中,将介绍一些常见的红外光谱分析方法及其在不同领域中的应用。
首先,让我们来了解一下红外光谱分析的基本原理。
红外辐射是处于可见光和微波之间的电磁波,它的频率范围在10^12 Hz到10^14 Hz之间。
当红外辐射与物质相互作用时,它会被物质中的特定化学键所吸收或散射,从而产生特定的谱带。
通过测量这些谱带的强度和位置,我们就可以推断出物质的成分和结构。
一种常用的红外光谱分析方法是傅里叶红外光谱(FTIR)。
FTIR利用傅里叶变换将红外光谱的时间域信号转换为频域信号,从而提高谱图的分辨率和信噪比。
FTIR在材料科学中有着广泛的应用,例如在新材料合成、聚合物改性以及纳米材料表征等方面。
通过分析红外光谱,我们可以了解材料的组成、结构和性质,从而指导新材料的设计和制备。
此外,拉曼光谱也是一种常见的红外光谱分析方法。
与红外光谱不同,拉曼光谱是通过观察物质散射光的频移来获取信息。
拉曼光谱具有高分辨率、无需样品预处理等优点,在材料科学和化学分析领域中得到了广泛应用。
例如,通过拉曼光谱可以鉴定催化剂的种类和活性位点,进而优化催化反应的条件;还可以用于鉴定药物的纯度和晶型,提供重要的质量控制信息。
在环境监测领域,红外光谱分析方法也发挥着重要的作用。
例如,红外光谱可以用于检测大气中的温室气体,如二氧化碳、甲烷等。
通过监测这些温室气体的浓度变化,可以评估气候变化对环境的影响,并制定相应的控制策略。
此外,红外光谱还可以用于监测水体中的有机物污染和土壤中的重金属含量,为环境保护提供重要的数据支持。
在食品安全领域,红外光谱分析方法也得到了广泛应用。
例如,在食品质量检测中,红外光谱可以用于鉴定食品中的添加剂、农药残留和食品伪劣等问题。
红外谱图解析
930, O-H,
• 如,羰基(C=O)在1820cm-1~1600cm-1有强 吸收峰,其中:
O RC
O RC
O R C O R'
O 1820 cm-1 ~1750 cm-1 1750 cm-1 ~1725 cm-1
O RC H
O R C R'
1740 cm-1 ~1720 cm-1 1740 cm-1 ~1720 cm-1
红外谱图解析
红外谱图解析的基本步骤
鉴定已知化合物:
• 1.观察特征频率区:判断官能团,以确定所 属化合物的类型。
• 2.观察指纹区:进一步确定基团的结合方式。 • 3.对照标准谱图验证。
测定未知化合物:
1.准备性工作: ➢ 了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等; ➢ 经元素分析确定实验式; ➢ 有条件时可有MS谱测定相对分子量,确定分子式; ➢ 根据分子式计算不饱和度,其经验公式为:
3)2110 cm1 处的吸收,可知此化合物有 碳碳三键吸收 结合化合物的分子式可知此化合物为 2-丙炔醇
CH C CH2OH
谱图解析-22
某化合物C7H8O的红外谱图如下,推测其结构。
1) 不饱和度: (7228)2=4 可能含有苯环
2) 3000 cm1 以上, 以及 1600,1500 cm1 表明 含有苯环(-C6H5) 770,700 cm1 表明苯环取代为单取代
谱图解析-2
• 2.已知分子式为C8H8纯液体的红外谱图如下, 试推测其结构。
C8H8
• 解:1) =1-8/2+8=5
•
2)峰归属
•
3)可能的结构
H C CH2
谱图解析-3
• 3.已知分子式为C8H7N的化合物的红外谱图如 下,试推测其结构。
手把手教你红外光谱谱图解析
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。
红外光谱样品调制及图谱解析技巧
如:化合物 υC=O/cm-1
CH3-CO-CH3 1715
CH3-CH=CH-CO-CH3 1677
Ph-CO-Ph 1665
(3) 振动偶合与费米(Feimi)共振
如果一个分子内邻近的两个基团位置很靠近, 它们的振动频率几乎相同,并有相同的对称性, 就会偶合产生两个吸收带,这叫振动偶合。在 许多化合物中都可以发生这种现象。(6种情 况) • 一个碳原子上含有两个或三个甲基,则在1385 -1350cm-1出现两个吸收带。 • 酸酐上两个羰基互相偶合产生两个吸收带
在双原子分子中,基团的吸收不是固定在某一个频率 上,而在一定范围内波动。
如:C-H的伸缩振动频率受到与这个碳原子邻接方式的影响
C-C-H:
3000-2850cm-1
C=C-H:
3100-3000cm-1
C≡C-H:
3300 cm-1附近
外部条件对吸收的影响有:物态效应、晶体状态和溶剂效应。
主要讨论分子结构的影响因素有以下7个方面:
C
CH3
O
υC=O/cm-1 1663
C
CH3
O
CH3
H3C
CH3 C
O
CH3
CH3
1686
1693
(7) 互变异构的影响
显示:各种异构体的吸收带。如乙酰乙酸乙 酯有酮式和烯醇式结构,可以看到烯醇式的羰基 吸收较酮式的弱,说明烯醇式较少.
CH3-CO-CH2-COO-C2H5→CH2-C(OH)=CH-COO-C2H5
1000 900
<500
指 纹
氢
C-N-O H-C=C-H R - A r- H
红外光谱解析方法(含结构分析实例)
红外光谱解析方法
一、IR光谱解析方法 二、IR光谱解析实例
一、IR光谱解析方法
1.已知分子式计算不饱和度
2 2n4 n3 n1 U 2
不饱和度意义:
U 0 分子中无双键或环状结 构 U 1 分子中可能含一个双键 或一个环 U 4 分子中可能含苯环 U 5 分子中可能含苯环 一个双键
1 690 和 750 cm (双峰) 可能为 H (单取代) as 2980 cm 1可能为 CH 3
1600 , 1580 和 1500 cm 1三处吸收 可能为 C (芳环) C
s 2920 cm 1可能为 CH 可能结构为 C 6 H 5 CO C 2 H 5 2 s 1370 cm 1为 CH 3
续前
此题三个化合物均具有 OH 解: 其中 1个含C C, 1个含 C (CH 3 ) 3, 1个为直链饱和醇
3100 ~ 3000 cm 1 无 CH 吸收 ~ 1650 cm 1 无 C C 吸收
否定结构 3
s 结构 1不具有 1395和1363cm1双峰 C (CH 3 )3 特征吸收
1622 cm 1 可能为 NH 2 1303cm 1, 1268 cm 1 可能为 C N
1 as 2925 cm (较强)可能为 CH 3 as s 1442 cm 1和1380 cm 1分别为 CH 和 CH 3 3
续前 故峰的归属如下:
H 3030 cm 1
该化合物为结构 2
练习 (书后P276题15)
H 3030
as CH 3
C (芳) 1588 , 1494 和1471 C
红外谱图解析步骤
红外谱图解析分析步骤应该对各官能团的特征吸收熟记于心,因为官能团特征吸收是解析谱图的基础。
对一张已经拿到手的红外谱图:(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=1+n4+(n3-n1)/2其中:n4:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n3:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n1:化合价为1价的原子个数(主要是H原子),举个例子:比如苯:C6H6,不饱和度=1+6+(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,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,这里就不详细说了。
红外谱图分析确实是一个令人头疼的问题,有事没事就记一两个吧: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。
红外谱图峰位分析方法
红外谱图峰位分析⽅法红外谱图分析(⼀)基团频率和特征吸收峰物质的红外光谱,是其分⼦结构的反映,谱图中的吸收峰,与分⼦中各基团的振动形式相对应。
多原⼦分⼦的红外光谱与其结构的关系,⼀般是通过实验⼿段得到的。
这就是通过⽐较⼤量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律来。
实验表明,组成分⼦的各种基团,如O—H、N—H、C—H、C═C、C≡C、C═O等,都有⾃⼰特定的红外吸收区域,分⼦其它部分对其吸收位置影响较⼩。
通常把这种能代表基团存在、并有较⾼强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置⼀般⼜称为特征吸收峰。
根据化学键的性质,结合波数与⼒常数、折合质量之间的关系,可将红外4 000~400 cm-1划分为四个区:4 000~2 500 cm-1氢键区2 500~2 000 cm-1产⽣吸收基团有O—H、C—H、N—H;叁键区2 000~1 500 cm-1C≡C、C≡N、C═C═C双键区1 500~1 000 cm-1C═C、C═O等单键区按吸收的特征,⼜可划分为官能团区和指纹区。
⼀、官能团区和指纹区红外光谱的整个范围可分成4 000~1 300 cm-1与1 300~600 cm-1两个区域。
4 000~1 300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产⽣的吸收带。
由于基团的特征吸收峰⼀般位于⾼频范围,并且在该区域内,吸收峰⽐较稀疏,因此,它是基团鉴定⼯作最有价值的区域,称为官能团区。
在1 300~600 cm-1区域中,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产⽣的复杂光谱。
当分⼦结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个⼈都有不同的指纹⼀样,因⽽称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
指纹区可分为两个波段(1)1 300~900 cm-1这⼀区域包括C—O,C—N,C—F,C—P,C—S,P—O,Si—O等键的伸缩振动和C═S,S═O,P═O等双键的伸缩振动吸收。
(2)900~600 cm-1这⼀区域的吸收峰是很有⽤的。
如何解析红外光谱图
如何解析红外光谱图一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Ω=n4+1+(n3-n1)/2其中::化合价为4价的原子个数(主要是C原子),n4:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n3n:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)1(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;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,再依据官能团特征吸收,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。
二、熟记健值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(1675~1640 cm-1),烯烃C-H 面外弯曲振动(1000~675cm-1)。
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。
如何分析红外图谱
经验】如何分析已经拿到手的红外谱图可以按如下步骤来:(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3300~2800 cm-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm-1为界:高于3000 cm-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3000 cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;(3)若在稍高于3000 cm-1有吸收,则应在2250~1450 cm-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1000~650 cm-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1750~1700 cm-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(3000-2850 cm-1)C-H弯曲振动(1465-1340 cm-1)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:烯烃C-H伸缩(3100~3010 cm-1)C=C伸缩(1675~1640 cm-1)烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675 cm-1)。
红外图谱分析方法大全
红外图谱分析是光谱分析技术中的一种,它利用红外光作为光源,检测样品的吸收、反射、散射等特性,从而得到样品的分子结构和化学组成。
下面是红外图谱分析方法的详细步骤:一、准备工作在进行红外图谱分析之前,需要准备好相应的仪器和样品。
红外光谱仪通常由光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器等部分组成。
在采集样品红外光谱时,需要使用专门的样品制备技术,如样品压制、样品溶液制备等。
二、样品制备样品制备是红外图谱分析中非常重要的一步,因为只有样品中的分子在红外光的作用下产生吸收、反射、散射等特性,才能得到样品的分子结构和化学组成。
样品制备需要根据样品的性质和所用光谱仪的类型来选择不同的制备方法,如固体样品需要进行研磨和压片,液体样品需要进行溶液制备等。
三、谱图解析在采集到样品的红外光谱后,需要通过谱图解析来得到样品的分子结构和化学组成。
谱图解析需要掌握一定的方法技巧,例如:1. 确定光谱类型:根据光谱中出现的特征峰,确定光谱的类型。
例如,如果是伸缩振动,则可以判断出样品的分子结构中存在这种键。
2. 确定基团:根据特征峰的位置和形状,确定样品中存在的基团。
例如,如果出现了苯环的振动吸收峰,则可以判断出样品中含有苯环结构。
3. 确定分子结构:通过确定基团和键的类型,可以得到样品的分子结构。
例如,如果一个化合物的红外光谱中出现了C-H键的振动吸收峰,则可以判断出这个化合物的分子结构中存在C-H键。
四、定量分析除了定性分析外,红外光谱还可以用于定量分析。
通过测量特征峰的强度和宽度等参数,可以计算出样品中某种物质的含量。
例如,可以利用红外光谱技术测定高聚物中某种单体的含量。
五、应用领域红外光谱在多个领域都有广泛的应用,例如:1. 化学领域:用于研究有机化合物、无机化合物的分子结构和化学反应机理等。
2. 材料科学领域:用于研究高聚物、无机非金属材料、金属材料的结构和化学组成等。
3. 环境科学领域:用于监测大气、水体、土壤等环境中的有害物质和污染物的含量等。
红外谱图峰位分析方法
红外谱图分析(一)基团频率和特征吸收峰物质的红外光谱,是其分子结构的反映,谱图中的吸收峰,与分子中各基团的振动形式相对应。
多原子分子的红外光谱与其结构的关系,一般是通过实验手段得到的。
这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱,从中总结出各种基团的吸收规律来。
实验表明,组成分子的各种基团,如O—H、N—H、C—H、C═C、C≡C、C═O等,都有自己特定的红外吸收区域,分子其它部分对其吸收位置影响较小。
通常把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。
根据化学键的性质,结合波数与力常数、折合质量之间的关系,可将红外4 000~400 cm-1划分为四个区:4 000~2 500 cm-1氢键区2 500~2 000 cm-1产生吸收基团有O—H、C—H、N—H;叁键区2 000~1 500 cm-1C≡C、C≡N、C═C═C双键区1 500~1 000 cm-1C═C、C═O等单键区按吸收的特征,又可划分为官能团区和指纹区。
一、官能团区和指纹区红外光谱的整个范围可分成4 000~1 300 cm-1与1 300~600 cm-1两个区域。
4 000~1 300 cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。
由于基团的特征吸收峰一般位于高频范围,并且在该区域内,吸收峰比较稀疏,因此,它是基团鉴定工作最有价值的区域,称为官能团区。
在1 300~600 cm-1区域中,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的复杂光谱。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异。
这种情况就像每个人都有不同的指纹一样,因而称为指纹区。
指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助。
指纹区可分为两个波段(1)1 300~900 cm-1这一区域包括C—O,C—N,C—F,C—P,C—S,P—O,Si—O等键的伸缩振动和C═S,S═O,P═O等双键的伸缩振动吸收。
(2)900~600 cm-1这一区域的吸收峰是很有用的。
红外光谱分析全解
2、液体样品(液膜法):液体样品常用液膜 法。该法适用于不易挥发(沸点高于80 C)的 液体或粘稠溶液。使用两块KBr或NaCl盐片, 将液体滴1-2滴到盐片上,用另一块盐片将 其夹住,用螺丝固定后放入样品室测量。测 定时需注意不要让气泡混入,螺丝不应拧得 过紧以免窗板破裂。使用以后要立即拆除, 用脱脂棉沾氯仿、丙酮擦净。
透过率/%
4000 80 70 60 50 40 30 20 10
0 -10
4000
高岭石{Al4[Si4O10](OH)8 }红外吸收光谱
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500 80
70
60
50
40
30
20
10
0
3500
3000
2500
2000
波 数/cm-1
1500
1000
-10 500
(3)谱带的强度:与样品的厚度、种类及其 含量有关,与偶极矩变化有关。IR可对某一 基团定量分析。 (4)谱带的形状:与结晶程度及相对含量有 关。结晶差说明晶体结构中键长与键角有差 别,引起振动频率有一定变化范围,每一谱 带形状就不稳定。可用半高宽表示(width at half full maximum, WHFM)。
0.1nm X-射线谱(XPS)
10nm
紫外-可见(UV-V)谱
500nm 100um
红外(IR),RБайду номын сангаасman 谱
电子自旋共振(EPR)
10cm
核磁共振(NMR)谱
绝大多数有机化合物和无机化合物分子的振动 能级跃迁而引起的吸收均出现在中红外区域。通常 所说的红外光谱就是指中红外区域形成的光谱,它 在结构分析和组成分析中非常重要。至于近红外区 和远红外区形成的光谱,分别叫近红外光谱与远红 外光谱图。近红外光谱主要用来研究分子的化学键, 远红外光谱主要用来研究晶体的晶格振动、金属有 机物的金属有机键以及分子的纯转动吸收等。
第3节 红外谱图解析示例
可以缩小结构的推测范围。根据试样的元素分析值 及相对分子质量得出的分子式,可以计算不饱和度,进 而估计分子结构式中是否含有双键、三键及芳香环,并 可验证光谱解析结果的合理性。沸点、熔点等性质可作 为光谱分析的旁证。
不饱和度的计算:对于已知分子式的化合物,首先依据其
分子式,利用下面的公式计算分子的不饱和度:
n1--- 一价原子数,如 H,Cl原子 n3--- 三价原子数,如 N原子 n4--- 四价原子数,如 C原子 • U=0→链状饱和脂肪族
• U=1→一个双键/一个饱和环状结构
• U=2→一个叁键/两个双键/一个双键+一个脂环 • U=4→一个苯环 二价原子不参与 计算 ,如:O,S等
3. 根据样品的物态,选择适当的方法制样,记录红外吸 收光谱图。 4. 谱图解析 先特征,后指纹;
CN
内容选择:
第一节 红外基本原理
第二节 红外光谱仪器
第三节 红外光谱与分子结构
第四节 红外谱图解析
结束
先最强峰,后次强峰;
先粗查,后细找; 先否定,后肯定。
5. 与标准谱图对照,通过其它定性方法(UV-V is、MS、
NMR等)进一步确证。 1)被测物与标准谱图上的聚集态、制样方法应一致;
2)对指纹区要仔细对照。
二、红外谱图解析示例
例1 未知物分子式为C8H8O,测得红外谱图如图,确定结构。
解:(1)U=1+n4+1/2(n3-n1)=1+8+1/2(0-8)=5 一个苯环和一个双键 (2)1700 cm-1附近有强而清晰的吸收带,确定为 C=O峰,分子中只有一个氧,不可能酸、酯 。
sCH3 →饱和脂肪族
-C(CH3)3 C4H10O的红外光谱
红外光谱图分析
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。
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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)。
3.炔烃2250~2100 cm-1C≡C伸缩振动3300 cm-1附近炔烃C-H伸缩振动4.芳烃3100~3000 cm-1芳环上C-H伸缩振动1600~1450 cm-1C=C 骨架振动880~680 cm-1C-H面外弯曲振动)芳香化合物重要特征:一般在1600,1580,1500和1450 cm-1可能出现强度不等的4个峰。
880~680 cm-1,C-H面外弯曲振动吸收,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常常用此频区的吸收判别异构体。
5.醇和酚主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收。
3650~3600 cm-1自由羟基O-H的伸缩振动,为尖锐的吸收峰3500~3200 cm-1分子间氢键O-H伸缩振动,为宽的吸收峰1300~1000 cm-1C-O 伸缩振动769-659 cm-1O-H 面外弯曲6.醚1300~1000 cm-1伸缩振动(特征吸收)1150~1060 cm-1一个强的吸收峰——脂肪醚1270~1230 cm-1(为Ar-O伸缩);1050~1000 cm-1(为R-O伸缩)——芳香醚的两个C-O伸缩振动吸收7.醛和酮1750~1700 cm-1醛基C=O伸缩(特征吸收) ——醛2820,2720 cm-1醛基C-H伸缩——醛1715 cm-1(强峰)酮基C=O伸缩振动——脂肪酮,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸3300~2500 cm-1(宽&强)O-H伸缩吸收1720~1706 cm-1C=O 吸收1320~1210 cm-1C-O伸缩920 cm-1成键的O-H键的面外弯曲振动——羧酸二聚体9.酯1750~1735 cm-1饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带1210~1163 cm-1饱和酯C-C(=O)-O谱带(为强吸收)10.胺:3500~3100 cm-1N-H 伸缩振动吸收1350~1000 cm-1C-N 伸缩振动吸收,N-H变形振动相当于CH2的剪式振动方式,其吸收带在1640~1560 cm-1面外弯曲振动在900~650 cm-1。
11.腈;腈类的光谱特征三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收。
2260-2240 cm-1脂肪族腈2240-2222 cm-1芳香族腈12.酰胺3500-3100 cm-1N-H伸缩振动1680-1630 cm-1C=O 伸缩振动1655-1590 cm-1N-H弯曲振动1420-1400 cm-1C-N伸缩13.有机卤化物C-X 伸缩,脂肪族1400-730 cm-1:C-F;850-550 cm-1:C-Cl;690-515 cm-1:C-Br;600-500 cm-1:C-ICharacteristic Infrared Absorption Frequencies(特征红外吸收频率)如何解析红外光谱图一、预备知识(1)根据分子式计算不饱和度公式:不饱和度Ω=n4+1+(n3-n1)/2其中:n:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),4:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),n3:化合价为1价的原子个数(主要是H,X原子)n1(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;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,再依据官能团特征吸收,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。
二、熟记健值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(1675~1640 cm-1),烯烃C-H 面外弯曲振动(1000~675cm-1)。
3.炔烃:炔烃C-H伸缩振动(3300cm-1附近),三键伸缩振动(2250~2100cm-1)。
4.芳烃:芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。
芳烃重要特征:在1600,1580,1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。
C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1,依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化,在芳香化合物红外谱图分析中,常用判别异构体。
5.醇和酚:主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收,自由羟基O-H的伸缩振动:3650~3600cm-1,为尖锐的吸收峰,分子间氢键O-H伸缩振动:3500~3200cm-1,为宽的吸收峰;C-O 伸缩振动:1300~1000cm-1,O-H 面外弯曲:769-659cm-16. 醚特征吸收:1300~1000cm-1 的伸缩振动,脂肪醚:1150~1060cm-1 一个强的吸收峰芳香醚:1270~1230cm-1(为Ar-O伸缩),1050~1000cm-1(为R-O伸缩)7.醛和酮:醛的特征吸收:1750~1700cm-1(C=O伸缩),2820,2720cm-1(醛基C-H伸缩)脂肪酮:1715cm-1,强的C=O伸缩振动吸收,如果羰基与烯键或芳环共轭会使吸收频率降低8.羧酸:羧酸二聚体:3300~2500cm-1 宽而强的O-H伸缩吸收1720~1706cm-1 C=O伸缩吸收1320~1210cm-1 C-O伸缩吸收,920cm-1 成键的O-H键的面外弯曲振动9.酯:饱和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O 吸收谱带:1750~1735cm-1区域饱和酯C-O谱带:1210~1163cm-1 区域为强吸收10.胺:N-H 伸缩振动吸收3500~3100 cm-1;C-N 伸缩振动吸收1350~1000 cm-1;N-H变形振动相当于CH2的剪式振动吸收:1640~1560cm-1;面外弯曲振动吸收900~650cm-1.11.腈:三键伸缩振动区域,有弱到中等的吸收脂肪族腈 2260-2240cm-1 芳香族腈 2240-2222cm-112.酰胺:3500-3100cm-1 N-H伸缩振动 1680-1630cm-1 C=O 伸缩振动 1655-1590cm-1 N-H弯曲振动 1420-1400cm-1 C-N伸缩13.有机卤化物:脂肪族C-X 伸缩:C-F 1400-730 cm-1,C-Cl 850-550 cm-1 ,C-Br 690-515 cm-1,C-I 600-500 cm-1三、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,弄清物态固液气。
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,排除倍频和卤烃。
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,峰强峰形大而尖。
三键伸展2200,炔氢摇摆680。
芳烃呼吸很特别,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,伯仲叔基易区别。
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。