紅外光譜鑒別化合物方法

㈠ 紅外光譜的原理

紅外光譜的原理

當一束具有連續波長的紅外光通過物質，物質分子中某個基團的振動頻率或轉動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就吸收能量由原來的基態振(轉)動能級躍遷到能量較高的振(轉)動能級，分子吸收紅外輻射後發生振動和轉動能級的躍遷，該處波長的光就被物質吸收。

所以，紅外光譜法實質上是一種根據分子內部原子間的相對振動和分子轉動等信息來確定物質分子結構和鑒別化合物的分析方法。將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄下來，就得到紅外光譜圖。紅外光譜圖通常用波長(λ)或波數(σ)為橫坐標，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)為縱坐標，表示吸收強度。

當外界電磁波照射分子時，如照射的電磁波的能量與分子的兩能級差相等，該頻率的電磁波就被該分子吸收，從而引起分子對應能級的躍遷，宏觀表現為透射光強度變小。電磁波能量與分子兩能級差相等為物質產生紅外吸收光譜必須滿足條件之一，這決定了吸收峰出現的位置。

紅外吸收光譜產生的第二個條件是紅外光與分子之間有偶合作用，為了滿足這個條件，分子振動時其偶極矩必須發生變化。這實際上保證了紅外光的能量能傳遞給分子，這種能量的傳遞是通過分子振動偶極矩的變化來實現的。

並非所有的振動都會產生紅外吸收，只有偶極矩發生變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收，這種振動稱為紅外活性振動；偶極矩等於零的分子振動不能產生紅外吸收，稱為紅外非活性振動。

分子的振動形式可以分為兩大類：伸縮振動和彎曲振動。前者是指原子沿鍵軸方向的往復運動，振動過程中鍵長發生變化。後者是指原子垂直於化學鍵方向的振動。通常用不同的符號表示不同的振動形式，例如，伸縮振動可分為對稱伸縮振動和反對稱伸縮振動，分別用 Vs 和Vas 表示。彎曲振動可分為面內彎曲振動(δ)和面外彎曲振動(γ)。

從理論上來說，每一個基本振動都能吸收與其頻率相同的紅外光，在紅外光譜圖對應的位置上出現一個吸收峰。實際上有一些振動分子沒有偶極矩變化是紅外非活性的；另外有一些振動的頻率相同，發生簡並；還有一些振動頻率超出了儀器可以檢測的范圍，這些都使得實際紅外譜圖中的吸收峰數目大大低於理論值。

組成分子的各種基團都有自己特定的紅外特徵吸收峰。不同化合物中，同一種官能團的吸收振動總是出現在一個窄的波數范圍內，但它不是出現在一個固定波數上，具體出現在哪一波數，與基團在分子中所處的環境有關。

引起基團頻率位移的因素是多方面的，其中外部因素主要是分子所處的物理狀態和化學環境，如溫度效應和溶劑效應等。

對於導致基團頻率位移的內部因素，迄今已知的有分子中取代基的電性效應：如誘導效應、共軛效應、中介效應、偶極場效應等；機械效應：如質量效應、張力引起的鍵角效應、振動之間的耦合效應等。

紅外光譜的分區

通常將紅外光譜分為三個區域：近紅外區(0.75~2.5μm)、中紅外區(2.5~25μm)和遠紅外區(25~300μm)。一般說來，近紅外光譜是由分子的倍頻、合頻產生的；中紅外光譜屬於分子的基頻振動光譜；遠紅外光譜則屬於分子的轉動光譜和某些基團的振動光譜。

由於絕大多數有機物和無機物的基頻吸收帶都出現在中紅外區，因此中紅外區是研究和應用最多的區域，積累的資料也最多，儀器技術最為成熟。通常所說的紅外光譜即指中紅外光譜。

應用

紅外光譜對樣品的適用性相當廣泛，固態、液態或氣態樣品都能應用，無機、有機、高分子化合物都可檢測。此外，紅外光譜還具有測試迅速，操作方便，重復性好，靈敏度高，試樣用量少，儀器結構簡單等特點，因此，它已成為現代結構化學和分析化學最常用和不可缺少的工具。

紅外光譜在高聚物的構型、構象、力學性質的研究以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫學等領域也有廣泛的應用。

紅外吸收峰的位置與強度反映了分子結構上的特點，可以用來鑒別未知物的結構組成或確定其化學基團；而吸收譜帶的吸收強度與化學基團的含量有關，可用於進行定量分析和純度鑒定。

另外，在化學反應的機理研究上，紅外光譜也發揮了一定的作用。但其應用最廣的還是未知化合物的結構鑒定。

紅外光譜不但可以用來研究分子的結構和化學鍵，如力常數的測定和分子對稱性的判據，而且還可以作為表徵和鑒別化學物種的方法。

例如氣態水分子是非線性的三原子分子，它的v1=3652厘米、v3=3756厘米、v2=1596厘米而在液態水分子的紅外光譜中，由於水分子間的氫鍵作用，使v1和v3的伸縮振動譜帶疊加在一起，在3402厘米處出現一條寬譜帶，它的變角振動v2位於1647厘米。

在重水中，由於氘的原子質量比氫大，使重水的v1和v3重疊譜帶移至2502厘米處，v2為1210厘米。以上現象說明水和重水的結構雖然很相近，但紅外光譜的差別是很大的。

紅外光譜具有高度的特徵性，所以採用與標准化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定已很普遍，並已有幾種標准紅外光譜匯集成冊出版，如《薩特勒標准紅外光柵光譜集》收集了十萬多個化合物的紅外光譜圖。近年來又將些這圖譜貯存在計算機中，用來對比和檢索。

㈡ 吸收紅外光譜做鑒定有機物的依據是什麼

紫外、可見吸收光譜常用於研究不飽和有機物，特別是具有共軛體系的有機化合物，而紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物（沒有偶極矩變化的振動在拉曼光譜中出現）。因此，除了單原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，幾乎所有的有機化合物在紅外光譜區均有吸收。除光學異構體，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差異的化合物外，凡是具有結構不同的兩個化合物，一定不會有相同的紅外光譜。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度，反映了分子結構上的特點，可以用來鑒定未知物的結構組成或確定其化學基團；而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或化學基團的含量有關，可用以進行定量分析和純度鑒定。由於紅外光譜分析特徵性強，氣體、液體、固體樣品都可測定，並具有用量少，分析速度快，不破壞樣品的特點。因此，紅外光譜法不僅與其它許多分析方法一樣，能進行定性和定量分析，而且該法是鑒定化合物和測定分子結構的最有用方法之一。紫外－可見吸收光譜法是根據溶液中物質的分子對紫外和可見光譜區輻射能的吸收來研究物質的組成和結構的方法。也稱作紫外和可見吸收光度法，它包括比色分析和紫外－可見分光光度法。這種吸收光譜產生於價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷，用於無機和有機物質的定性和定量分析。

㈢ 如何用紅外光譜鑒定化合物中存在的基團及其在分子中的相對位置

基團不同，在紅外下，伸縮振動峰不同，導致出峰位置不同；至於分子中的相對位置，紅外是測不出來的，一般通過核磁和質譜進行分析。紅外主要分析官能團

㈣ 紅外光譜能夠提供哪些化學結構信息

可以用來檢測物質具有的化學鍵及官能團，可以研究分子的結構和化學鍵，如力常數的測定和分子對稱性等。

利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長和鍵角，並由此推測分子的立體構型。根據所得的力常數可推知化學鍵的強弱，由簡正頻率計算熱力學函數等。

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紅外線波長較長，（無線電、微波、紅外線、可見光。波長按由長到短順序），給人的感覺是熱的感覺，產生的效應是熱效應。

如果紅外線能穿透到原子、分子內部，那麼會引起原子、分子的膨大而導致原子、分子的解體。而事實上，紅外線頻率較低，能量不夠，遠遠達不到原子、分子解體的效果。

㈤ 如何用紅外光譜法測有機化合物的結構

紅外光照射時，分子吸收了某些頻率的輻射，並由其振動或轉動運動引起偶極距的凈變化，產生分子振動或轉動能級從基態到激發態的躍遷，使相應於這些吸收區域的透射光強度減弱，記錄紅外光的百分透射比T%與波數σ（或波長λ）關系的曲線，就得到紅外光譜，譜圖中的吸收峰數目及所對應的波數是由吸光物質的分子結構所決定的，是分子結構的特徵反映因此可根據紅外光譜圖的特徵吸收峰對吸光物質進行定性和結構分析

㈥ 如何利用紅外光譜分析與鑒別高分子聚合物的類型

紅外光譜分析可用於研究分子的結構和化學鍵，也可以作為表徵和鑒別化學物種的方法。紅外光譜具有高度特徵性，可以採用與標准化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。已有幾種匯集成冊的標准紅外光譜集出版

㈦ 用紅外光譜如何區分CH2COCH2CH (OH) CH3和CH3COCH2CH2CH20H化合物

1200～1100±5 cm-1
1.這也是分子中含有羥基的一個特徵吸收峰
2.有時可根據該吸收峰確定醇的級數，如：
三級醇：1200～1125cm-1
二級醇、烯丙型三級醇、環三級醇：1125～1085cm-1
一級醇、烯丙型二級醇、環二級醇：1085～1050cm-1
伯醇νC━O 1070～1000cm-1
仲醇νC━O 1120～1030cm-1
叔醇νC━O 1170～1100cm-1

㈧ 紅外吸收光譜的原理和用途

工作原理
紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產生的，分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應，因此當分子的振動狀態改變時，就可以發射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發分子而振動而產生紅外吸收光譜。
用途
可用於研究分子的結構和化學鍵，也可以作為表徵和鑒別化學物種的方法,利用化學鍵的特徵波數來鑒別化合物的類型，並可用於定量測定。此外，在高聚物的構型、構象、力學性質的研究，以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫學等領域，也有廣泛應用。

㈨ 鑒定化合物純度的常用方法有哪些各自有什麼優缺點

化合物是由兩種或兩種以上不同元素組成的純凈物（區別於單質）。化合物具有一定的特性，既不同於它所含的元素或離子，亦不同於其他化合物，通常還具有一定的組成。
中文名
化合物
外文名
compound
快速
導航
分類特點數量鑒定方法
定義
化合物為由二種或二種以上不同元素所組成的純凈物。組成此化合物的不同原子間必以一定比例存在，換言之，化合物不論來源如何，其均有一定組成。在日常生活里，氯化鈉、及蒸餾水（水），均為常見的化合物。由這些化合物中，人們發現它們的性質彼此各不相同，食鹽為鈉原子和氯原子所組成；糖為碳、氫及氧等原子所組成；氫氣在氧中燃燒則反應生成水。這些事實，表示二種或多種物質可以反應生成一種新物質，這新物質就是化合物。新物質的性質和原物質的性質完全不同。通常化學上藉此方式來決定一質之該性是否為化合物。又假如一純質可以分解為二種或二種以上之質，則原來之質必為化合物。例如熔融食鹽，通以電流，可完全分解為鈉及氯原子，故食鹽為一種化合物。
化合物
化合物成分子狀態者稱為分子化合物，如水、糖等。化合物由離子結合者稱為離子化合物，如食鹽、芒硝等。化合物可用化學式來表示，化學式是由化合物中所含各元素之符號所組成。例如由兩種元素構成的二元化合物，在書寫其化學式時，如同命其英文名稱，金屬元素寫在前，而較少金屬性者其次。如食鹽（氯化鈉）的化學式為NaCl。當化合物中不同元素間原子數目不等時，其比率可寫在符號下以數字表示之。如蔗糖的化學式為
，表示糖由十二個碳原子、二十二個氫原子，和十一個氧原子所組成。

㈩ 用紅外，紫外光譜區別化合物

用IR區別：1，懷疑是(A)中兩個C =O相距較遠而(B)中兩個C=O相距較近從而(B)中發生了振動偶合效應從而使原來的譜帶分裂成有兩個C=O吸收峰，而(A)則只有一個；
2，A為順式其吸收峰在690cm-1處有吸收峰，而B則在980~960cm-1處有強的=C-H的面外彎曲振動吸收峰；

用UV區別：1，(B)中存在三個雙鍵形成的兩個共軛體系故其在210~250nm有強吸收另外在>250還有個高強度K吸收帶，而(A)則只有一個共軛體系則只在210~250nm有強吸收；
2，(A)存在共軛體系故在210~250nm有強吸收，(B)則沒有~