红外光谱鉴别化合物方法

㈠ 红外光谱的原理

红外光谱的原理

当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。

所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。

当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。

红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。

并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。

分子的振动形式可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。前者是指原子沿键轴方向的往复运动，振动过程中键长发生变化。后者是指原子垂直于化学键方向的振动。通常用不同的符号表示不同的振动形式，例如，伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动，分别用 Vs 和Vas 表示。弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。

从理论上来说，每一个基本振动都能吸收与其频率相同的红外光，在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的；另外有一些振动的频率相同，发生简并；还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围，这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。

组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰。不同化合物中，同一种官能团的吸收振动总是出现在一个窄的波数范围内，但它不是出现在一个固定波数上，具体出现在哪一波数，与基团在分子中所处的环境有关。

引起基团频率位移的因素是多方面的，其中外部因素主要是分子所处的物理状态和化学环境，如温度效应和溶剂效应等。

对于导致基团频率位移的内部因素，迄今已知的有分子中取代基的电性效应：如诱导效应、共轭效应、中介效应、偶极场效应等；机械效应：如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。

红外光谱的分区

通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm)、中红外区(2.5~25μm)和远红外区(25~300μm)。一般说来，近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的；中红外光谱属于分子的基频振动光谱；远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。

由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。通常所说的红外光谱即指中红外光谱。

应用

红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。此外，红外光谱还具有测试迅速，操作方便，重复性好，灵敏度高，试样用量少，仪器结构简单等特点，因此，它已成为现代结构化学和分析化学最常用和不可缺少的工具。

红外光谱在高聚物的构型、构象、力学性质的研究以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域也有广泛的应用。

红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关，可用于进行定量分析和纯度鉴定。

另外，在化学反应的机理研究上，红外光谱也发挥了一定的作用。但其应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。

红外光谱不但可以用来研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性的判据，而且还可以作为表征和鉴别化学物种的方法。

例如气态水分子是非线性的三原子分子，它的v1=3652厘米、v3=3756厘米、v2=1596厘米而在液态水分子的红外光谱中，由于水分子间的氢键作用，使v1和v3的伸缩振动谱带叠加在一起，在3402厘米处出现一条宽谱带，它的变角振动v2位于1647厘米。

在重水中，由于氘的原子质量比氢大，使重水的v1和v3重叠谱带移至2502厘米处，v2为1210厘米。以上现象说明水和重水的结构虽然很相近，但红外光谱的差别是很大的。

红外光谱具有高度的特征性，所以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定已很普遍，并已有几种标准红外光谱汇集成册出版，如《萨特勒标准红外光栅光谱集》收集了十万多个化合物的红外光谱图。近年来又将些这图谱贮存在计算机中，用来对比和检索。

㈡ 吸收红外光谱做鉴定有机物的依据是什么

紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有共轭体系的有机化合物，而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。由于红外光谱分析特征性强，气体、液体、固体样品都可测定，并具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点。因此，红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样，能进行定性和定量分析，而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。紫外－可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。也称作紫外和可见吸收光度法，它包括比色分析和紫外－可见分光光度法。这种吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，用于无机和有机物质的定性和定量分析。

㈢ 如何用红外光谱鉴定化合物中存在的基团及其在分子中的相对位置

基团不同，在红外下，伸缩振动峰不同，导致出峰位置不同；至于分子中的相对位置，红外是测不出来的，一般通过核磁和质谱进行分析。红外主要分析官能团

㈣ 红外光谱能够提供哪些化学结构信息

可以用来检测物质具有的化学键及官能团，可以研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性等。

利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角，并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频率计算热力学函数等。

(4)红外光谱鉴别化合物方法扩展阅读

红外线波长较长，（无线电、微波、红外线、可见光。波长按由长到短顺序），给人的感觉是热的感觉，产生的效应是热效应。

如果红外线能穿透到原子、分子内部，那么会引起原子、分子的膨大而导致原子、分子的解体。而事实上，红外线频率较低，能量不够，远远达不到原子、分子解体的效果。

㈤ 如何用红外光谱法测有机化合物的结构

红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极距的净变化，产生分子振动或转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱，记录红外光的百分透射比T%与波数σ（或波长λ）关系的曲线，就得到红外光谱，谱图中的吸收峰数目及所对应的波数是由吸光物质的分子结构所决定的，是分子结构的特征反映因此可根据红外光谱图的特征吸收峰对吸光物质进行定性和结构分析

㈥ 如何利用红外光谱分析与鉴别高分子聚合物的类型

红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版

㈦ 用红外光谱如何区分CH2COCH2CH (OH) CH3和CH3COCH2CH2CH20H化合物

1200～1100±5 cm-1
1.这也是分子中含有羟基的一个特征吸收峰
2.有时可根据该吸收峰确定醇的级数，如：
三级醇：1200～1125cm-1
二级醇、烯丙型三级醇、环三级醇：1125～1085cm-1
一级醇、烯丙型二级醇、环二级醇：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 红外吸收光谱的原理和用途

工作原理
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
用途
可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法,利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量测定。此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域，也有广泛应用。

㈨ 鉴定化合物纯度的常用方法有哪些各自有什么优缺点

化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物（区别于单质）。化合物具有一定的特性，既不同于它所含的元素或离子，亦不同于其他化合物，通常还具有一定的组成。
中文名
化合物
外文名
compound
快速
导航
分类特点数量鉴定方法
定义
化合物为由二种或二种以上不同元素所组成的纯净物。组成此化合物的不同原子间必以一定比例存在，换言之，化合物不论来源如何，其均有一定组成。在日常生活里，氯化钠、及蒸馏水（水），均为常见的化合物。由这些化合物中，人们发现它们的性质彼此各不相同，食盐为钠原子和氯原子所组成；糖为碳、氢及氧等原子所组成；氢气在氧中燃烧则反应生成水。这些事实，表示二种或多种物质可以反应生成一种新物质，这新物质就是化合物。新物质的性质和原物质的性质完全不同。通常化学上借此方式来决定一质之该性是否为化合物。又假如一纯质可以分解为二种或二种以上之质，则原来之质必为化合物。例如熔融食盐，通以电流，可完全分解为钠及氯原子，故食盐为一种化合物。
化合物
化合物成分子状态者称为分子化合物，如水、糖等。化合物由离子结合者称为离子化合物，如食盐、芒硝等。化合物可用化学式来表示，化学式是由化合物中所含各元素之符号所组成。例如由两种元素构成的二元化合物，在书写其化学式时，如同命其英文名称，金属元素写在前，而较少金属性者其次。如食盐（氯化钠）的化学式为NaCl。当化合物中不同元素间原子数目不等时，其比率可写在符号下以数字表示之。如蔗糖的化学式为
，表示糖由十二个碳原子、二十二个氢原子，和十一个氧原子所组成。

㈩ 用红外，紫外光谱区别化合物

用IR区别：1，怀疑是(A)中两个C =O相距较远而(B)中两个C=O相距较近从而(B)中发生了振动偶合效应从而使原来的谱带分裂成有两个C=O吸收峰，而(A)则只有一个；
2，A为顺式其吸收峰在690cm-1处有吸收峰，而B则在980~960cm-1处有强的=C-H的面外弯曲振动吸收峰；

用UV区别：1，(B)中存在三个双键形成的两个共轭体系故其在210~250nm有强吸收另外在>250还有个高强度K吸收带，而(A)则只有一个共轭体系则只在210~250nm有强吸收；
2，(A)存在共轭体系故在210~250nm有强吸收，(B)则没有~