Galerie de cartes mentales Carte mentale de spectrophotométrie infrarouge IR0,8 ~ 500 μm
Il s'agit d'une carte mentale sur la spectrophotométrie infrarouge IR0,8 ~ 500 μm, y compris la relation entre le spectre infrarouge et la structure moléculaire, le spectrophotomètre infrarouge et la préparation des échantillons, etc.
Modifié à 2023-11-06 09:35:23Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
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Spectrophotométrie infrarougeIR 0,8 ~ 500 μm
Fondamental
produire
Il est produit lorsque le niveau d'énergie vibratoire et le niveau d'énergie de rotation de chaque groupe et liaison chimique dans la molécule
Spectroscopie vibration-rotation spectre d'absorption moléculaire
Activité infrarouge : modifications du moment dipolaire
Condition : Énergie de la lumière infrarouge (photon E) = différence de niveau d'énergie de vibration de la molécule (numéro d'onde ΔE)
Pourcentage de transmission de la lumière infrarouge - nombre d'onde ou longueur d'onde
Niveaux d'énergie vibratoire et spectres vibrationnels
Résonateurs et courbes d'énergie potentielle
Énergie vibratoire et fréquence de vibration
E vibration = (V 1/2)hv
v : fréquence de vibration moléculaire
V : nombre quantique de vibration
Numéro d'onde=1/λ=v/c=1/2πc×√K/μ
m = mA×mB/(mA mB)
Numéro d'onde = 1302/√K/μ'
Calculer la fréquence vibratoire fondamentale de certains groupes
μ'=MA×MB/(MA Mo)
Pic de fréquence fondamentale et pic de fréquence harmonique
Pic de fréquence fondamentale
V₀ → V₁
Linéaire : 3N-5
Non linéaire : 3N-6
Le nombre de pics de fréquence fondamentale est bien inférieur au nombre théoriquement calculé de vibrations fondamentales.
pic harmonique
Région proche infrarouge, pics faibles, augmentent les caractéristiques d'identification des structures moléculaires
Pic d'octave de fréquence
V₀ → V₂/V₃ : pic de fréquence double/pic de fréquence triple
La fréquence de vibration v est légèrement inférieure au multiple entier de la fréquence fondamentale pic v
L'intensité est très faible et difficile à mesurer directement
Pic de fréquence combiné
crête de fréquence de différence
Types de vibrations et degrés de liberté des vibrations
Type de vibrations
Vibration d'étirement v
Changez uniquement la longueur de la liaison
Mise à l'échelle symétrique vs.
Asymétriques télescopiques
Vibration de flexion δ
Changer uniquement les angles de liaison
Vibration de flexion dans le plan β
Vibration des ciseaux δs
Vibration de bascule dans le plan ρ
Vibration de flexion hors plan γ
Vibration de balancement hors plan ω
vibration de torsion τ
degrés de liberté vibratoires
Degrés de liberté vibratoires = degrés de liberté moléculaires (3N) - (degrés de liberté translationnels degrés de liberté rotationnels)
Molécules non linéaires : 3N-6
Molécule linéaire : 3N-5
Seulement deux degrés de liberté de rotation
Chaque degré de liberté vibrationnel peut être considéré comme une forme de vibration de base (pic de fréquence fondamentale) de la molécule, qui possède sa propre fréquence de vibration caractéristique.
Zones de fonctionnalités, zones d'empreintes digitales et pics de corrélation
zone caractéristique
4 000 ~ 1 333 cm⁻¹ (2,5 ~ 7,5 μm)
Absorption caractéristique des principaux groupes fonctionnels
Pics caractéristiques
Le pic d'absorption est « clairsemé » et facile à identifier → zone de bande caractéristique
Zone d'empreinte digitale
La région basse fréquence de 1 333 à 400 cm⁻¹ (7,5 à 25 μm) dans le spectre infrarouge
Vibrations d'étirement et diverses vibrations de flexion de la liaison simple C-X (X=C,N,O)
De petits changements dans la structure moléculaire entraîneront des changements évidents dans le spectre de la zone des empreintes digitales.
effet
Quels groupes sont présents dans les composés circonstanciels ?
Déterminer la structure fine d'un composé
pic de corrélation
Nombre de pics d'absorption
Théoriquement, chaque degré de liberté vibrationnel (nombre de vibration de base) produit un pic d'absorption dans le spectre infrarouge.
En effet, le nombre de pics est souvent inférieur au nombre de vibrations fondamentales
Vibration infrarouge inactive
dégénérer
couverture
Tomber en dehors de la région infrarouge moyen
L'intensité est trop faible pour être mesurée
L'intensité du pic d'absorption
Appelé intensité maximale ou taille du coefficient d'absorption molaire ε
Dépend de : l'ampleur de la modification du moment dipolaire de la molécule pendant la vibration
Les groupes polaires plus forts (C=O, C-X, etc.) vibrent et ont une plus grande intensité d'absorption.
Le moment dipolaire est lié à la symétrie de la structure moléculaire. Plus la symétrie de la vibration est élevée, plus la modification du moment dipolaire moléculaire pendant la vibration est faible et plus l'intensité de la bande est faible.
Complètement symétrique, aucun changement du moment dipolaire, aucune absorption
Différents modes de vibration conduisent à différentes intensités de pic d'absorption.
ε(ⅴas)>ε(va)
ε(v)>ε(β)>ε(γ)
L'intensité maximale absolue est exprimée par le coefficient d'absorption molaire ε
Lorsque ε>100, cela signifie que le pic est très fort, vs
Quand ε=20~100, fort pic, s
Lorsque ε = 10 ~ 20, pic moyennement fort, m
Quand ε=1~10, pic faible, w
Quand ε<1, pic extrêmement faible, vw
Lorsque la spectroscopie infrarouge est utilisée pour une analyse qualitative, l’intensité maximale fait généralement référence à l’intensité relative.
Intensité maximale et représentation du comportement
s (fort)
m(m)
w(faible)
b (large crête)
ch (épaule)
Facteurs affectant la position du groupe
Facteurs internes
effet électronique
Effet d'induction (effet I)
Le groupe attracteur d’électrons déplace le pic d’absorption vers la haute fréquence.
Rivalisez pour les électrons, réduisez la polarité du groupe de connexion, augmentez K, plus le nombre d'onde est grand et passez à la zone du nombre d'onde élevé.
Effet de conjugaison (effet C)
L'effet de conjugaison déplace le pic d'absorption vers la région du faible nombre d'onde
La densité électronique est moyennée, K diminue et se déplace vers la zone du faible nombre d'onde
effet spatial
encombrement stérique
La coplanarité du système conjugué est affectée ou détruite et la fréquence d'absorption se déplace dans la direction des nombres d'ondes élevés.
Tension annulaire (effet de tension d'angle de liaison)
À mesure que l'anneau rétrécit, l'angle de liaison diminue et la tension de l'anneau augmente
Les doubles liaisons dans l'anneau sont affaiblies et la fréquence de vibration d'étirement des doubles liaisons est réduite.
La double liaison à l'extérieur du cycle et le groupe carbonyle sur le cycle sont renforcés et la fréquence de vibration d'étirement de la double liaison augmente.
effet de liaison hydrogène
ⅴ passe à un nombre d'onde faible et la bande spectrale devient plus large et plus forte
Liaison hydrogène intramoléculaire (indépendante de la concentration)
La bande de vibration d'étirement se déplace considérablement vers la direction du faible nombre d'onde
Liaisons hydrogène intermoléculaires (dépendantes de la concentration)
tautomérie
Effets de couplage vibratoire et résonance (Fermi)
couplage vibratoire
diviser
Résonance de Fermi
Accouplement vibrant spécial
Les pics de surfréquence sont renforcés ou divisés en doubles pics.
effets externes
effet solvant
Groupe polaire : polarité du solvant ↑, v↓
Modifications de la concentration et de la température de la solution
Différences entre les types de spectromètres infrarouges
La relation entre le spectre infrarouge et la structure moléculaire
Règles de distribution des pics de fréquence fondamentale
C-H, O-H, N-H
v>2700
Insaturés C-H, O-H, N-H
ⅴ>3000
C-H, O-H, N-H
y<900
C-H,O-H
β = 1 500 ~ 1 300
C-C, C-O, C-N
v=1300~900
C=C, C=O, C=N, N-H
Vers 1700
CC, NN trois clés
v=environ 2200
Spectre typique
Alcanes
vC-H
CH₃
vas=2960
contre=2870
CH₂
vas=2926
contre=2852
CH
v=2890
δC-H
CH₃
δas=1450
δs=1375
Lorsque deux ou trois CH₃ sont sur le même atome de carbone, le doublet δs1370
CH₂
δas=1465
Oléfines
vC=C 1695~1540cm⁻¹(1650)
v=CH 3100~3000cm⁻¹
Alcènes substitués
Simple remplace 990, 910
trans double substitution 970
Un C double remplace 890
Trois remplace 820
Cis double substitution 690
Alcynes
vC≡C 2270~2100cm⁻¹
v≡C-H 3300cm⁻¹
Hydrocarbures aromatiques
v=CH 3100~3000cm⁻¹
vC=C 1600,1500cm⁻¹
Pic harmonique 2000~1667cm⁻¹
Aromates substitués
Simple deux, double trois un, trois deux, quatre cinq un, plus sept
Quatre ou cinq hydrogènes coûtent environ 750
Trois hydrogènes adjacents 800~750
Deux hydrogènes adjacents 860~800
Un hydrogène 900~860
Hydroxyle
vO-H 3650~3590cm⁻¹
vC = O 1740~1650cm⁻¹
Éthers
Éthers phényliques et éthers vinyliques
contre(C-O-C) 1275~1200cm⁻¹
vas(C-O-C) 1075~1020cm⁻¹
Éther gras
vas(C-O-C) 1150~1050cm⁻¹
carbonyle
Acide :vC=O 1710cm⁻¹
Cétones : vC=O 1715cm⁻¹
Aldéhydes : vC=O 1725cm⁻¹
Esters : vC=O 1735cm⁻¹
Chlorure d'acide :vC=O 1 800 cm⁻¹
vO=C-H :2820,2720cm⁻¹Doubles pics
Amines et amides
vH
Amine : 3 500 ~ 3 300 cm⁻¹
Amides primaires
bassin 3350cm⁻¹
contre 3180 cm⁻¹
Amide secondaire : 3270 cm⁻¹
Amide tertiaire : aucun
δN-H
Aminé primaire : 1650~1570cm⁻¹
Aminé secondaire : 1 500 cm⁻¹
vC = O 1690~1620cm⁻¹
Principaux pics caractéristiques de l'amide
Composés nitrés
vas(NO₂) 1565~1540cm⁻¹
contre (NO₂) 1385~1340cm⁻¹
Spectrophotomètre infrarouge et préparation d'échantillons
taper
Type dispersif : spectrophotomètre infrarouge
Type d'interférence : spectromètre infrarouge à transformée de Fourier
Introduction au spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR)
principe de fonctionnement
processus
Source de lumière → rayonnement infrarouge → interféromètre de Michelson → lumière d'interférence → éclairer l'échantillon →Lumière d'interférence avec informations sur l'échantillon →Détecteur →Modèle d'interférence avec informations sur l'échantillon →Système informatique→Transformation cosinus de Fourier de la fonction de motif d'interférence→Spectrogramme infrarouge
Les principaux composants
Source de lumière
Identique au type de dispersion
Lampe Nernst
Tige de carbure de silicium
monochromateur
Interféromètre de Michelson
Miroir fixe (M₁)
Miroir mobile (M₂)
Séparateur de faisceau (BS)
Détecteur
Détecteur pyroélectrique
Détecteur photoélectrique
Système d'ordinateur
Calcul de la transformée en cosinus de Fourier
Interférogramme avec informations spectrales d'échantillon → Spectre infrarouge ordinaire avec le numéro d'onde en abscisse
avantage
Numérisez rapidement
Haute résolution
haute sensibilité
Peut analyser des échantillons ultra-traces de 10⁻⁹~10⁻¹²g
Haute précision
La précision du nombre d'ondes peut être mesurée avec précision à 0,01 cm⁻¹
Large plage spectrale de mesure
Jusqu'à 10~10⁴cm⁻¹
La préparation des échantillons
Exigences relatives aux échantillons
Sec et sans eau
La pureté doit généralement être supérieure à 98 %
Méthode de préparation des échantillons
échantillon solide
méthode de prise de comprimés
Médias de dispersion couramment utilisés : KBr
Méthode de la pâte de paraffine (méthode de la pâte)
méthode en couche mince
échantillon liquide
méthode de la piscine liquide
Méthode de serrage ou méthode de frottis
échantillon de gaz
application
Analyse qualitative
fréquence caractéristique
Identifiez s'il s'agit d'un ingrédient connu
Comparez avec le matériel standard
Vérifiez avec le tableau standard
Vérifiez si la réaction se déroule et si certains groupes sont introduits ou éliminés
Etude sur la configuration géométrique et la conformation tridimensionnelle des molécules composées
Détermination de la structure de composés inconnus
Analyse du spectre
programme
Source et nature de l'échantillon
Comprendre les sources et le contexte
Déterminer les points de fusion et d'ébullition
Analyse élémentaire et estimation du poids moléculaire de la formule moléculaire du composé
Calculer le degré d'insaturation Ω d'un composé
Ω=n₄-(n₁-n₃)/2 1
0, composé saturé en chaîne
1. Une double liaison ou un cycle alicyclique
2. Un parabond ou deux doubles liaisons ou deux anneaux ou une double liaison ou un anneau
≥4, un cycle benzénique
Déterminer l'existence d'un certain groupe
zone caractéristique
Ne pas apparaître ne veut pas dire qu'il n'existe pas
Déterminer la situation de remplacement et la méthode de connexion
Comparer avec le graphique standard
méthode
Zone de fonctionnalités d'abord, puis zone d'empreintes digitales
Le pic le plus fort en premier, puis le pic le plus fort suivant
Vérifiez d'abord grossièrement, puis cherchez attentivement
Nier d'abord, puis affirmer
Un ensemble de pics associés confirme la présence d'un groupe fonctionnel