MindMap Gallery 红外分光光度法IR0.8~500μm思维导图
这是一个关于红外分光光度法IR0.8~500μm思维导图,包含红外光谱与分子结构的关系、红外分光光度计及制样等。
Edited at 2023-11-06 09:35:23Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
红外分光光度法IR 0.8~500μm
基本原理
产生
分子中各基团和化学键的振动能级及转动能级跃迁时产生的
振-转光谱 分子吸收光谱
红外活性:偶极矩的变化
条件:红外光能量(E光子)=分子的振动能级差(△E波数)
红外光的百分透过率-波数或波长
振动能级和振动光谱
谐振子与势能曲线
振动能与振动频率
E振= (V 1/2)hv
v:分子振动频率
V: 振动量子数
波数=1/λ=v/c=1/2πc×√K/μ
m=mA×mB/(mA mB)
波数=1302/√K/μ’
计算某些基团的基本振动频率
μ’=MA×MB/(MA MB)
基频峰与泛频峰
基频峰
V₀→V₁
线性:3N-5
非线性:3N-6
基频峰数眼小于理论上计算的基本振动数目
泛频峰
近红外区,弱峰,增加鉴别分子结构的特征性
倍频峰
V₀→V₂/V₃:二倍频峰/三倍频峰
振动频率v比基频峰ⅴ的整数倍略低一点
强度很弱,难以直接测出
合频峰
差频峰
振动类型与振动自由度
振动类型
伸缩振动v
只改变键长
对称伸缩vs
不对称伸缩ⅴas
弯曲振动δ
只改变键角
面内弯曲振动β
剪式振动δs
面内摇摆振动ρ
面外弯曲振动γ
面外摇摆振动ω
扭曲振动τ
振动自由度
振动自由度=分子自由度(3N)-(平转自由度 转动自由度)
非线性分子:3N-6
线性分子:3N-5
只有两个转动自由度
每一个振动自由度可看成分子的一种基本(基频峰)振动形式,有其自己的特征振动频率
特征区、指纹区和相关峰
特征区
4000~1333cm⁻¹( 2.5~7.5μm)
主要官能团的特征吸收
特征峰
吸收峰较“疏”,易辨认→特征谱带区
指纹区
红外光谱上1333~400cm⁻¹(7.5~25μm)的低频区
C-X(X=C,N,O)单键的伸缩振动及各种弯曲振动
分子结构上的微小变化都会引起指纹区光谱的明显变化
作用
旁证化合物中存在哪些基团
确定化合物的细微结构
相关峰
吸收峰的峰数
理论上,每个振动自由度(基本振动数)在红外光谱区均产生一个吸收峰
实际上,峰数往往少于基本振动数目
红外非活性振动
简并
覆盖
落在中红外区域以外
强度太弱,无法测定
吸收峰的强度
简称峰强或摩尔吸光系数ε的大小
取决于:振动时分子偶极矩变化的大小
极性较强的基团(C=O,C-X等)振动,吸收强度较大
偶极矩与分子结构的对称性有关,振动的对称性越高,振动中分子偶极矩变化越小,谱带强度越弱
完全对称,偶极矩无变化,无吸收
振动方式不同,吸收峰强度也不同
ε(ⅴas)>ε(va)
ε(v)>ε(β)>ε(γ)
绝对峰强用摩尔吸光系数ε表示
ε>100时,表示峰很强,vs
ε=20~100时,强峰,s
ε=10~20时,中强峰,m
ε=1~10时,弱峰,w
ε<1时,极弱峰,vw
红外光谱用于定性分析时,峰强一般是指相对强度
峰的强度和性状表示方式
s(强)
m(中)
w(弱)
b(宽峰)
sh(肩峰)
影响谱带位置的因素
内部因素
电子效应
诱导效应(I效应)
吸电子基团使吸收峰向高频方向移动
争夺电子,降低连接基团极性,K增加,波数越大,向高波数区移动
共轭效应( C效应)
共轭效应使吸收峰移向低波数区
电子密度平均化,K减小, 向低波数区移动
空间效应
空间位阻
使共轭体系的共平面性受到影响或破坏,吸收频率向高波数方向移动
环张力(键角张力作用)
随着环的缩小,键角减小,环张力增加
环内双键被减弱,双键伸缩振动频率降低
环外双键、环上羰基被加强,双键伸缩振动频率升高
氢键效应
ⅴ向低波数位移,谱带变宽变强
分子内氢键(与浓度无关)
伸缩振动谱带大幅度向低波数方向移动
分子间氢键(与浓度有关)
互变异构
振动偶合效应和(费米)共振
振动偶合
裂分
Fermi共振
特殊的振动偶合
泛频峰强化或岀现裂分双峰
外部效应
溶剂效应
极性基团:溶剂极性↑,v↓
溶液浓度和温度的改变
红外光谱仪类型的差异
红外光谱与分子结构的关系
基频峰的分布规律
C-H,O-H,N-H
v>2700
不饱和C-H,O-H,N-H
ⅴ>3000
C-H,O-H,N-H
γ<900
C-H,O-H
β=1500~1300
C-C,C-O,C-N
v=1300~900
C=C,C=O,C=N,N-H
1700左右
CC,NN三键
v=2200左右
典型光谱
烷烃类
vC-H
CH₃
vas=2960
vs=2870
CH₂
vas=2926
vs=2852
CH
v=2890
δC-H
CH₃
δas=1450
δs=1375
当两个或三个CH₃在同一个碳原子上时,δs1370双峰
CH₂
δas=1465
烯烃类
vC=C 1695~1540cm⁻¹(1650)
v=C-H 3100~3000cm⁻¹
取代烯烃
单取代990,910
反式双取代970
一个C上双取代890
三取代820
顺式双取代690
炔烃类
vC≡C 2270~2100cm⁻¹
v≡C-H 3300cm⁻¹
芳烃类
v=C-H 3100~3000cm⁻¹
vC=C 1600,1500cm⁻¹
泛频峰 2000~1667cm⁻¹
取代芳烃
单二,双三一,三二,四五一,附加七
四,五个氢750左右
三个相邻氢 800~750
二个相邻氢 860~800
一个氢 900~860
羟基
vO-H 3650~3590cm⁻¹
vC=O 1740~1650cm⁻¹
醚类
苯基醚和乙烯基醚
vs(C-O-C) 1275~1200cm⁻¹
vas(C-O-C) 1075~1020cm⁻¹
脂肪醚
vas(C-O-C) 1150~1050cm⁻¹
羰基
酸:vC=O 1710cm⁻¹
酮类:vC=O 1715cm⁻¹
醛类:vC=O 1725cm⁻¹
酯类:vC=O 1735cm⁻¹
酰氯:vC=O 1800cm⁻¹
vO=C-H:2820,2720cm⁻¹双峰
胺及酰胺类
vN-H
胺:3500~3300cm⁻¹
伯酰胺
vas 3350cm⁻¹
vs 3180cm⁻¹
仲酰胺:3270cm⁻¹
叔酰胺:无
δN-H
伯胺:1650~1570cm⁻¹
仲胺:1500cm⁻¹
vC=O 1690~1620cm⁻¹
酰胺主要特征峰
硝基化合物
vas(NO₂) 1565~1540cm⁻¹
vs(NO₂) 1385~1340cm⁻¹
红外分光光度计及制样
类型
色散型:红外分光光度计
干涉型:傅立叶变换红外光谱仪
傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)简介
工作原理
过程
光源→红外辐射→Michelson干涉仪→干涉光→照射样品 →带有样品信息的干涉光→检测器→含样品信息的干涉图 →计算机系统→干涉图函数的傅立叶余弦变换→红外光谱图
主要部件
光源
与色散型相同
Nernst灯
硅碳棒
单色器
Michelson干涉仪
固定镜(M₁)
动镜(M₂)
光束分裂器(BS)
检测器
热电型检测器
光电型检测器
计算机系统
傅里叶余弦变换计算
带有样品光谱信息的干涉图→以波数为横坐标的普通红外光谱图
优点
扫描速度快
分辨率高
灵敏度高
可分析10⁻⁹~10⁻¹²g超微量样品
精密度高
波数精密度可准确测量到0.01cm⁻¹
测定光谱范围宽
可达10~10⁴cm⁻¹
样品的制备
对样品的要求
干燥无水
纯度一般需大于98%
制样方法
固体样品
压片法
常用分散介质:KBr
石蜡糊法(浆糊法)
薄膜法
液体样品
液体池法
夹片法或涂片法
气体样品
应用
定性分析
特征频率
鉴定是否为某已知成分
与标准物质对照
与标准图谱进行核对
检验反应是否进行,某些基团是否引入或消去
化合物分子的几何构型与立体构象的研究
未知化合物的结构测定
谱图解析
程序
样品的来源和性质
了解来源和背景
测定熔点和沸点
元素分析和分子量推测化合物的分子式
计算化合物的不饱和度Ω
Ω=n₄-(n₁-n₃)/2 1
0,链状饱和化合物
1,一个双键或一个脂环
2,一个参键或两个双键或两个环或一个双键、一个环
≥4,一个苯环
确定某种基团的存在
特征区
不出现不代表不存在
确定取代情况及连接方式
与标准图谱对照
方法
先特征区,后指纹区
先最强峰,后次强峰
先粗查,后细找
先否定后肯定
一组相关峰确认一个官能团存在