立叶红外光谱样品调制及图谱解析技巧.ppt

1、1.样品制备，1。固体粉末样品的制备卤化物压片法：基质包括氯化钠、溴化钾、氯化银和碘化铯，最常用的是溴化钾，将溴化钾压制成直径13毫米、厚度0.5毫米的薄片，溴化钾与样品的比例为100: 1(样品约为12毫克)。注：溴化钾必须非常精细地干燥和研磨，以控制溴化钾与样品的比例。注意样品的干燥，不能吸水。红外实验所需的液压机和模具，红外实验所需的样品架，以及吸水性强和可能与溴化钾发生反应的样品，都是通过制膏来测量的。用1滴石蜡油研磨2毫克样品，涂在溴化钾窗口上进行测量。应注意扣除石蜡油的吸收峰。粘贴方法：2 .橡胶、油漆和聚合物样品通常用薄膜法制备。薄膜厚度为10-30米且均匀。有三种常用的成膜方法

2、：熔融成膜适用于低熔点样品，熔融过程中不分解，不发生化学变化，热压成膜适用于热塑性聚合物，将样品放入成膜工具中，加热至软化点以上，将其压入薄膜溶液中，形成可溶性聚合物，将样品溶解在适当的溶剂中，将样品滴在玻璃板上，使溶剂挥发，得到薄膜，制备高分子薄膜，普通溶剂，普通反射配件和漫反射配件， 固体样品粉末样品的定性和定量分析，80度角水平反射附件，可用于：单层膜分析LB膜涂层，薄层分子取向研究黑色样品，液体凝胶糊固体膜反应过程监测，水平ATR，单反射ATR，非破坏性固体和液体不规则样品，3。 液体样品的制备对于沸点较高、粘度较高的液体样品，取2毫克或一滴样品，直接涂在KBr窗上进行测试。对于低沸点

3、和高沸点的样品，低粘度和高流动性的液体样品，放入液体池中进行测试。液体池由两个KBr窗片和垫圈组成，可以产生一定的厚度。记住一定没有水。液体池安装过程中，气体样品应直接在气体池中测试。对于高浓度样品，使用光程短的气室，或降低压力，或用氮气或氦气稀释；对于浓度低至PPM或PPB的样品，使用具有长光程的气室和灵敏度更高的微通道检测器。4.气体样品的制备：常规气室：长100毫米，直径30-40毫米，小容积气室，用窗口和玻璃管密封：气室直径小，适用于样品量少的长径气室：最长的为1000米，适用于测试浓度极稀的ppm级样品。高温、低温、加压气室：适用于高温、低温、高压气体的特殊研究。1.分子结构对基团吸

4、收带位置的影响在双原子分子中，特征吸收带的位置由键力常数和原子质量决定。在复杂的有机化合物分子中，某一基团的特征吸收频率受分子结构和外界条件的影响。由于同一基团周围的化学环境不同，其吸收频率会发生偏移，但不会在同一位置达到峰值。也就是说，基团的吸收不是固定在某一频率，而是在某一范围内波动。例如，碳氢原子的伸展振动频率受该碳原子的相邻模式的影响。C-C-H: 30002850厘米-1 C=C-H : 31003000厘米-1 cc-H : 3300厘米-1。外界条件对吸收的影响包括状态效应、晶体状态和溶剂效应。影响分子结构的因素有七个：(1)诱导效应(I效应)当分子中的某个基团与不同电负性的取代

5、基相邻时，诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的变化和基团吸收频率的变化。吸电子基团(效应)增加了相邻基团的吸收波数(高吸收)；给电子基团(效应)降低了相邻基团的吸收波数(给出低)，例如，化合物(C=O/cm-1)CH3-CO-CH3 CH2 C1-CO-CH3 1715 1724 C1-CO-CH3 C1-CO-CL F-CO-F-CO-F 1806 1828 1928相同的吸电子取代基越多，取代基的吸电子性能(电负性)越强，波数越高。共轭系统有“-”共轭和“p-”共轭。基团与给电子基团的共轭降低了基团的吸收频率，例如，化合物C=O/cm-1，CH3-CO-CH3 1715

6、CH3-CH=CH-CO-CH3 1677 PHH-CO-PHH 1665，(3)振动耦合和费米共振如果一个分子中两个相邻的基团非常接近，这种现象可能发生在许多化合物中。(6种情况)如果一个碳原子含有两个或三个甲基，则在13851350cm-1处出现两条吸收带。酸酐上的两个羰基相互偶合，产生两个吸收带，酸酐的C=O带。当二元酸的两个羰基之间只有12个碳原子时，会有两个被3个以上碳原子分开的碳=氧，但没有这样的偶合。例如，化合物C=O/cm-1 hoocch 2 cooh hooc(CH2)2 cooh 1740，1710 1780，1700 hooc(CH2)ncooh n3只有一个C=O，而

7、具有R-NH2和R-CONH2结构的化合物有两个N-H.这也是区分伯胺、仲胺和叔胺的有效方法。氮中有几个氢，在33003500厘米-1处有几个峰。酰胺和带的产生是由于酰胺中氮氢和碳氮的偶合。酰胺带在15701510厘米-1，酰胺带在13351200厘米-1。当一个倍频或合频接近另一个基频时，费米共振将耦合并产生两个吸收带。通常，一个频率高于基频，另一个低于基频，这被称为费米共振。例如，正丁基乙烯基醚中的CH(810cm-1)和CC的倍频具有费米共振，在1640和1613cm-1处有两个强带。环戊酮分子中有两个C=O的吸收带1746和1728cm-1，这是由羰基的拉伸振动和环呼吸振动的倍频(88

8、9cm-1)之间的费米共振引起的。(4)张力效应与环上直接相连的环外双键(烯键和羰基)的拉伸振动频率有关，环张力越高，其频率越高。例如，张力越大，拉伸振动的频率越低(环丙烯除外)。例如：1646 1611 1566 1641，(5)氢键的形成往往使拉伸振动频率向低波数移动，吸收强度增加并变宽。分子内氢键：后一种化合物形成分子内氢键，氢键的吸收频率明显降低。C=O/cm-1 1676，1673 1675，1622，分子间氢键受测试条件影响，样品溶液浓度和酸碱度会使光谱图不同。如果样品被稀释到非常稀的程度，样品分子之间的距离就很远，而且大部分都是自由的，所以不能产生分子间氢键。这是区分分子内和分子

9、间氢键的好方法。例如，当乙醇在四氯化碳中的浓度不同时，游离羟基拉伸振动出现在3640cm-1，二聚体羟基拉伸振动出现在3515cm-1，聚合物羟基拉伸振动出现在3350 cm-1。(6)空间效应的共轭效应会改变基团的吸收频率。如果共轭受到分子结构中空间位阻的限制，基团的吸收频率将接近正常值。C=0/cm-1 1663 1686 1693，(7)互变异构效应当互变异构存在时，在红外光谱中可以看到各种异构体的吸收带。例如，乙酰乙酸乙酯具有酮型和烯醇型结构，两者在红外光谱中都有吸收，但烯醇型的羰基吸收弱于酮型，表明烯醇型较少。1738年，CH3-CO-CH2-COO-C2H5CH2-C(OH)=CH

10、-COO-C2H5C=O/cm-1，C=O，C=C(OH 3000，2)。组和红外吸收频率。为了便于记忆，将整个红外光谱区域分成几个区域，并列出每个区域中可能的振动类型和相应的组。3.红外光谱分析，所谓的光谱分析是基于出现在红外光谱上的吸收带，利用各种基团的吸收特性的知识，确定光谱带的归属，确定分子中包含的基团，并结合从分析中获得的其他信息定性地识别和推测分子。125005cm-1为红外区，125004000cm-1为近红外区，主要研究X-H基团的倍频和频率组合吸收；在4000400cm-1的中红外区，大多数有机化合物的基频振动出现在该区域；在4005cm-1的远红外区，有机化合物的骨架振动和

11、晶格振动以及含重金属原子的化合物在该区的吸收。我们正在谈论中红外区域和红外光谱范围。(1)光谱带的三个重要特征位置、形状和相对强度位置：光谱带位置是指示某一组存在的最有用的特征。因为许多不同的组可能吸收相同的频率区域，所以在进行通信时应特别小心。形状：关于组的一些信息也可以从带的形状中获得。例如，酰胺基(碳=氧)和烯基(碳=碳)的拉伸振动都在1650厘米-1附近产生吸收，但酰胺基的羰基大多形成氢键，其光谱带较宽，易于与烯带区分。OH和NH的区别在于OH是一个大袋子，而NH是一个高峰。相对强度：分子中含有一些极性很强的基团，会产生很强的吸收带，例如羰基和醚键的带很强。(2)在2350和667厘米

12、-1处的红外光谱、CO2吸收的一般分析步骤；在处理样品、合成产品中未反应的反应物或副产物等时，也有用于重结晶的溶剂。这可能会造成干扰。如果分子式可以根据其他分析数据写成，那么首先要计算分子的不饱和度。确定分子中包含的基团和化学键的类型。每个不同结构的分子都有其特有的红外光谱，光谱上的每个吸收带都代表了分子中某个基团或化学键的特定振动形式。例如，羧基可以在36002500、17601685、14401210和995915cm-1附近具有多个吸光度，并且具有一定的强度和形状。羧基的存在可以从这些峰的出现来确定。检查谱图是否符合要求。基线的透过率约为90；最大吸收峰不应是平峰。(合格地图)了解样品的

13、来源、样品的理化性质、其他分析数据、重结晶溶剂和样品纯度。(合格样品)消除常见的可能的“假带”:3400、1640和650厘米-1的吸水率；根据图谱分析中“三先三后”的原则，功能区之后是指纹区，强峰之后是弱峰，负峰之后是肯定区，即40001333cm-1的范围是功能区，可以判断化合物的类型。1333650cm-1是指纹区域，反映了整个分子结构的特征。例如，苯环的存在可以通过31003000、1600、1580、1500和1450cm-1的吸收带来判断，而苯环的取代位置应该通过900650cm-1的吸收带来判断。负方法：如果已知某个波数区域的带是某个基团的特征，那么当该波数区域没有带时，可以判断

14、该基团不存在于分子中。例如，如果在1725cm-1附近没有吸收带，则可以判断不存在酯基；如果在37003100cm-1的区域没有吸收带，则可以判断没有NH和OH基团；如果在310没有吸收带分析通常从谱图中的主带开始，因为它通常对应于化合物中的主要官能团，这可以更有特色地反映化合物的结构。有许多特征带，例如，如果一个化合物在1100cm-1处有一个强而对称的带，就可以判断有醚键；在2242厘米-1处有吸收，因此可以判断有氯化萘、氯化碳、碳=碳=碳等。注意：但是，在一定的波数范围内，会发生许多官能团的吸收，因此很难做出明确的判断。我们不能从一个波段得到一个明确的结论，所以我们必须从几个波数域的波段组合来判断某个群的存在。例如，我们不能仅仅通过31003000cm-1区域的吸收带来确认化合物中是否存在芳香环，但我们需要看看在16001500cm-1和1000650cm-1处是否存在带，以便做出正确的判断。聚苯乙烯红外光谱图，(3)标准红外光