红外光谱图中4:5比例是什么意思?

作者&投稿:尔剑 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(四)傅立叶变换红外光谱~

1.基本原理
红外光谱又称为分子振动转动光谱,是一种分子吸收光谱。当一束具有连续波长的红外光通过物质时,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。因此,物质分子吸收红外辐射发生振动和转动能级跃迁的波长处就出现红外吸收峰。采用专用仪器记录下透过物质的系列红外光,就是该物质的红外光谱。红外光谱法实质是一种根据物质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。
傅立叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,简写FTIS)是利用干涉图与红外光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图和对干涉图进行傅立叶积分变换的方法来测定和研究红外光谱图的一种方法。
2.样品要求
(1)样品可以是加工成200目的粉末,也可用不加盖片的薄片或光片。
(2)用于以矿物结构、结晶度研究为目的样品最好采用挑选过的单矿物,以尽量减少其他矿物的影响。
3.地质应用
(1)矿物鉴定:利用红外光谱鉴定矿物是红外光谱在地学领域的基本应用。国际矿物及新矿物命名委员会规定红外光谱数据是矿物鉴定的基本数据。矿物红外光谱反映了矿物化学成分、结构特征等信息。从矿物光谱的谱带位置、形状、强度等特征,能判断矿物的类型或是哪一种矿物。如有相应的矿物谱库,则可通过光谱检索来确定矿物。也可参考公开出版的矿物红外光谱图集进行矿物鉴定。
(2)矿物类质同象及同质异象研究:类质同象是指矿物晶体结构中某种质点被其他类似的质点所代替,使晶格常数、物理化学性质发生变化,而结构型式并不改变。矿物类质同象出现一系列结构相同但成分规律变化的系列矿物,反映在红外光谱图中与之相关的吸收谱带发生规律性的位移。
同质异象是指矿物的多形现象,可作为地质作用的温度计和压力计,反映矿物形成环境的差异。成分相同但结构不同,反映在红外光谱上则有很大的差别。
(3)矿物中的水组分研究:红外光谱是研究矿物中水组分的有效手段。矿物中的水主要以分子水H2O、羟基,以及少见的H3O+形式存在,通过3000cm-1以上谱带的信息可以判断矿物结构中水的存在形式。
(4)矿物结构研究:红外光谱主要可用于矿物晶体结构中的有(无)序现象研究,对于探讨矿物形成条件具有重要意义。
(5)矿物结晶程度研究:随着矿物结晶度的降低,晶体内部结构排列变得不规则,对称性降低,反映在红外光谱上的特点是基团振动频率不再是几个固定的值,谱图上的吸收带加宽,谱带数量减少,由此可以判断矿物的结晶度。目前红外光谱法已经被用于石英、磷灰石、高岭石、三水铝石、锆石等矿物的结晶度研究;在研究陨石冲击事件的关键地质科技问题中,有研究者也采用了红外光谱法,利用黑云母和石英的结晶度变化过程表征冲击压力作用的变化。
(6)矿物中包裹体研究:研究矿物中的包裹体有助于了解矿物的形成环境和演化过程。利用红外显微镜附件对单个包裹体进行红外光谱法测试是研究单个包裹体的有效手段之一。另外在石油地质中红外光谱法也被用于有机包裹体研究。通过测得的有机包裹体红外光谱图计算有机质的烷基链碳原子数和正烷烃直链碳原子数,从而能划分油气成藏期和确定油气包裹体的成熟度。

IR谱的分区法解析
IR谱峰反映功能团信息。功能团是由若干个化学键及其组合组成。和同一个功能团相关联的各化学键或其组合的特征振动的特征频率已经有列表资料。它的峰数就是在众多谱峰中应该关注的与结构(基团)有关联的峰的个数。了解并逐渐掌握IR谱图信息(峰数、峰形、峰位、峰强)与分子结构的关系是一个由理性到感性,再从感性到理性的反复认识过程。如果把解析技能划分为两个阶段,初级阶段应该能从被告知的哪些峰是特征峰入手查找到特征功能团的特征振动,体现在鉴定某谱图A就是某化合物B的IR谱,或者从已知A分子结构物质的IR谱,归属其谱中所有相关特征谱峰到特征功能团的特征振动,即归属解释谱图,这一工作相对较容易。要解析未知物的IR谱图,甚至推导出其分子结构,相对较难。要在拥有谱图信息与分子结构相互关联资料数据的基础上,通过多次实践才能掌握和提高。
不论是已知分子结构的或设想预期一个分子结构的、还是完全未知分子结构的,面对IR谱总是从各种展现出的谱图信息入手寻找判断某某功能团有还是无。如有,该功能团的近邻是与普通的或是特殊的基团连接。假定数据资料表搜集齐全了所列物质各功能团的重要特征峰信息,解析IR谱图就是反复地进行着纵向和横向的特征基团特征峰和相关峰的肯定或否定判断的过程。先从某一峰入手,假定某一基团存在,再去考察由该特征基团相关联的所有其它应该出现于中红外区的特征振动峰的存在与否,并加以旁证或补充与结构有关的其它信息(如构型、取代类型等)。
所有的该出现的峰都能找到并归属它的存在,这种解析方法称为“肯定法”。还有一种是“否定法”,就是只要有一处某基团应该出现的特征振动峰确实没有出现,就可以否定该基团的存在。否定法的出峰范围往往比肯定法的稍宽,是因为它包括了该基团被连接到极端化学环境中的吸收频率。
由谱图入手的解析可以分区段解析推导,也可以以官能团为线索解析求证。

划分区域的目的是指导解析操作。有划分为二区域的,以1300(也有说以1800)为界。最有分析价值的基团频率在4000 cm^(-1) ~ 1300(或曰1800) cm^(-1) 之间,这一区域内的峰是由基团或官能团的伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团,称为基团判别区。低频侧是基团指纹区(1300~850,是基团的各种变形振动及其倍频、组合频区,只要分子结构稍有不同,该区内峰就会有差异,如同人手指纹带有各自分子结构官能团的细微信息。指纹区 1800(1300)~900 cm^(-1)区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、 P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。 其中1375 cm-1的谱带为甲基的C-H对称弯曲振动,对识别甲基十分有用,C-O的伸缩振动在1300~1000 cm-1 ,是该区域最强的峰,也较易识别。900~650 cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。 例如,烯烃的=C-H面外变形振动出现的位置,很大程度上决定于双键的取代情况。对于RCH=CH2结构,在990 cm-1和910 cm-1出现两个强峰;为RC=CRH结构是,其顺、反构型分别在690 cm-1和970 cm-1出现吸收峰,可以共同配合确定苯环的取代类型。解读比较指纹区有助于区分基团类似结构的两种物质)外就是取代类型区(主要是芳、烯类)。

也有划分为八区、或五区、四区的。

如果以四区(四个[特征振动特征频率]峰区):
1、4000 ~ 2500(cm^(-1);下同)为第一峰区,是X-H伸缩振动区,X即醇、酚、羧酸、胺、亚胺、酰胺、酰亚胺、炔、烯、芳环、烷、硫醇等中的O、N、C、S等原子。
2 、第二峰区2500~1900,是三键(C≡C、C≡N 、N≡N)、累积双键(C=C=C、N=C=O、-N=C=S)及X-H(X是B、P、I、As、Si等)的伸缩振动区。
3、 第三峰区(1900~1500)是双键(C=O,C=C、C=N、N=O,NO2等)的伸缩振动峰区。
4、第四峰区(1500~600)是X-C(X≠H)键ν(伸缩振动)及许多基团的各种弯曲变形摇摆振动区。

划分为八大区:
1、3600-3100:X-H,OH,NH2,NH 的X-H伸缩振动区(X是指三键碳的≡C-H,或-O-,-N-);
2、3150-2700:CH、CH2、CH3、-CHO的伸缩振动区;
3、2700-1950:X≡Y,X=Y=Z,[XYZ是指C,N]的伸缩振动区;或S-H,P-H,Si-H的伸缩振动区;
4、2000-1450:C=O,C=C,C=N,NO2的伸缩振动区;
5、2000-1600:芳香环主要是苯环和萘环的C-H的面外变形振动的组合频花样判定区;
6、1500-900:指纹区;C-H,N-H,O-H单键变形区;等;
7、1500-900:其中的强峰、特强峰才有判定价值:C-O,C-N,C-C单键伸缩振动区;
8、C-H,N-H面外变形区(可区分顺反异构构型)。

cm^(-1)数字范围只是为了好记,并不绝对。这些范围熟记在心,是为了徒手解析谱图。每个区域、每个官能团还有更加具体的范围,可以在解析过程中去对照帮助解析。个别极端的可以超出所列范围。

有的4:5的比例的意思就是说他有他的一个运程,就是4比5的这种对比

而实际操作上红外光谱图的透过率随着操作者的手法关系很大。但是要是完全明白了红外光谱仪的出图原理就会绘制出理论透过率了,透过率必须找到一个与样品相比较的基准,举...


衰减全反射光谱的原理,适用于分析什么样品
(4)能得到测量位置处物质分子的结构信息某化合物或官能团空间分布的红外光谱图像微区的可见显微图象;(5)能进行红外光谱数据库检索以及化学官能团辅助分析,确定物资的种类和性质;(6)在常规FTIR上配置ATR 附件即可实现测量,仪器价格相对低廉,操作简便。近年来,随着计算机技术的发展,ATR实现了非均匀、表面...

光谱分析法
对于分子中的同一基团,它的红外光谱吸收峰的位置和拉曼散射光谱峰的位置是相同的。在红外光谱图中,横坐标的单位可以用波数(cm-1)表示,在拉曼散射光谱图中,虽然横坐标的单位也用波数(cm-1)表示,但表示的是拉曼位移。拉曼检测器检测到的是拉曼散射光,当用不同波长的激光激发样品时,拉曼检测器检测到的拉曼散射光的...

红外光谱图怎么分析
用来表示波数大,频率也大)。4.可根据峰位置、峰强度和特征峰的位移以及裂分来判断相应基团和旁边所连的基团。每当化合物结构复杂时,它们通常需要与核磁连用。5.因为分子中邻近基团的相互作用,促使同一基团在不同的分子中的特征波数会有一定变化范围。此外,红外光谱也广泛应用在其它领域。

如何制取红外光谱样品
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红外光谱图怎么分析
2. 红外光谱图中的吸光度值与直观感受相反,即吸光度增加区域在图上是减少的,这是由于光透射与吸光之间的关系所决定的。3. 红外光谱可划分为基频区和指纹区,这两个区域分别提供了不同类型的化学信息。4. 通过参考化学手册中不同官能团的红外吸收范围,可以初步推断出样本的可能化学成分。5. 在进行...

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一文搞定红外光谱谱图解析
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