Principe et application du spectre infrarouge

Définition et génération deinfrarougeSpectre d'absorption L'énergie vibrationnelle des molécules est plus grande que l'énergie de rotation. Lorsque le niveau d'énergie vibrationnel transitions, il s'accompagne inévitablement des transitions du niveau d'énergie de rotation, de sorte que le spectre de vibration pur ne peut pas être mesuré, et seul le spectre de molécules de rotation vibrationnelle peut être obtenu, qui est appelé spectre d'absorption infrarouge.

Le spectre d'absorption infrarouge est également une sorte de spectre d'absorption moléculaire. Lorsque l'échantillon est irradié parlumière infrarougeAvec une fréquence en constante évolution, les molécules absorbent certaines fréquences de rayonnement, et son mouvement de vibration ou de rotation provoque le changement net du moment dipolaire, entraînant la transition de la vibration moléculaire et du niveau d'énergie de rotation de l'état fondamental à l'état excité, ce qui affaiblit l'affaire L'intensité de la lumière transmise correspondant à ces régions d'absorption. Enregistrez la courbe de la relation entre le pourcentage de transmittance de la lumière infrarouge et le nombre d'ondes ou la longueur d'onde pour obtenir le spectre infrarouge.

Principe fondamental

Premièrement, les conditions d'absorption infrarouge. Un, lorsqu'une molécule vibre, elle doit être accompagnée du changement de moment dipolaire instantané. Molécules symétriques: pas de moment dipolaire, pas de résonance causée par le rayonnement, pas d'activité infrarouge. comme N2, O2, Cl2, etc. Molécule asymétrique: ayant un moment dipolaire et une activité infrarouge. Deux, ce n'est que lorsque la fréquence du rayonnement infrarouge irradiant la molécule est la même que la fréquence d'un certain mode de vibration de la molécule, après que la molécule a absorbé l'énergie, elle sautera du niveau d'énergie de vibration à l'état fondamental au niveau d'énergie de vibration d'énergie plus élevé , ainsi la bande d'absorption correspondante apparaîtra sur le spectre. Deuxièmement, les types de vibrations de molécules. Vibration télescopique: changement de longueur de liaison, y compris les vibrations télescopiques symétriques et asymétriques. Vibration de flexion: changements d'angle clé, y compris les vibrations des ciseaux, le swing plan, le swing non plan et les vibrations de torsion.

Facteurs affectant la fréquence d'absorption des groupes

Influence des conditions externes sur la position du pic d'absorption: effet de l'état et effet de solvant. Effet de la structure moléculaire sur la bande d'absorption de groupe; Un effet d'induction: Habituellement, le groupe d'électrons-tireurs augmente le nombre d'ondes d'absorption de groupes adjacents, tandis que le groupe donnant des électrons diminue le nombre d'ondes. Deux, l'effet de conjugaison: la conjugaison de groupes avec des groupes de détruire d'électrons augmente la constante de force de liaison des groupes, de sorte que la fréquence d'absorption des groupes augmente, et la conjugaison des groupes avec des groupes donneurs d'électrons diminue la constante de la force de liaison des groupes, donc les groupes La fréquence d'absorption des groupes diminue. Lorsqu'il y a à la fois l'effet d'induction et l'effet de conjugaison, si les deux effets sont cohérents, les deux effets se renforceront mutuellement, mais ils sont incohérents, selon l'effet fort. Trois, Effet du champ dipolaire: les groupes proches les uns des autres agissent dans l'espace. Quatre, effet de tension: le nombre d'ondes de vibration d'étirement de la double liaison à l'extérieur de l'anneau augmente avec la diminution de l'anneau. Cinq, Effet de liaison hydrogène: la formation d'une liaison hydrogène fait que le nombre d'ondes de vibration d'étirement se déplace vers un nombre à faible onde et l'intensité d'absorption est améliorée. Six, obstacle au stérique: la conjugaison est limitée par l'obstacle stérique, et l'absorption du groupe est proche de la valeur normale. Sept, l'influence du couplage des vibrations tautomérisme.

Analyse de la spectrométrie d'absorption infrarouge

Un, vérifiez si le spectrogramme répond aux exigences; Deux, comprenez la source de l'échantillon, les propriétés physiques et chimiques de l'échantillon, d'autres données d'analyse, le solvant de recristallisation et la pureté de l'échantillon; trois, éliminer possible \"Faux bandes \"; Quatre, si la formule moléculaire peut être écrite selon d'autres données d'analyse, l'insaturation moléculaire doit être calculée en premier.