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 vibratoire passe, il s'accompagne inévitablement des transitions du niveau d'énergie de rotation, de sorte que le spectre vibrationnel pur ne peut pas être mesuré, et seul le spectre vibration-rotationnel des molécules 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 changeante en continu, les molécules absorbent certaines fréquences de rayonnement, et sa vibration ou son mouvement de rotation provoque le changement net du moment dipolaire, résultant en 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'intensité lumineuse transmise correspondant à ces régions d'absorption. Enregistrer la courbe de la relation entre le pourcentage de transmittance de la lumière infrarouge et le nombre d'onde ou la longueur d'onde pour obtenir le spectre infrarouge.

Principe fondamental

Tout d'abord, 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. Tels que N2, O2, Cl2, etc. molécule asymétrique: ayant un moment dipolaire et une activité infrarouge. Deux, seulement 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 absorbe l'énergie, il passera du niveau d'énergie de vibration de l'état du sol au niveau d'énergie de vibration plus élevée, Ainsi la bande d'absorption correspondante apparaîtra sur le spectre. Deuxièmement, les types de vibration des molécules. Vibration télescopique: changement de longueur de liaison, y compris les vibrations télescopiques symétriques et asymétriques. Vibration de flexion: changements d'angle clés, y compris les vibrations des ciseaux, les balançoires dans le plan, les oscillations non planes et les vibrations de torsion.

Facteurs influant sur la fréquence d'absorption du groupe

Influence des conditions externes sur la position de crête d'absorption: effet d'état et effet de solvant. Effet de la structure moléculaire sur la bande d'absorption de groupe; un, effet d'induction: généralement, le groupe attracteur d'électrons augmente le nombre d'ondes d'absorption des groupes adjacents, tandis que le groupe donneur d'électrons diminue le nombre d'onde. Deux, effet de conjugaison: la conjugaison de groupes avec des groupes attractifs d'électrons augmente la constante de force de liaison des groupes, de sorte que la fréquence d'absorption des groupes augmente, et la conjugaison de groupes avec des groupes donneurs d'électrons diminue la constante de force de liaison des groupes, de sorte que la fréquence d'absorption des groupes diminue. Lorsqu'il y a à la fois un effet d'induction et un effet de conjugaison, si les deux effets sont cohérents, les deux effets se renforceront mutuellement, mais ils sont incohérents, en fonction de l'effet fort. Trois, effet de champ dipolaire: les groupes proches les uns des autres agissent à travers l'espace. Quatre, effet de tension: le nombre d'onde 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 de liaison hydrogène fait passer le nombre d'onde de vibration d'étirement à faible nombre d'onde, et l'intensité d'absorption est améliorée. Six, encombrement stérique: la conjugaison est limitée par l'encombrement stérique et l'absorption du groupe est proche de la valeur normale. Sept, l'influence de la tautomérisme de couplage de vibration.

Analyse de la spectrométrie d'absorption infrarouge

Premièrement, vérifiez si le spectrogramme répond aux exigences; deuxièmement, comprenez la source de l'échantillon, les propriétés physiques et chimiques de l'échantillon, les autres données d'analyse, le solvant de recristallisation et la pureté de l'échantillon; trois, éliminer les «fausses bandes» possibles; quatre, si la formule moléculaire peut être écrite selon d'autres données d'analyse, L'insaturation moléculaire doit être calculée en premier.