紅外光譜分析你了解多少

外光譜分析可用于研究分子的結構和化學鍵，也可以作為表征和鑒別化學物種的方法。紅外光譜具有高度特征性，可以采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。已有幾種匯集成冊的標準紅外光譜集出版，可將這些圖譜貯存在計算機中，用以對比和檢索，進行分析鑒定。利用化學鍵的特征波數(shù)來鑒別化合物的類型，并可用于定量測定。由于分子中鄰近基團的相互作用，使同一基團在不同分子中的特征波數(shù)有一定變化范圍。此外，在高聚物的構型、構象、力學性質(zhì)的研究，以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學等領域，也廣泛應用紅外光譜。紅外光譜概述(1)紅外光譜圖(表示方法一)縱坐標為吸收強度，橫坐標為波長λ(mm)和波數(shù)1/λ，單位:cm-1?？梢杂梅鍞?shù)，峰位，峰形，峰強來描述?？v坐標是：吸光度A應用：有機化合物的結構解析;定性：基團的特征吸收頻率;定量：特征峰的強度;表示方法二：縱坐標：百分透過率T%。百分透過率的定義是輔射光透過樣品物質(zhì)的百分率，即，T%=I/I0×100%，I是透過強度，I0為入射強度。橫坐標：上方的橫坐標是波長λ，單位μm;下方的橫坐標是波數(shù)(用表示，波數(shù)大，頻率也大)，單位是cm-1。波數(shù)即波長的倒數(shù)，表示單位(cm)長度光中所含光波的數(shù)目。波長或波數(shù)可以按下式互換：(cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)在2.5μm處，對應的波數(shù)值為：=104/2.5(cm-1)=4000cm-1一般掃描范圍在4000~400cm-1。4.紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件：滿足兩個條件：(1)輻射應具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需的能量。(2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用。對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性，如，N2、O2、Cl2等。非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。分子的振動分為伸縮振動和變形振動兩類。伸縮振動是沿原子核之間的軸線作振動，鍵長有變化而鍵角不變，用字母υ來表示。伸縮振動分為不對稱伸縮振動υas和對稱伸縮振動υs。變形振動是鍵長不變而鍵角改變的振動方式，用字母δ表示。5.峰位、峰數(shù)與峰強(1)峰位：化學鍵的力常數(shù)K越大，原子折合質(zhì)量越小，鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)(短波長區(qū));反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)(高波長區(qū))(2)峰數(shù)：峰數(shù)與分子自由度有關。無瞬間偶基距變化時，無紅外吸收。(3)瞬間偶極矩大，吸收峰強;鍵兩端原子電負性相差越大(極性越大)，吸收峰越強;(4)由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個強的吸收峰，基頻峰;(5)由基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個弱的吸收峰，倍頻峰。紅外光譜儀日常維護時的十大注意事項紅外光譜儀分為光柵掃與邁克爾遜干涉儀掃描兩類。其中邁克爾遜干涉掃描是目前應用最廣泛的，它又被稱為傅立葉變換紅外光譜，被應用在了染織工業(yè)、環(huán)境科學、生物學、材料科學、高分子化學、催化、煤結構研究、石油工業(yè)、生物醫(yī)學、生物化學、藥學、無機和配位化學基礎研究、半導體材料、日用化工等研究領域。紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后，分子的振動能級發(fā)生躍遷，透過的光束中相應頻率的光被減弱，造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到所測樣品的紅外光譜。紅外光譜儀在日常使用中保養(yǎng)的注意事項測定時實驗室的溫度應在15-30℃，相對濕度應在65%以下，所用電源應配備有穩(wěn)壓裝置和接地線。因要嚴格控制室內(nèi)的相對濕度，因此紅外實驗室的面積不要太大，能放得下必須的儀器設備即可，但室內(nèi)一定要有除濕裝置。如，所用的是單光朿型傅里葉紅外分光光度計(目前,應用最多)，實驗室里的CO2含量不能太高，因此實驗室里的人數(shù)應盡量少，無關人員最好不要進入，還要注意適當通風換氣。如供試品為鹽酸鹽，因考慮到在壓片過程中可能出現(xiàn)的離子交換現(xiàn)象，標準規(guī)定用氯化鉀(也同溴化鉀一樣預處理后使用)代替溴化鉀進行壓片，但也可比較氯化鉀壓片和溴化鉀壓片后測得的光譜，如二者沒有區(qū)別，則可使用溴化鉀進行壓片。為防止儀器受潮而影響使用壽命，紅外實驗室應經(jīng)常保持干燥，即使儀器不用，也應每周開機至少兩次，每次半天，同時開除濕機除濕。特別是霉雨季節(jié)，最好是能每天開除濕機。紅外光譜測定最常用的試樣制備方法是溴化鉀(KBr)壓片法(藥典收載品種90%以上用此法)，因此為減少對測定的影響，所用KBr最好應為光學試劑級，至少也要分析純級。

使用前應適當研細(200目以下)，并在120℃以上烘4小時以上后置干燥器中備用。如發(fā)現(xiàn)結塊，則應重新干燥。制備好的空KBr片應透明，與空氣相比，透光率應在75%以上。

壓片法時取用的供試品量一般為1-2mg，因不可能用天平稱量后加入，并且每種樣品的對紅外光的吸收程度不一致，故常憑經(jīng)驗取用。

一般要求所沒得的光譜圖中絕大多數(shù)吸收峰處于10%-80%透光率范圍在內(nèi)。最強吸收峰的透光率如太大(如，大于30%)，則說明取樣量太少;相反，如最強吸收峰為接近透光率為0%，且為平頭峰，則說明取樣量太多，此時均應調(diào)整取樣量后重新測定。

測定用樣品應干燥，否則應在研細后置紅外燈下烘幾分鐘使干燥。試樣研好并具在模具中裝好后，應與真空泵相連后抽真空至少2分鐘，以使試樣中的水分進一步被抽走，然后再加壓到0.8-1GPa(8-10T/cm2)后維持2-5min。不抽真空將影響片子的透明度。

壓片時KBr的取用量一般為200mg左右(也是憑經(jīng)驗)，應根據(jù)制片后的片子厚度來控制KBr的量，一般片子厚度應在0.5mm以下，厚度大于0.5mm時，?？稍诠庾V上觀察到干涉條紋，對供試品光譜產(chǎn)生干擾。

壓片時，應先取供試品研細后再加入KBr再次研細研勻，這樣比較容易混勻。研磨所用的應為瑪瑙研缽，因玻璃研缽內(nèi)表面比較粗糙，易粘附樣品。研磨時應按同一方向(順時針或逆時針)均勻用力，如不按同一方向研磨，有可能在研磨過程中使供試品產(chǎn)生轉(zhuǎn)晶，從而影響測定結果。研磨力度不用太大，研磨到試樣中不再有肉眼可見的小粒子即可。試樣研好后，應通過一小的漏斗倒入到壓片模具中(因模具口較小，直接倒入較難)，并盡