你所不知道的簡述紅外光譜圖解析的一般步驟

　　一、紅外光譜的原理

　　1. 原理

　　樣品受到頻率連續變化的紅外光照射時，分子吸收其中一些頻率的輻射，分子振動或轉動引起偶極矩的凈變化，是振-轉能級從基態躍遷到激發態，相應于這些區域的透射光強減弱，透過率T%對波數或波長的曲線，即為紅外光譜。

　　輻射→分子振動能級躍遷→紅外光譜→官能團→分子結構

　　3.分子中振動能級的基本振動形式

　　紅外光譜中存在兩類基本振動形式：伸縮振動和彎曲振動。

　　二、解析紅外光譜圖

　　1.振動自由度

　　振動自由度是分子獨立的振動數目。N個原子組成分子，每個原子在空間上具有三個自由度，分子振動自由度F=3N-6(非線性分子)；F=3N-5(線性分子)。

　　為什么計算振動自由度很重要，因為它反映了吸收峰的數量，譜帶簡并或發生紅外非活性振動使吸收峰的數量會少于振動自由度。

　　U=0→無雙鍵或環狀結構

　　U=1→一個雙鍵或一個環狀結構

　　U=2→兩個雙鍵，兩個換，雙鍵+環，一個三鍵

　　U=4→分子中可能含有苯環

　　U=5→分子中可能含一個苯環+一個雙鍵

　　2.紅外光譜峰的類型

　　基頻峰：分子吸收一定頻率紅外線，振動能級從基態躍遷至第一振動激發態產生的吸收峰，基頻峰的峰位等于分子或者基團的振動頻率，強度大，是紅外的主要吸收峰。

　　泛頻峰：分子的振動能級從基態躍遷至第二振動激發態、第三振動激發態等高能態時產生的吸收峰，此類峰強度弱，難辨認，卻增加了光譜的特征性。

　　特征峰和指紋峰：特征峰是可用于鑒別官能團存在的吸收峰，對應于分子中某化學鍵或基團的振動形式，同一基團的振動頻率總是出現在一定區域；而指紋區吸收峰特征性強，對分子結構的變化高度敏感，能夠區分不同化合物結構上的微小差異。

　　3.根據未知物的紅外光譜圖找出主要的強吸收峰。

　　按照由簡單到復雜的順序，習慣上將紅外區分為五個區域來分析：

　　（1）4000~2500cm-1. 這是X-H(x包括 C、 N、 O、 S等）伸縮振動區，主要的吸收基團有羥基、胺基、烴基等。

　　（2）2500~2000cm-1. 為叁鍵和累積雙鍵（-C≡C-、 -C≡N-、 -C＝C＝C-、 -N＝C＝O-、 -N＝C＝S-等）的伸縮振動區。

　　（3） 2000~1500cm-1. 為雙鍵伸縮振動區，主要有羰基（C=O)吸收、碳碳雙鍵（C=C)吸收、苯環的骨架振動及C=N N=O等基團的吸收。

　　（4） 2000~1500cm-1，為C-H的彎曲振動吸收峰。

　　（5）1300~400cm-1. 這個區域中有單鍵的伸縮振動頻率、分子的骨架振動頻率及反映取代類型的苯環和烯烴面外彎曲振動頻率等吸收。

　　在解析圖譜時，可先從4000-1500cm-1的官能團入手，找出該化合物存在的官能團，然后有的放矢到指紋區找這些基團的吸收峰。例如：如果樣品的光譜在1740cm-1出現強的吸收時，表示有酯羰基存在，接著從指紋區的1300-1050cm-1有酯的Ｃ－Ｏ伸縮振動強吸收，酯的官能團就進一步得到肯定。另外，指紋區的一些譜帶也能提拱很有用的信息。例如在900-650cm-1區，就可以確定（CH2）4的存在，雙鍵取代程度、芳環取代位置等。