红外光谱的定性分析

红外光谱在化学领域中的应用是多方面的，因为其方法简便、迅速和可靠；同时样品用量少、可回收；对样品也无特殊要求，无论气体、固体和液体均可以进行检测。所以它不仅用于分子结构的基础研究，如确定分子的空间构型，求出化学键的力常数、键长和键角等；而且广泛地用于化合物的定性、定量分析和化学反应的机理研究等。
红外光谱的定性分析，大致可以分为官能团定性和结构分析两个方面。官能团定性是根据化合物的特征基团频率来检定待测物质含有哪些基团，从而确定有关化合物的类别。结构析或称之为结构剖析，则需要由化合物的红外吸收光谱并结合其他实验资料来推断有关化合物的化学结构式。
1．已知物的鉴定
如果分析目的是对已知物及其纯度进行定性鉴定，那么只要在得到样品的红外光谱图后，与纯物质的标准谱图进行对照即可。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对吸收强度也一致，就可初步判定该样品即为该种纯物质；相反，如果两谱图各吸收峰的位置和形状不一致，或峰的相对吸收强度也不一致，则说明样品与纯物质不为同一物质，或样品中含有杂质。
2．未知物结构的测定
①若不是新物质，可将IR谱图和标准谱图对照（查标准谱图）。红外标准谱图主要由如下几种：
a．Sadtler(萨特勒)标准红外光谱集九习姜園藕婶Sadtler研究所编制，其特点：谱图最丰富，有棱镜和光栅两种谱图。到2006年为止，共收集了226000种化合物的红外吸收光谱图；备有多种索引，有化合物的名称、；分类、官能团字母、分子式、相对分子质量、波长等索引；同时出版多种光谱图等，除了有红外的棱镜、光栅谱集外，还有紫外和核磁共振氢谱、碳谱共五种光谱图集。
b．分子光谱文献DMS( Documentation of Molecular Spectroscopy)穿孔卡片，由美国和前西德联合编制，谱图上列出了化合物的名称、分子式、结构式及各种物理常数，不同化合物用不同颜色表示。
c．“API”红外光谱资料，由美国石油研究所“API”编制。到1971年为止，共收集了3064种化合物的红外吸收光谱。
d．红外计算机谱图库：数万张各种类别物质的谱图，可以自动检索。
②若是新物质，必须先对红外谱图进行官能团定性分析，根据分析结果，推断最可能的化合物。
定性分析的一般步骤：
第一步：试样的分离和精制。用各种分离手段（如分馏、萃取、重结晶、层析等）提乡未知试样，以得到单一的纯物质。否则，试样不纯不仅会给光谱的解析带来困难，还可能引起“误诊”。
第二步：收集未知试样的有关资料和数据。了解试样的来源、元素分析值、相对分子质量、熔点、沸点、溶解度等有关的化学性质，以及紫外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱等，这对图谱的解析有很大的帮助，可以大大节省谱图解析的时间。
第三步：确定未知物的不饱和度。
第四步：查找基团频率，推测分子可能的基团。一般可归纳为两种方式：一种是按光谱图中吸收峰强度顺序解析，即首先识别特征区的最强峰，然后是次强峰或较弱峰，它们分别属于何种基团，同时查对指纹区的相关峰加以验证，以初步推断试样物质的类别，最后详细地查对有关光谱资料来确定其结构；另一种是按基团顺序解析，即首先按几个主要基团的顺序，采用肯定与否定的方法，判断试样光谱中这些主要基团的特征吸收峰存在与否，以获得分子结构的概貌，然后查对其细节，确定其结构。在解析过程中，要把注意力集中到主要基团的相关峰上，避免孤立解析。

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