主题：【资料】红外光谱法(共6讲)

红外光谱法（二）---傅里叶红外光谱仪

红外光谱法（三）---红外光谱的物理基础

红外光谱法（四）---红外谱图解析基础知识

红外光谱法（五）---试样的处理和制备
五、试样的处理和制备
要获得一张高质量红外光谱图，除了仪器本身的因素外，还必须有合适的样品制备方法。
(一)、红外光谱法对试样的要求
    红外光谱的试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：
1、试样应该是单一组份的纯物质，纯度应>98%或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。
2、试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。
3、试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10%~80%范围内。
(二)、制样的方法
1 .气体样品
    气态样品 可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的NaCl或KBr窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。
2 .  液体和溶液试样
（1）液体池法
    沸点较低，挥发性较大的试样，可注入封闭液体池中，液层厚度一般为0.01~1mm。
（2）液膜法
    沸点较高的试样，直接滴在两片盐片之间，形成液膜。
    对于一些吸收很强的液体，当用调整厚度的方法仍然得不到满意的谱图时，可用适当的溶剂配成稀溶液进行测定。一些固体也可以溶液的形式进行测定。常用的红外光谱溶剂应在所测光谱区内本身没有强烈的吸收，不侵蚀盐窗，对试样没有强烈的溶剂化效应等。
3 . 固体试样
（1）压片法
    将1~2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，用（5~10）´107Pa压力在油压机上压成透明薄片，即可用于测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于2微米，以免散射光影响。
（2）石蜡糊法
    将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测定。
（3）薄膜法
    主要用于高分子化合物的测定。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜测定。
    当样品量特别少或样品面积特别小时，采用光束聚光器，并配有微量液体池、微量固体池和微量气体池，采用全反射系统或用带有卤化碱透镜的反射系统进行测量。

红外光谱法（六）---红外光谱法的应用
六、红外光谱法的应用 
    红外光谱法广泛用于有机化合物的定性鉴定和结构分析。
(一)、定性分析
1 . 已知物的鉴定
    将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。如用计算机谱图检索，则采用相似度来判别。使用文献上的谱图应当注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同。
2 . 未知物结构的测定
    测定未知物的结构，是红外光谱法定性分析的一个重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标准谱图进行查对：
（1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸收带相同的标准谱图；
（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由化学分类索引查找标准谱图对照核实。
准备工作
    在进行未知物光谱解析之前，必须对样品有透彻的了解，例如样品的来源、外观，根据样品存在的形态，选择适当的制样方法；注意视察样品的颜色、气味等，它们住往是判断未知物结构的佐证。还应注意样品的纯度以及样品的元素分析及其它物理常数的测定结果。元素分析是推断未知样品结构的另一依据。样品的相对分子质量、沸点、熔点、折光率、旋光率等物理常数，可作光谱解释的旁证，并有助于缩小化合物的范围。

确定未知物的不饱和度 
    由元素分析的结果可求出化合 物的经验式，由相对分子质量可求出其化学式，并求出不饱和度。 从不饱和度可推出化合物可能的范围。
    不饱和度是表示有机分子中碳原子的不饱和程度。计算不饱和度W的经验公式为：
                    W=1+n4+(n3-n1)/2
式中n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。 二价原子如S、O等不参加计算。
当计算得：
当W=0时，表示分子是饱和的，为 链状烃及其不含双键的衍生物。
当W=1时，可能有一个双键或脂环；
当W=2时，可能有 两个双键和脂环，也可能有一个 叁键；
当W=4时，可能有一个苯环等。
官能团分析
    根据官能团的初步分析可以排除一部分结构的可能性，肯定某些可能存在的结构，并初步可以推测化合物的类别。
图谱解析
    图谱的解析主要是靠长期的实践、经验的积累，至今仍没有一一个特定的办法。一般程序是先官能团区，后指纹区；先强峰后弱峰；先否定后肯定。
    首先在官能团区（4000~1300cm-1）搜寻官能团的特征伸缩振动，再根据指纹区的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。如果是芳香族化合物，应定出苯环取代位置。最后再结合样品的其它分析资料，综合判断分析结果，提出最可能的结构式，然后用已知样品或标准图谱对照，核对判断的结果是否正确。如果样品为新化合物，则需要结合紫外、质谱、核磁等数据，才能决定所提的结构是否正确。
3.几种标准谱图
（1）萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图
（2）Aldrich红外谱图库
（3）Sigma Fourier红外光谱图库
(二)、定量分析
    红外光谱定量分析是通过对特征吸收谱带强度的测量来求出组份含量。其理论依据是朗伯-比耳定律。
    由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组份和多组份进行定量分析。
    此外，该法不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。因此，红外光谱定量分析应用广泛。但红外光谱法定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份的测定。

（一）基本原理
1. 选择吸收带的原则
（1）必须是被测物质的特征吸收带。例如分析酸、酯、醛、酮时，必须选择>C=O基团的振动有关的特征吸收带。
（2）所选择的吸收带的吸收强度应与被测物质的浓度有线性关系。
（3）所选择的吸收带应有较大的吸收系数且周围尽可能没有其它吸收带存在，以免干扰。
2 .  吸光度的测定
（1）一点法
    该法不考虑背景吸收，直接从谱图中分析波数处读取谱图纵坐标的透过率，再由公式lg1/T=A计算吸光度。
（2）基线法
    通过谱带两翼透过率最大点作光谱吸收的切线，作为该谱线的基线，则分析波数处的垂线与基线的交点，与最高吸收峰顶点的距离为峰高，其吸光度A=lg（I0/I）。
（二）定量分析方法
    可用标准曲线法、求解联立方程法等方法进行定量分析。

通常将红外波谱区分为近红外(near-infrared)，中红外(middle-infrared)和远红外(far-infrared)。
用的较多的是哪种波长的？

用的较多的是中红外段