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【傅里叶红外光谱图化学手册】学术科研必备:傅里叶红外光谱图化学手册及其解读指南

承天示优官方账号 2023-04-28 资讯 582 views 0

傅里叶红外光谱图简介

傅里叶变换红外光谱法(FTIR)是一项先进的技术,它利用数学的魔法——傅里叶变换,将样品与光的相互作用从时间域转换到频率域,揭示了分子世界的奥秘。简而言之,FTIR能够捕捉到分子因为振动而吸收特定波长光的能力,每种分子就像有自己的身份证一样,通过它们独有的振动模式来标识自己。

当分子被激发时,它们会在特定的波长范围内吸收光能,形成了一系列独特的吸收带。这些带状图案就像是分子的指纹,包含了关于分子结构的丰富信息,如分子中的化学基团和键的种类。

通过在实验室采集样本并对其进行FTIR分析,科学家可以与数据库中已知物质的光谱进行对比,从而识别和鉴定未知样品。这意味着,很多时候,只需要将样品的光谱与类似物质的光谱进行比较,即可快速确定样品的身份。这种技术在现代科学研究和工业应用中发挥着至关重要的作用,让我们能够深入理解物质的微观世界。

傅立叶红外光谱图的构成及示例

傅里叶变换红外光谱(FTIR)图是一种显示物质与红外光相互作用的结果的图表,能够为我们提供该物质分子结构的重要信息。FTIR光谱图主要由两个轴组成:横轴(X轴)通常表示波数(通常以倒数厘米cm⁻¹为单位),而纵轴(Y轴)表示吸收强度或透射率。

光谱图的构成

波数(X轴):波数是指每厘米波的数量,它是频率的一个度量,用于表示红外光的能量。在FTIR光谱中,波数高的区域通常对应于分子中键的振动频率,而不同类型的化学键和基团会在特定的波数范围内吸收红外光。

吸收强度(Y轴):吸收强度或透射率表示了样品对红外光的吸收程度。高吸收强度意味着该波长的光被样品强烈吸收,这通常指示样品中存在对应的化学键或基团。

光谱图示例

典型的FTIR光谱图可能看起来像这样:

在3400 cm⁻¹附近的宽带通常表示**羟基(-OH)**的伸缩振动,这常见于醇和酚。

2920 cm⁻¹和2850 cm⁻¹附近的峰对应于饱和烃中的**甲基(-CH₃)和亚甲基(-CH₂-)**的C-H伸缩振动。

1650 cm⁻¹附近的尖锐峰可能表示**羰基(C=O)**的存在,常见于酮、酯和醛。

1450 cm⁻¹到1400 cm⁻¹区域的吸收通常与C-H的弯曲或变形振动有关。

  • 对于图示,由于当前的环境不支持直接显示图像,小编建议查阅专业文献或使用在线资源。例如,可以查看特定物质(如水、二氧化碳、乙醇等)的FTIR光谱图,这将为你提供直观的理解。科学数据库和教科书通常会包含多种物质的FTIR光谱,作为分析和教学的重要资源。

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  • 图片来自于 FTIR-DX4000,污染源傅里叶红外光谱气体分析仪的配套软件生成。

傅里叶红外光谱图怎么看?

傅里叶变换红外光谱(FTIR)图的核心在于理解图上的吸收峰以及它们所代表的分子结构信息。横轴(X轴)展示的是波数,单位通常为cm⁻¹,它反映了红外光的能量。纵轴(Y轴)则显示了吸收强度或透射率,高的吸收峰意味着在该特定波数下,样品吸收了较多的光能。吸收峰的位置、形状和大小可以告诉我们分子中存在哪些类型的化学键或基团。例如,波数在3400 cm⁻¹附近宽大的峰通常表示羟基(-OH)的存在,而在1650 cm⁻¹处的尖锐峰可能指示有羰基(C=O)。通过分析这些吸收峰,我们可以对样品的分子结构有一个基本的了解。FTIR图谱的指纹区域,即1500至400 cm⁻¹范围,包含了许多独特的吸收特征,可以用来识别特定的化合物。学会解读这些吸收峰,就能利用FTIR图谱来鉴定未知物质或分析样品的化学成分。

傅里叶红外光谱图化学手册

为了更好地理解和使用FTIR数据,许多科学家和学生依赖于化学手册和数据库,这些资源详细列出了不同化合物的光谱特征。虽然我无法直接提供或链接到具体的化学手册,但我可以概述你可能在这些手册中找到的信息类型以及如何使用这些信息来解读FTIR图谱。

FTIR光谱手册中的常见内容:

基团吸收表:提供了不同化学基团在特定波数范围内的典型吸收峰,这些是解读光谱的关键。例如,C=O羰基的典型吸收通常出现在1650至1750 cm⁻¹之间。

指纹区数据:大多数有机和无机化合物在400至1500 cm⁻¹的指纹区都有独特的吸收模式,这些模式可以用来识别特定的化合物。

样品制备和测量指导:指导如何准备样品和进行FTIR测量以获得最佳结果,包括样品的稀释、薄膜制备技术和适用的溶剂。

光谱解析示例:通过实例展示如何解析复杂的FTIR光谱,包括如何分辨重叠的吸收峰和鉴别多组分样品。

比较和参考光谱:提供了大量已知化合物的标准FTIR光谱,用于与实验样品的光谱进行比较和匹配。

如何使用FTIR光谱手册:

  • 识别未知样品:通过将未知样品的光谱与手册中的参考光谱进行比较,可以帮助识别样品中的化合物。

  • 分析化合物结构:利用基团吸收表可以推断未知化合物的可能结构,尤其是通过分析特定化学基团的存在与否。

  • 质量控制和比较分析:在制药、化工和环境科学领域,FTIR经常用于产品质量控制和比较不同样品之间的差异。

获取资源:

虽然我不能直接提供访问链接,但你可以在大学图书馆、专业网站和科学出版物中找到FTIR光谱手册和数据库。在线数据库如Spectral Database for Organic Compounds(SDBS)也是一个宝贵的资源,提供免费的FTIR(和其他类型)光谱数据。

掌握如何从FTIR光谱手册中提取信息,并将其应用于实际问题,是每个化学和材料科学领域研究者的宝贵技能。随着经验的积累,解读FTIR光谱将变得越来越直观。


使用傅里叶红外光谱法需要结合理论知识,并根据所得数据进行分析解读。同时,在查阅相关资料时,请密切关注其被测量物质分类(例如:无机/有机)是否匹配你正在考虑规划到分子组成分布情况,以及其他制定计算模型的参数是何种情况并记录下来供日后基于相似性搜索能够快速检索或者轻松更新。

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