紅外光譜的特征區(qū)的波數(shù)范圍是（紅外光譜的特征區(qū)的波數(shù)范圍是什么）

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本文目錄:

• 1、紅外的紅外光譜

• 2、蛋白質(zhì)紅外特征峰的范圍

• 3、紅外光譜法的劃分

• 4、中紅外波數(shù)范圍

一、紅外的紅外光譜

紅外光譜（IR）是一種吸收光譜，對(duì)有機(jī)化合物的鑒定和結(jié)構(gòu)分析有鮮明的特征性。任何兩個(gè)不同的化合物（除光學(xué)異構(gòu)外）一般沒(méi)有相同的紅外光譜，因此運(yùn)用紅外光譜可以確定兩個(gè)化合物是否相同。此外，一些官能團(tuán)，雖然在分子中的地位不同，但也可以在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)生吸收。根據(jù)化合物的紅外光譜可以找出分子中含有哪些官能團(tuán)。在做紅外光譜圖時(shí)，所需樣品少，速度快，因而是一種有效和常用的分析方法 。

產(chǎn)生：化合物分子吸收特定波長(zhǎng)的紅外光產(chǎn)生分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷，從而產(chǎn)生紅外吸收光譜。不同種類(lèi)的有機(jī)化合物，因?yàn)榫哂胁煌墓倌軋F(tuán)，因此能夠吸收不同波長(zhǎng)的紅外光，在紅外光譜圖中呈現(xiàn)不同的特征吸收峰。根據(jù)紅外光譜圖中特征吸收峰的出現(xiàn)與否，既可判斷有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征 。

基本原理：紅外光的波長(zhǎng)處在0.75μm到300μm的范圍內(nèi)，習(xí)慣上將紅外光譜進(jìn)一步分為近紅外（λ=0.75∽3.0μm）中紅外(λ=3.0~30μm)、和遠(yuǎn)紅外(λ=30~300μm)三個(gè)區(qū)域。一般的紅外吸收光譜，主要指中紅外范圍，波數(shù)在400~4000cm-1之間 。

當(dāng)有機(jī)物分子吸收紅外光譜后，體系能量增加，產(chǎn)生振動(dòng)能級(jí)的躍遷。分子的振動(dòng)一般包括鍵的伸縮振動(dòng)和鍵的彎曲振動(dòng)，伸縮振動(dòng)是指沿鍵軸的振動(dòng)，彎曲振動(dòng)是指鍵角交替地發(fā)生變化的振動(dòng)。在這些振動(dòng)中只有那些在振動(dòng)是發(fā)生偶極矩變化的振動(dòng)才能吸收紅外光。這是因?yàn)檎駝?dòng)引起電荷分布的改變所產(chǎn)生的電場(chǎng)，與紅外輻射的電磁場(chǎng)發(fā)生共振而引起吸收。在振動(dòng)能級(jí)發(fā)生改變時(shí)，常常伴隨著一系列轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的改變，測(cè)量有機(jī)化合物紅外光譜時(shí)，所看到的吸收譜帶是連續(xù)的 峰谷相間的，而不是斷續(xù)的線性紅外光譜。因此，紅外光譜是分子的振動(dòng)－轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 。

紅外光譜定性分析：

一般采用三種方法：用已知標(biāo)準(zhǔn)物對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)譜圖查對(duì)法和直接譜圖解析法。1.已知物對(duì)照應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)品和被檢物在完全相同的條件下，分別繪制紅外光譜圖進(jìn)行對(duì)照，譜圖相同則肯定為同一化合物。2.標(biāo)準(zhǔn)譜圖查對(duì)法是一種最直接、可靠的方法。在用未知物譜圖查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜圖時(shí)，必須注意：測(cè)定所用儀器與繪制標(biāo)準(zhǔn)譜圖的在分辨率和精度上的差別，可能導(dǎo)致某些峰細(xì)微結(jié)構(gòu)的差別；未知物與標(biāo)準(zhǔn)譜圖的測(cè)定條件必須一致，否則譜圖會(huì)出現(xiàn)很大差別；必須注意引入雜質(zhì)吸收帶的影響。如KBr壓片可能吸水而引入水吸收帶等。3.對(duì)于未知化合物，可按照如下步驟解析譜圖：先從特征頻率區(qū)入手，找出化合物含有的主要官能團(tuán)；指紋區(qū)分析，進(jìn)一步找出官能團(tuán)存在的依據(jù)；仔細(xì)分析指紋區(qū)譜帶位置、強(qiáng)度和形狀，確定化合物的可能結(jié)構(gòu)；對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)譜圖，配合其他鑒定手段，進(jìn)一步驗(yàn)證 。

紅外光譜定量分析：

選取合適的定量吸收峰，測(cè)定吸收峰的吸光度，依據(jù)朗佰-比爾定律，計(jì)算待測(cè)組分含量 。

二、蛋白質(zhì)紅外特征峰的范圍

蛋白質(zhì)紅外特征峰的范圍：1250～4000 CM∧-1。

蛋白質(zhì)紅外特征峰紅外射線（IR）或者單獨(dú)成為紅外線是指那些能量在電磁波頻譜范圍內(nèi)，頻率比可見(jiàn)光略低的，但是又比無(wú)線電波頻率高的射線。相應(yīng)地，紅外線的頻率高于微波，但是低于可見(jiàn)光。

紅外光的波長(zhǎng)在幾個(gè)微米（符號(hào)μ，1μ=10-6m）或者納米范圍內(nèi)（縮寫(xiě)為nm，1nm=10-9m=0.001μ）。

蛋白質(zhì)紅外特征峰紅外光譜法（IR）：

紅外光譜法又稱(chēng)“紅外分光光度分析法”。簡(jiǎn)稱(chēng)“IR”,分子吸收光譜的一種。利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)的電磁輻射的選擇性吸收來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及對(duì)各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一種方法。被測(cè)物質(zhì)的分子在紅外線照射下，只吸收與其分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相一致的紅外光譜。

對(duì)紅外光譜進(jìn)行剖析，可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析?；衔锓肿又写嬖谥S多原子團(tuán)，各原子團(tuán)被激發(fā)后，都會(huì)產(chǎn)生特征振動(dòng)，其振動(dòng)頻率也必然反映在紅外吸收光譜上。據(jù)此可鑒定化合物中各種原子團(tuán)，也可進(jìn)行定量分析。

紅外光譜法的一般特點(diǎn)：特征性強(qiáng)、測(cè)定快速、不破壞試樣、試樣用量少、操作簡(jiǎn)便、能分析各種狀態(tài)的試樣、分析靈敏度較低、定量分析誤差較大。

三、紅外光譜法的劃分

通常將紅外波譜區(qū)分為近紅外(near-infrared)，中紅外(middle-infrared)和遠(yuǎn)紅外(far-infrared)。 區(qū)域 波長(zhǎng)范圍(um) 波數(shù)范圍(cm-1) 頻率(Hz) 近紅外 0.78-2.5 12800-4000 3.8?10-1.2?10 中紅外 2.5-50 4000-200 1.2?10-6.0?10 遠(yuǎn)紅外 50-1000 200-10 6.0?10-3.0?10 常用 2.5-15 4000-670 1.2?10-2.0?10 當(dāng)樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收某些頻率的輻射，產(chǎn)生分子振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷，使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱。記錄紅外光的百分透射比與波數(shù)或波長(zhǎng)關(guān)系曲線，就得到紅外光譜。物質(zhì)的紅外光譜是其分子結(jié)構(gòu)的反映，譜圖中的吸收峰與分子中各基團(tuán)的振動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)。

通過(guò)比較大量已知化合物的紅外光譜，發(fā)現(xiàn)：組成分子的各種基團(tuán)，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O和C?C等，都有自己的特定的紅外吸收區(qū)域，分子的其它部分對(duì)其吸收位置影響較小。通常把這種能代表基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶稱(chēng)為基團(tuán)頻率，其所在的位置一般又稱(chēng)為特征吸收峰。分子吸收紅外輻射后，由基態(tài)振動(dòng)能級(jí)(n=0)躍遷至第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)(n=1)時(shí)，所產(chǎn)生的吸收峰稱(chēng)為基頻峰。因?yàn)?振動(dòng)量子數(shù)的差值) △n=1時(shí)，nL=n，所以基頻峰的位置(nL)等于分子的振動(dòng)頻率。在紅外吸收光譜上除基頻峰外，還有振動(dòng)能級(jí)由基態(tài)(n=0)躍遷至第二激發(fā)態(tài)(n=2)、第三激發(fā)態(tài)(n=3)?，所產(chǎn)生的吸收峰稱(chēng)為倍頻峰。由n = 0躍遷至n = 2時(shí)，△n = 2，則nL = 2n，即吸收的紅外線譜線(nL )是分子振動(dòng)頻率的二倍，產(chǎn)生的吸收峰稱(chēng)為二倍頻峰。

下圖是雙原子分子的能級(jí)示意圖，圖中EA和EB表示不同能量的電子能級(jí)，在每個(gè)電子能級(jí)中因振動(dòng)能量不同而分為若干個(gè)n = 0、1、2、3……的振動(dòng)能級(jí)，在同一電子能級(jí)和同一振動(dòng)能級(jí)中，還因轉(zhuǎn)動(dòng)能量不同而分為若干個(gè)J= 0、1、2、3……的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。

由于分子非諧振性質(zhì)，各倍頻峰并非正好是基頻峰的整數(shù)倍，而是略小一些。以HCl為例：

基頻峰(n0→1) 2885.9 cm 最強(qiáng)

二倍頻峰(n0→2 ) 5668.0 cm 較弱

三倍頻峰(n0→3 ) 8346.9 cm 很弱

四倍頻峰(n0→4 ) 10923.1 cm 極弱

五倍頻峰(n0→5 ) 13396.5 cm 極弱

除此之外，還有合頻峰(n1+n2，2n1+n2，?)，差頻峰(n1-n2，2n1-n2，?)等，這些峰多數(shù)很弱，一般不容易辨認(rèn)。倍頻峰、合頻峰和差頻峰統(tǒng)稱(chēng)為泛頻峰。

四、中紅外波數(shù)范圍

1、4000-400

4000-1300

1300-400

2、H=A+B/u+Cu

H=A+Cmu+Csmu

3、分子離子峰、碎片離子峰、同位素離子峰、亞穩(wěn)離子峰

4、2個(gè)

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