Mindmap-Galerie Infrarotspektrophotometrie IR0,8~500μm Mindmap
Dies ist eine Mindmap zur Infrarotspektrophotometrie IR0,8~500μm, einschließlich der Beziehung zwischen Infrarotspektrum und Molekülstruktur, Infrarotspektrophotometer und Probenvorbereitung usw.
Bearbeitet um 2023-11-06 09:35:23Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
InfrarotspektrophotometrieIR 0,8 ~ 500 μm
Grundlegend
produzieren
Es entsteht, wenn das Schwingungsenergieniveau und das Rotationsenergieniveau jeder Gruppe und chemischen Bindung im Molekül wechseln
Vibrations-Rotations-Spektroskopie Molekulares Absorptionsspektrum
Infrarotaktivität: Änderungen des Dipolmoments
Bedingung: Infrarotlichtenergie (E-Photon) = Schwingungsenergieniveauunterschied des Moleküls (ΔE-Wellenzahl)
Prozentuale Durchlässigkeit von Infrarotlicht – Wellenzahl oder Wellenlänge
Schwingungsenergieniveaus und Schwingungsspektren
Resonatoren und potentielle Energiekurven
Vibrationsenergie und Vibrationsfrequenz
E-Schwingung = (V 1/2)hv
v: molekulare Schwingungsfrequenz
V: Schwingungsquantenzahl
Wellenzahl=1/λ=v/c=1/2πc×√K/μ
m=mA×mB/(mA·mB)
Wellenzahl=1302/√K/μ’
Berechnen Sie die Grundschwingungsfrequenz bestimmter Gruppen
μ’=MA×MB/(MA MB)
Grundfrequenzspitze und Obertonfrequenzspitze
Grundfrequenzspitze
V₀→V₁
Linear: 3N-5
Nichtlinear: 3N-6
Die Anzahl der Grundfrequenzspitzen ist viel kleiner als die theoretisch berechnete Anzahl der Grundschwingungen
Obertonspitze
Nahinfrarotbereich, schwache Peaks, verbessern die Eigenschaften zur Identifizierung molekularer Strukturen
Frequenz-Oktavspitze
V₀→V₂/V₃: Doppelfrequenzspitze/Dreifachfrequenzspitze
Die Schwingungsfrequenz v ist etwas niedriger als das ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenzspitze v
Die Intensität ist sehr schwach und schwer direkt zu messen
Kombinierter Frequenzpeak
Differenzfrequenzspitze
Schwingungsarten und Schwingungsfreiheitsgrade
Vibrationstyp
Dehnungsschwingung v
Ändern Sie nur die Bindungslänge
Symmetrische Skalierung vs.
Asymmetrische Teleskop-ⅴas
Biegeschwingung δ
Ändern Sie nur die Bindungswinkel
Biegeschwingung in der Ebene β
Scherenschwingung δs
Wackelschwingung in der Ebene ρ
Biegeschwingung γ außerhalb der Ebene
Schaukelschwingung außerhalb der Ebene ω
Drehschwingung τ
Schwingungsfreiheitsgrade
Schwingungsfreiheitsgrade = molekulare Freiheitsgrade (3N) – (translationale Freiheitsgrade, rotatorische Freiheitsgrade)
Nichtlineare Moleküle: 3N-6
Lineares Molekül: 3N-5
Nur zwei Rotationsfreiheitsgrade
Jeder Schwingungsfreiheitsgrad kann als eine Grundschwingungsform (Grundfrequenzspitze) des Moleküls betrachtet werden, die ihre eigene charakteristische Schwingungsfrequenz hat.
Merkmalsbereiche, Fingerabdruckbereiche und Korrelationsspitzen
charakteristischer Bereich
4000–1333 cm⁻¹ (2,5–7,5 μm)
Charakteristische Absorption wichtiger funktioneller Gruppen
Charakteristische Gipfel
Der Absorptionspeak ist „spärlich“ und leicht zu identifizieren → charakteristischer Bandenbereich
Fingerabdruckbereich
Der Niederfrequenzbereich von 1333–400 cm⁻¹ (7,5–25 μm) im Infrarotspektrum
Streckschwingungen und verschiedene Biegeschwingungen der C-X-Einfachbindung (X=C,N,O).
Kleine Veränderungen in der Molekülstruktur führen zu offensichtlichen Veränderungen im Spektrum des Fingerabdruckbereichs.
Wirkung
Welche Gruppen gibt es in Indizienverbindungen?
Bestimmen Sie die Feinstruktur einer Verbindung
Korrelationsspitze
Anzahl der Absorptionspeaks
Theoretisch erzeugt jeder Schwingungsfreiheitsgrad (Grundschwingungszahl) einen Absorptionspeak im Infrarotspektrum.
Tatsächlich ist die Anzahl der Spitzen oft geringer als die Anzahl der Grundschwingungen
Inaktive Infrarot-Vibration
degenerieren
Abdeckung
Liegt außerhalb des mittleren Infrarotbereichs
Die Intensität ist zu schwach, um gemessen zu werden
Die Intensität des Absorptionspeaks
Wird als Peakintensität oder Größe des molaren Absorptionskoeffizienten ε bezeichnet
Hängt ab von: der Größe der Änderung des Dipolmoments des Moleküls während der Vibration
Stärkere polare Gruppen (C=O, C-X usw.) schwingen und haben eine größere Absorptionsintensität.
Das Dipolmoment hängt mit der Symmetrie der Molekülstruktur zusammen. Je höher die Symmetrie der Schwingung, desto geringer ist die Änderung des molekularen Dipolmoments während der Schwingung und desto schwächer ist die Bandintensität.
Völlig symmetrisch, keine Änderung des Dipolmoments, keine Absorption
Unterschiedliche Vibrationsmodi führen zu unterschiedlichen Absorptionsspitzenintensitäten.
ε(ⅴas)>ε(va)
ε(v)>ε(β)>ε(γ)
Die absolute Peakintensität wird durch den molaren Absorptionskoeffizienten ε ausgedrückt
Wenn ε>100, bedeutet dies, dass der Peak sehr stark ist vs
Wenn ε=20~100, starker Peak, s
Wenn ε=10~20, mittelstarker Peak, m
Wenn ε=1~10, schwacher Peak, w
Wenn ε<1, extrem schwacher Peak, vw
Wenn Infrarotspektroskopie zur qualitativen Analyse verwendet wird, bezieht sich die Peakintensität im Allgemeinen auf die relative Intensität.
Spitzenintensität und Verhaltensdarstellung
s(stark)
m(m)
w(schwach)
b(breite Spitze)
sh (Schulter)
Faktoren, die die Bandposition beeinflussen
Interne Faktoren
elektronischer Effekt
Induktionseffekt (I-Effekt)
Die elektronenziehende Gruppe verschiebt den Absorptionspeak in Richtung hoher Frequenz.
Konkurrieren Sie um Elektronen, verringern Sie die Polarität der Verbindungsgruppe, erhöhen Sie K, je größer die Wellenzahl, und bewegen Sie sich in den Bereich mit hoher Wellenzahl.
Konjugationseffekt (C-Effekt)
Der Konjugationseffekt verschiebt den Absorptionspeak in den Bereich niedriger Wellenzahlen
Die Elektronendichte wird gemittelt, K nimmt ab und bewegt sich in den Bereich niedriger Wellenzahlen
räumliche Wirkung
sterische Hinderung
Die Koplanarität des konjugierten Systems wird beeinträchtigt oder zerstört und die Absorptionsfrequenz verschiebt sich in Richtung hoher Wellenzahlen.
Ringspannung (Bindungswinkelspannungseffekt)
Wenn der Ring schrumpft, verringert sich der Bindungswinkel und die Ringspannung nimmt zu
Die Doppelbindungen im Ring werden geschwächt und die Streckschwingungsfrequenz der Doppelbindungen verringert.
Die Doppelbindung außerhalb des Rings und die Carbonylgruppe am Ring werden gestärkt und die Streckschwingungsfrequenz der Doppelbindung erhöht.
Wasserstoffbrückeneffekt
ⅴ verschiebt sich zu einer niedrigen Wellenzahl und das Spektrumband wird breiter und stärker
Intramolekulare Wasserstoffbrückenbindung (konzentrationsunabhängig)
Das Streckschwingungsband verschiebt sich deutlich in Richtung niedriger Wellenzahl
Intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen (konzentrationsabhängig)
Tautomerie
Schwingungskopplungseffekte und (Fermi-)Resonanz
Vibrationskopplung
Teilt
Fermi-Resonanz
Spezielle Vibrationskupplung
Die Überfrequenzspitzen werden verstärkt bzw. in Doppelspitzen aufgespalten.
äußere Effekte
Lösungsmittelwirkung
Polargruppe: Lösungsmittelpolarität ↑, v↓
Änderungen der Konzentration und Temperatur der Lösung
Unterschiede bei den Infrarotspektrometertypen
Die Beziehung zwischen Infrarotspektrum und molekularer Struktur
Verteilungsregeln für Grundfrequenzspitzen
C-H,O-H,N-H
v>2700
Ungesättigtes C-H, O-H, N-H
ⅴ>3000
C-H, O-H, N-H
γ<900
C-H,O-H
β=1500~1300
C-C, C-O, C-N
v=1300~900
C=C, C=O, C=N, N-H
Um 1700
CC, NN drei Schlüssel
v=ungefähr 2200
Typisches Spektrum
Alkane
vC-H
CH₃
vas=2960
vs=2870
CH₂
vas=2926
vs=2852
CH
v=2890
δC-H
CH₃
δas=1450
δs=1375
Wenn sich zwei oder drei CH₃ am selben Kohlenstoffatom befinden, ist δs1370 ein Dublett
CH₂
δas=1465
Olefine
vC=C 1695~1540cm⁻¹(1650)
v=C-H 3100~3000cm⁻¹
Substituierte Alkene
Single ersetzt 990, 910
trans-Doppelsubstitution 970
Ein C-Doppel ersetzt 890
Drei ersetzt 820
Cis-Doppelsubstitution 690
Alkine
vC≡C 2270~2100cm⁻¹
v≡C-H 3300cm⁻¹
Aromatische Kohlenwasserstoffe
v=C-H 3100~3000cm⁻¹
vC=C 1600,1500 cm⁻¹
Obertonspitze 2000~1667cm⁻¹
Substituierte Aromaten
Einfach zwei, doppelt drei eins, drei zwei, vier fünf eins, plus sieben
Vier oder fünf Wasserstoffe kosten etwa 750
Drei benachbarte Wasserstoffe 800~750
Zwei benachbarte Wasserstoffe 860~800
Ein Wasserstoff 900~860
Hydroxyl
vO-H 3650~3590cm⁻¹
vC=O 1740~1650cm⁻¹
Äther
Phenylether und Vinylether
vs. (C-O-C) 1275~1200cm⁻¹
vas(C-O-C) 1075~1020cm⁻¹
Fettiger Äther
vas(C-O-C) 1150~1050cm⁻¹
Carbonyl
Säure: vC=O 1710 cm⁻¹
Ketone: vC=O 1715cm⁻¹
Aldehyde: vC=O 1725 cm⁻¹
Ester: vC=O 1735 cm⁻¹
Säurechlorid:vC=O 1800cm⁻¹
vO=C-H:2820,2720cm⁻¹Doppelte Spitzen
Amine und Amide
vH
Amin:3500~3300cm⁻¹
Primäre Amide
Vas 3350cm⁻¹
gegenüber 3180 cm⁻¹
Sekundäres Amid: 3270 cm⁻¹
Tertiäres Amid: keines
δN-H
Primäres Amin: 1650~1570cm⁻¹
Sekundäres Amin: 1500 cm⁻¹
vC=O 1690~1620cm⁻¹
Hauptcharakteristische Peaks von Amid
Nitroverbindungen
vas(NO₂) 1565~1540cm⁻¹
vs. (NO₂) 1385~1340cm⁻¹
Infrarot-Spektrophotometer und Probenvorbereitung
Typ
Dispersiver Typ: Infrarot-Spektrophotometer
Interferenztyp: Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer
Einführung in das Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FT-IR)
Arbeitsprinzip
Verfahren
Lichtquelle → Infrarotstrahlung → Michelson-Interferometer → Interferenzlicht → Probe beleuchten →Interferenzlicht mit Probeninformationen →Detektor →Interferenzmuster mit Probeninformationen →Computersystem→Fourier-Cosinus-Transformation der Interferenzmusterfunktion→Infrarotspektrogramm
Die Hauptkomponenten
Lichtquelle
Identisch mit Dispersionstyp
Nernst-Lampe
Siliziumkarbidstab
Monochromator
Michelson-Interferometer
Fester Spiegel (M₁)
Beweglicher Spiegel (M₂)
Strahlteiler (BS)
Detektor
Pyroelektrischer Detektor
Photoelektrischer Detektor
Computersystem
Berechnung der Fourier-Cosinus-Transformation
Interferogramm mit Probenspektralinformationen → Gewöhnliches Infrarotspektrum mit Wellenzahl als Abszisse
Vorteil
Schnell scannen
Hohe Auflösung
hohe Empfindlichkeit
Kann 10⁻⁹~10⁻¹²g Ultraspurenproben analysieren
Hohe Präzision
Die Wellenzahlgenauigkeit kann auf 0,01 cm⁻¹ genau gemessen werden
Großer Messspektralbereich
Bis zu 10~10⁴cm⁻¹
Probenvorbereitung
Probenanforderungen
Trocken und wasserfrei
Die Reinheit muss im Allgemeinen mehr als 98 % betragen.
Methode zur Probenvorbereitung
solide Probe
Tablettiermethode
Häufig verwendete Dispersionsmedien: KBr
Paraffinpastenmethode (Pastenmethode)
Dünnschichtverfahren
flüssige Probe
Liquid-Pool-Methode
Klemmmethode oder Abstrichmethode
Gasprobe
Anwendung
Qualitative Analyse
charakteristische Frequenz
Stellen Sie fest, ob es sich um einen bekannten Inhaltsstoff handelt
Vergleichen Sie es mit Standardmaterial
Überprüfen Sie es anhand der Standardtabelle
Überprüfen Sie, ob die Reaktion abläuft und ob bestimmte Gruppen eingeführt oder abgespalten werden
Studie zur geometrischen Konfiguration und dreidimensionalen Konformation zusammengesetzter Moleküle
Strukturbestimmung unbekannter Verbindungen
Spektrumanalyse
Programm
Quelle und Art der Probe
Verstehen Sie Quellen und Kontext
Bestimmen Sie Schmelz- und Siedepunkte
Elementaranalyse und Molekulargewichtsschätzung der Molekülformel der Verbindung
Berechnen Sie den Ungesättigtheitsgrad Ω einer Verbindung
Ω=n₄-(n₁-n₃)/2 1
0, kettengesättigte Verbindung
1. Eine Doppelbindung oder ein alicyclischer Ring
2. Eine Parabindung oder zwei Doppelbindungen oder zwei Ringe oder eine Doppelbindung oder ein Ring
≥4, ein Benzolring
Bestimmen Sie die Existenz einer bestimmten Gruppe
charakteristischer Bereich
Nicht zu erscheinen bedeutet nicht, dass es nicht existiert
Bestimmen Sie die Austauschsituation und die Verbindungsmethode
Vergleichen Sie mit der Standardtabelle
Methode
Zuerst den Funktionsbereich, dann den Fingerabdruckbereich
Zuerst der stärkste Peak, dann der nächststärkste Peak
Erst grob prüfen, dann sorgfältig suchen
Zuerst leugnen und dann bestätigen
Eine Reihe verwandter Peaks bestätigt das Vorhandensein einer funktionellen Gruppe