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Infrarotspektrophotometrie IR0,8～500μm Mindmap

Mindmap-Galerie Infrarotspektrophotometrie IR0,8～500μm Mindmap

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 09:35:23

Deu-Martina

Aktuelle Werke Weitere Werke anzeigen>>

Hundert Jahre Einsamkeit Charakter-Beziehungsdiagramm
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.
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Projektmanagement-Prozess-Vorlage
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.

Infrarotspektrophotometrie IR0,8～500μm Mindmap

Deu-Martina

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Gliederung

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

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

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