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EdrawMindMapa mental de espectrofotometría infrarroja IR0.8~500μm
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Mapa mental de espectrofotometría infrarroja IR0.8~500μm
Este es un mapa mental sobre espectrofotometría infrarroja IR0.8~500μm, que incluye la relación entre el espectro infrarrojo y la estructura molecular, el espectrofotómetro infrarrojo y la preparación de muestras, etc.
Editado a las 2023-11-06 09:35:23,- bacteria
This is a mind map about bacteria, and its main contents include: overview, morphology, types, structure, reproduction, distribution, application, and expansion. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
- Plant asexual reproduction
This is a mind map about plant asexual reproduction, and its main contents include: concept, spore reproduction, vegetative reproduction, tissue culture, and buds. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
- Reproductive development of animals
This is a mind map about the reproductive development of animals, and its main contents include: insects, frogs, birds, sexual reproduction, and asexual reproduction. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
Mapa mental de espectrofotometría infrarroja IR0.8~500μm
- bacteria
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- Plant asexual reproduction
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- Resumen
Espectrofotometría infrarrojaIR 0,8~500 μm
Fundamental
producir
Se produce cuando el nivel de energía vibratoria y el nivel de energía rotacional cambian de cada grupo y enlace químico en la molécula.
Espectroscopia de vibración-rotación. espectro de absorción molecular
Actividad infrarroja: cambios en el momento dipolar.
Condición: Energía de luz infrarroja (fotón E) = diferencia del nivel de energía de vibración de la molécula (número de onda ΔE)
Porcentaje de transmitancia de luz infrarroja: número de onda o longitud de onda
Niveles de energía vibratoria y espectros vibratorios.
Resonadores y curvas de energía potencial.
Energía de vibración y frecuencia de vibración.
Vibración E = (V 1/2)hv
v: frecuencia de vibración molecular
V: número cuántico de vibración
Número de onda=1/λ=v/c=1/2πc×√K/μ
m=mA×mB/(mA mB)
Número de onda=1302/√K/μ’
Calcular la frecuencia vibratoria fundamental de ciertos grupos.
μ’=MA×MB/(MA MB)
Pico de frecuencia fundamental y pico de frecuencia de sobretonos
Pico de frecuencia fundamental
V₀→V₁
Lineal: 3N-5
No lineal: 3N-6
El número de picos de frecuencia fundamental es mucho menor que el número de vibraciones fundamentales calculado teóricamente.
pico armónico
Región del infrarrojo cercano, picos débiles, aumentan las características de identificación de estructuras moleculares.
Pico de octava de frecuencia
V₀→V₂/V₃: Pico de frecuencia doble/Pico de frecuencia triple
La frecuencia de vibración v es ligeramente inferior a un múltiplo entero del pico de frecuencia fundamental v
La intensidad es muy débil y difícil de medir directamente.
Pico de frecuencia combinado
pico de frecuencia de diferencia
Tipos de vibración y grados de libertad de vibración.
Tipo de vibración
Vibración de estiramiento v
Solo cambie la longitud del enlace
Escalado simétrico vs.
Telescópicos asimétricosⅴas
Vibración de flexión δ
Solo cambia los ángulos de enlace.
Vibración de flexión en el plano β
Vibración de tijera δs
Vibración de balanceo en el plano ρ
Vibración de flexión fuera del plano γ
Vibración de balanceo fuera del plano ω
vibración de torsión τ
grados de libertad de vibración
Grados de libertad de vibración = grados de libertad moleculares (3N) - (grados de libertad traslacionales grados de libertad rotacionales)
Moléculas no lineales: 3N-6
Molécula lineal: 3N-5
Sólo dos grados de libertad rotacionales.
Cada grado de libertad vibratorio puede considerarse como una forma de vibración básica (pico de frecuencia fundamental) de la molécula, que tiene su propia frecuencia de vibración característica.
Áreas de características, áreas de huellas dactilares y picos de correlación
área característica
4000～1333cm⁻¹(2,5~7,5μm)
Absorción característica de los principales grupos funcionales.
Picos característicos
El pico de absorción es "escaso" y fácil de identificar → área de banda característica
Área de huellas dactilares
La región de baja frecuencia de 1333~400cm⁻¹ (7,5~25μm) en el espectro infrarrojo
Vibración de estiramiento y diversas vibraciones de flexión del enlace simple C-X (X=C,N,O)
Pequeños cambios en la estructura molecular provocarán cambios obvios en el espectro del área de la huella dactilar.
efecto
¿Qué grupos están presentes en los compuestos circunstanciales?
Determinar la estructura fina de un compuesto.
pico de correlación
Número de picos de absorción
Teóricamente, cada grado de libertad vibratorio (número de vibración básico) produce un pico de absorción en el espectro infrarrojo.
De hecho, el número de picos suele ser menor que el número de vibraciones fundamentales.
Vibración inactiva infrarroja
degenerar
cubrir
Caer fuera de la región del infrarrojo medio
La intensidad es demasiado débil para ser medida.
La intensidad del pico de absorción.
Denominado intensidad máxima o tamaño del coeficiente de absorción molar ε
Depende de: la magnitud del cambio en el momento dipolar de la molécula durante la vibración
Los grupos polares más fuertes (C=O, C-X, etc.) vibran y tienen mayor intensidad de absorción.
El momento dipolar está relacionado con la simetría de la estructura molecular. Cuanto mayor es la simetría de la vibración, menor es el cambio en el momento dipolar molecular durante la vibración y más débil es la intensidad de la banda.
Completamente simétrico, sin cambios en el momento dipolar, sin absorción
Diferentes modos de vibración conducen a diferentes intensidades máximas de absorción.
ε(ⅴas)>ε(va)
ε(v)>ε(β)>ε(γ)
La intensidad máxima absoluta se expresa mediante el coeficiente de absorción molar ε
Cuando ε>100, significa que el pico es muy fuerte, vs.
Cuando ε=20~100, pico fuerte, s
Cuando ε=10~20, pico medio fuerte, m
Cuando ε=1~10, pico débil, w
Cuando ε<1, pico extremadamente débil, vw
Cuando se utiliza espectroscopía infrarroja para análisis cualitativo, la intensidad máxima generalmente se refiere a la intensidad relativa.
Intensidad máxima y representación del comportamiento.
s (fuerte)
m(m)
w(débil)
b(pico ancho)
sh (hombro)
Factores que afectan la posición de la banda.
Factores internos
efecto electronico
Efecto de inducción (efecto I)
El grupo aceptor de electrones mueve el pico de absorción hacia la alta frecuencia.
Compite por los electrones, reduce la polaridad del grupo de conexión, aumenta K, cuanto mayor sea el número de onda, y pasa al área de número de onda alto.
Efecto de conjugación (efecto C)
El efecto de conjugación desplaza el pico de absorción a la región de número de onda bajo.
Se promedia la densidad de electrones, K disminuye y se mueve al área de número de onda bajo
efecto espacial
Obstáculo estérico
La coplanaridad del sistema conjugado se ve afectada o destruida y la frecuencia de absorción se mueve en la dirección de números de ondas elevados.
Tensión del anillo (efecto de tensión del ángulo de unión)
A medida que el anillo se contrae, el ángulo de unión disminuye y la tensión del anillo aumenta.
Los dobles enlaces del anillo se debilitan y la frecuencia de vibración de estiramiento de los dobles enlaces se reduce.
El doble enlace fuera del anillo y el grupo carbonilo en el anillo se fortalecen y aumenta la frecuencia de vibración de estiramiento del doble enlace.
efecto de enlace de hidrógeno
ⅴ cambia a un número de onda bajo y la banda del espectro se vuelve más amplia y más fuerte
Enlaces de hidrógeno intramoleculares (independientes de la concentración)
La banda de vibración que se estira se desplaza significativamente hacia la dirección del número de onda bajo
Enlaces de hidrógeno intermoleculares (dependientes de la concentración)
tautomerismo
Efectos de acoplamiento vibratorio y resonancia (Fermi)
acoplamiento de vibración
dividir
resonancia de fermi
Acoplamiento de vibración especial
Los picos de sobrefrecuencia se refuerzan o se dividen en picos dobles.
efectos externos
efecto disolvente
Grupo polar: polaridad del disolvente ↑, v↓
Cambios en la concentración y temperatura de la solución.
Diferencias en los tipos de espectrómetros infrarrojos
La relación entre el espectro infrarrojo y la estructura molecular.
Reglas de distribución de picos de frecuencia fundamentales.
CH,O-H,N-H
>2700
CH insaturado, OH, NH
ⅴ>3000
CH, OH, NH
γ<900
CH, OH
β=1500～1300
CC, CO, CN
v=1300～900
C=C, C=O, C=N, NH
Alrededor de 1700
CC, NN tres claves
v=alrededor de 2200
Espectro típico
alcanos
vC-H
CH₃
vaso=2960
frente a = 2870
CH₂
vaso=2926
frente a = 2852
CH
v=2890
δC-H
CH₃
δas=1450
δs=1375
Cuando dos o tres CH₃ están en el mismo átomo de carbono, δs1370 se duplica
CH₂
δas=1465
Olefinas
vC=C 1695～1540cm⁻¹(1650)
v=C-H 3100～3000cm⁻¹
Alquenos sustituidos
Sencillo reemplaza 990, 910
trans doble sustitución 970
A C doble reemplaza 890
Tres reemplaza 820
Cis doble sustitución 690
alquinos
vC≡C 2270～2100cm⁻¹
v≡C-H 3300cm⁻¹
Hidrocarbonos aromáticos
v=C-H 3100～3000cm⁻¹
vC=C 1600,1500cm⁻¹
Pico entonado 2000～1667cm⁻¹
Aromáticos sustituidos
Sencillo dos, doble tres uno, tres dos, cuatro cinco uno, más siete
Cuatro o cinco hidrógenos cuestan alrededor de 750
Tres hidrógenos adyacentes 800～750
Dos hidrógenos adyacentes 860～800
Un hidrógeno 900～860
hidroxilo
vO-H 3650～3590cm⁻¹
vC=O 1740～1650cm⁻¹
Éteres
Éteres fenílicos y éteres vinílicos.
vs（C-O-C） 1275～1200cm⁻¹
vaso（C-O-C） 1075～1020cm⁻¹
Éter graso
vaso（C-O-C） 1150～1050cm⁻¹
carbonilo
Ácido:vC=O 1710 cm⁻¹
Cetonas: vC=O 1715cm⁻¹
Aldehídos: vC=O 1725 cm⁻¹
Ésteres: vC=O 1735 cm⁻¹
Cloruro de ácido:vC=O 1800 cm⁻¹
vO=C-H:2820,2720cm⁻¹Picos dobles
Aminas y amidas
vH
Amina: 3500～3300cm⁻¹
Amidas primarias
vaso 3350cm⁻¹
frente a 3180 cm⁻¹
Amida secundaria: 3270 cm⁻¹
Amida terciaria: ninguna
δN-H
Amina primaria: 1650～1570cm⁻¹
Amina secundaria: 1500 cm⁻¹
vC=O 1690～1620cm⁻¹
Principales picos característicos de la amida.
Compuestos nitro
vas（NO₂） 1565～1540cm⁻¹
frente a (NO₂) 1385～1340cm⁻¹
Espectrofotómetro infrarrojo y preparación de muestras.
tipo
Tipo dispersivo: espectrofotómetro infrarrojo
Tipo de interferencia: espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier
Introducción al espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier (FT-IR)
principio de funcionamiento
proceso
Fuente de luz → radiación infrarroja → interferómetro de Michelson → luz de interferencia → ilumina la muestra →Luz de interferencia con información de muestra →Detector →Patrón de interferencia con información de muestra →Sistema informático→Transformada de coseno de Fourier de la función de patrón de interferencia→Espectrograma de infrarrojos
Los componentes principales
fuente de luz
Igual que el tipo de dispersión
lámpara nernst
varilla de carburo de silicio
monocromador
Interferómetro de Michelson
Espejo fijo(M₁)
Espejo móvil (M₂)
Divisor de haz (BS)
Detector
detector piroeléctrico
detector fotoeléctrico
sistema informático
Cálculo de la transformada del coseno de Fourier
Interferograma con información espectral de muestra → Espectro infrarrojo ordinario con número de onda como abscisa
ventaja
Escanea rápido
Alta resolución
alta sensibilidad
Puede analizar muestras de ultratrazas de 10⁻⁹～10⁻¹²g
Alta precisión
La precisión del número de onda se puede medir con precisión hasta 0,01 cm⁻¹
Amplio rango espectral de medición
Hasta 10～10⁴cm⁻¹
preparación de la muestra
Requisitos de muestra
Seco y sin agua
La pureza generalmente debe ser superior al 98%.
Método de preparación de muestras
muestra solida
método de tableta
Medios de dispersión de uso común: KBr
Método de pasta de parafina (método de pasta)
método de película delgada
muestra liquida
método de piscina líquida
Método de pinza o método de frotis
muestra de gas
solicitud
Analisis cualitativo
frecuencia característica
Identificar si es un ingrediente conocido.
Comparar con material estándar
Consultar con tabla estándar
Comprobar si la reacción avanza y si ciertos grupos se introducen o eliminan.
Estudio sobre la configuración geométrica y conformación tridimensional de moléculas compuestas.
Determinación de la estructura de compuestos desconocidos.
Análisis de espectro
programa
Fuente y naturaleza de la muestra.
Comprender las fuentes y el contexto
Determinar los puntos de fusión y ebullición.
Análisis elemental y estimación del peso molecular de la fórmula molecular del compuesto.
Calcular el grado de insaturación Ω de un compuesto.
Ω=n₄-(n₁-n₃)/2 1
0, compuesto saturado de cadena
1. Un doble enlace o un anillo alicíclico
2. Un parabond o dos dobles enlaces o dos anillos o un doble enlace o un anillo
≥4, un anillo de benceno
Determinar la existencia de un determinado grupo.
área característica
No aparecer no significa que no exista.
Determinar la situación de reemplazo y el método de conexión.
Comparar con el gráfico estándar
método
Primero el área de características, luego el área de huellas dactilares
Primero el pico más fuerte, luego el siguiente pico más fuerte.
Primero verifique aproximadamente y luego busque con atención
Negar primero y luego afirmar.
Un conjunto de picos relacionados confirma la presencia de un grupo funcional