ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона

ИК-спектроскопия – способ абсорбционной молекулярной спектроскопии. Он основан на том, что при прохождении через исследуемое вещество излучения источника, испускающего непрерывный диапазон ИК - спектра, вещество способно отчасти либо стопроцентно поглотить излучение с теми частотными чертами, кот-е соотв-т своим колебаниям групп атомов, входящих в исследуемое вещество.

Условием поглощения ИК-излучения веществом ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона и получения его диапазона явл. изменение либо появление дипольного момента в молекуле в-ва при поглощении им ИК-излучения. Рез-том возд-я поглощенного излучения на в-во явл изменение колебательного состояния молекулы.

ИК-обл-ть эл/м излучения обхватывает спектр от 760 нм до 500 нм либо от 13100 до 20 см ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона-1.

В ИК-диапазоне выделяют:1) ближняя область (13100—4000 см-1), фундаментальную(4000—300 см-1), далекую(300—20 см-1). Аналитически полезной явл базовая область. В ближней обл-ти вероятны электрическо-колебательно-вращательные переходы, в далекой области вероятны только вращательные переходы, в базовой обл-ти происходят в главном переходы меж колебательными уровнями в молекуле.

ИК диапазоны поглощения образ-ся в ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона рез-те селективного поглощения ИК излуч-я, распространяющегося в в-ве, когда его частота совпадает с некими своими частотами колебающихся атомов в молекуле, а в тверд в-ве с частотами колебаний в кристаллич решетке.

Полосы поглощения—участки с пониженной интенсивностью, образ-ся в рез-те селективного ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона поглощ-я в непрерывном диапазоне ИК излучения, испускаемого источником.

Нелинейная молекула имеет 3n полос поглощения(n—число атомов), а линейная молекула—3n-5 полос поглощения. Чтоб было может быть поглощение молекулой ИК излучения, не считая совпадения энергии излуч-я с энергией колебания атомов в мол-ле нужны след условия:1)Изменение дипольного ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона момента мол-лы при её колебании—1-ое правило отбора. 2) Энергия колебаний на молекулярном уровне должна быть квантована. И при поглощ-и излуч-я могут происходить только переходы с основного энергетич уровня на 1-й колебательный уровень—2-ое правило отбора.

Колебание связей в молекулах делятся на валентные и деформационные. Валентные ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона приводят к изменению длин связей в мол-ле и делятся на симметричные (а) (измен-е длин в одном направлении) и асимметричные (б) (в различных направлениях). Валентные колебания требуют для собственной реализации огромных энергии, означает возникают в обл. сравнимо огромных частот.

Деформационные колебания приводят к измен-ю угла меж связями.различают а ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона –веерные; б – крутильные (качающие); в – ножничные; г – маятниковые; «+» и «-» означают колебания, перпендикулярные к плоскости рисунка

Свойства ИК диапазона:

1) положение полос поглощ-я на частотной шкале опред-ся частотой в max поглощ-я; 2) ширина и форма полос; 3) величина поглощ-я; 4) число полос поглщ-я.

Они зависят от хим состава ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона и структуры мол-л всасывающего в-ва, от агрегатного состояния в-ва, температуры, давления (для газов) и др.

Все спектральные полосы в ИК-спектрах явл. следствием колебаний происходящих в многоатомной молекуле, разделяются на скелетные и характеристические.

Скелетные отражают колебания, в каких все полосы скелета участвуют как целое. Их частоты в ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона обл. 1800-700 см-1, при всем этом происхождение отдельных полос приписать к определенным типам колебаний не может быть, но совокупа наблюдаемых полос точно охарактеризовывает ланную молекулярную структуру. На положение полос влияют заместители присоединенные к скелету молекулы.

Частоты колебаний характеристических групп сравнимо слабо зависят от строения всей молекулы в целом. При ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона всем этом группы атомов, входящих в состав молекулы и содержащие легкие элементы (такие группы, как -СН3, -ОН, -С=N, -С=О ), поглощают высо-кочастотное излучение. Наличие томных атомов (-С-СI; -C-Br и др.) понижает характеристические частоты поглощения. Нрав хим связи отражается, не считая того, и на интенсивности соответственных полос. У ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона полярных связей спектральные полосы, обычно, лучше, чем у наименее полярных. К примеру, в ряду

>С=О > С=N> С=C<

полярность связи миниатюризируется слева вправо. Аналогично меняется и интенсивность соответственных полос. То же самое наблюдается и для ряда

-ОН>-NH->-СН-

В кач-ве растворителей могут употребляться в-ва прозрачные в ИК-области ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона. Требования к растворителям: 1) неотклонима их безводность, 2)эталон должен быть растворим в исп-мом растворителе,3) должен быть инертным к эталону. Этим требованиям удовлетворяют след: CCl4, C2CCl4, диоксан, этанол, диметилформальдегид.

Спектрометры ИК-обл-ти состоят из числа тех же узлов, что и абсорбционные спектрометры для видимой и ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона УФ-обл-ти , но отлтчаются от их конструкцией неких узлов и материалом.

1−источник излучения; 2–кювета сопоставления; 3− фотометрическая система;

4− модулятор; 5 –монохроматор; 6 – сенсор;7– усилитель;8 –выпрямитель;9, 10 − движки; 11 – самописец;12−эталон

Источник излучения должен давать непрерывный диапазон в ИК-обл-ти. Более всераспространенными источниками явл-ся: глобар(стержень, спресованный из карбида кремния), штифт Нернста (спрессованная смесь оксидов циркония ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона, иитрия, тория), уплотненная спираль из нихромовой проволоки.

Оптическая система ИК спектрометров изгот-ся из прозрачных в ИК-обл-ти материалов. Линзы подменяют спец вогнутыми зеркалами. В качестве диспергирующих эл-тов исп-ют призмы и дифракционные решетки. При работе в ИК-обл-ти призмы и вся оптика должны быть ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона сделаны из галогено-щелочных и щелочноземельных эл-тов( KBr, CaF2, LiF, CsBr).

В качестве приёмников излучения (сенсоров) в ИК спектрометрах употребляют болометры (термические приёмники излуч-я, основанные на изменении электрич сопротивления термочувствительного эл-та при его нагревании вследствие поглощения измер-мого потока излуч-я), термоэл-ты ( состоят ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона из разнородных пластинок металла, спаянных меж собой, при нагревании в спае появляется термо-ЭДС пропорциональная температуре) и пневматические приёмники (в их исп-ся термическое расширение газа, наход-ся в зачерненной камере). При интерпретации ИК спектров могут быть решены след задачки: 1) требование подтвердить идентичность анализируемого эталона и в-ва известного строения ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона, 2) идентификация неведомого в-ва, 3) анализ консистенции веществ, 4) проведение количественного анализа.

46. Интерпретация ИК спектров.Аналитичекие приложения ИК спектроскопии.При интерпретации ИК спектров может быть поставлено несколько задач:

- требуется доказательство идентичности анализируемого эталона и вещества известного строения;

- нужно идентифицировать неведомое вещество;

- необходимо проанализировать консистенции веществ;

- следует провести количественный анализ.

Если анализируемое вещество является ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона уже известным соединением и требуется подтвердить идентичность анализируемого эталона и вещества известного строения, проще всего сопоставить приобретенный диапазон анализируемого вещества с т. н. эталонным диапазоном – высококачественным диапазоном данного соединения, имеющимся в литературе либо снятым самим исследователем в подобных критериях. Трудоемкое отнесение каждой имеющейся в диапазоне полосы поглощения ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона к определенным валентным либо деформационным колебаниям является лишним.

Для свойства неведомого вещества по ИК диапазону стандартного подхода не существует. К тому же, не все неведомые вещества можно идентифицировать. В почти всех случаях можно только приблизительно идентифицировать их главные многофункциональные группы. Но, с другой стороны, время от времени довольно получить ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона доказательство, что данная структура либо характеристическая группа отсутствует, чтоб считать задачку идентификации выполненной.

Для упрощения интерпретации ИК диапазона неведомого вещества нужно за ранее собрать максимум инфы о нем, используя другие способы исследования. К примеру, необходимо найти температуру плавления твердого вещества либо температуру кипения водянистого, растворимость анализируемого вещества в растворителях разных классов ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона, изучить поведение вещества в пламени. Это позволит в почти всех случаях сделать предварительное заключение о принадлежности анализируемого вещества к какому-то классу веществ. Нужно также убедиться, вправду ли эталон является довольно незапятнанным либо он содержит два либо более компонента, потому что интерпретация диапазона консистенций на основании характеристических частот поглощения групп ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона атомов очень очень затруднена.

После этой подготовительной работы нужно снять диапазон и приступить к его интерпретации с внедрением корреляционных таблиц и диаграмм. Корреляционные таблицы указывают более возможную область возникновения частоты поглощения определенной многофункциональной группы, определенную эмпирически в итоге исследования огромного числа узнаваемых структур. Потому что четкое положение частоты ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона поглощения группы атомов находится в зависимости от многих причин, то области поглощения могут быть широкими и существенно перекрываться одна с другой. Кусок таблицы областей поглощения неких структурных фрагментов органических молекул представлен на рис.

Проанализировав диапазон по разным областям ИК спектра, идентифицировав отдельные полосы поглощения и использовав имеющуюся информацию ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона о физико-химических свойствах (tпл,tкип,n20D и др.), можно сделать предположение о структуре анализируемого соединения. Для доказательства корректности этого догадки следует сравнить интерпретируемый диапазон с эталонным диапазоном предполагаемого вещества, взятым из литературы, либо со диапазоном этого вещества, снятым самим исследователем в подобных критериях.

Для установления строения неведомого нового ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона вещества ИК спектроскопия применяется в купе с другими физическими способами исследования (ЯМР спектроскопия, масс-спектроскопия, УФ спектроскопия и др.).

Современные ИК спектрометры снабжены компьютерами, в память которых заложены библиотеки ИК спектров соединений разных классов. Интерпретация спектров и идентификация анализируемых веществ на устройствах такового уровня существенно облегчается.

Анализ ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона консистенции веществ вероятен с применением ИКспек-троскопии только после ее подготовительного разделения.

Для определения количественного содержания вещества из огромного количества полос его ИК диапазона выбирают две – одну более чувствительную, интенсивность которой очень меняется при изменении содержания вещества, и вторую, т. н. базисную линию, интенсивность которой слабо находится в зависимости ИК-спектроскопия, природа спектров, осн. хар-ки спектров, особенности спектральных приборов ИК диапазона от содержания вещества. Строят калибровочный график зависимости дела Iан /Iбаз от концентрации вещества, а потом по этому графику определяют количественное содержание вещества в анализируемом образчике.


ili-hotya-bi-obespechit-im-dostup-v-vash-sad.html
ili-kak-ne-nado-prosit-odolzhenij-u-dizajnerov.html
ili-kak-vibirat-kvartiru.html