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1、物质的红外光谱识别概述 红外光谱范围 红外光谱 （0.751000m） 分子转动 分子振动转动 （倍频） 远红外光谱（转动区） （251000m） （40010cm-1） 中红外光谱 （2.525m） （4000400cm-1） 近红外光谱（泛频） （0.752.5m） （131584000cm-1） 反映分子基本结构 （常用） 紫外区 可见区 红外区 1500-400cm-1 指纹区，进一步确定基团的指纹区，进一步确定基团的 结合方式结合方式 中红外区功能划分 40001500cm-1 基团区，确定所属化合物类型基团区，确定所属化合物类型 红外光谱的物质识别一 红外光谱的物质识别方法主要分为
2、三类：分子振动特征峰法、峰位比对法、数值解析法 分子振动特征峰法：分子振动特征峰法：光子在红外光谱区域的吸收频率，反映了该物质构建分子的诸多原子之间 价键振动频率。在中红外区（4004000cm-1），分子的振动频率分为基团频率和指纹频率， 通过观察在基团区域和指纹区域的吸收峰位，可确定组成该物质的分子构成。 在实际应用中，首先根据分子力学计算原子之间价键振动频率，建立特征基团的振动频 率数据库。将被测物质红外各吸收峰位与 数据库进行比对，以此确定该物质的分子 构。 这种方法专业性强，适合于单一物质的 判定。 部分特征基团的振动频率部分特征基团的振动频率 特征基团 振动频率cm-1 特征基团
3、振动频率cm-1 OH伸缩 3800-3300 CH2扭曲振动 1300 =CH伸缩 31003000 P=O伸缩 1250 CN伸缩 2200 C-O-C对称收缩 1100 C=C伸缩 17601660 C-O伸缩 11001000 CH2变角振动 1465 CH2面内摇摆 730720 COH面内弯曲 1430 CO2面外摇摆 550 红外光谱谱图的物质识别二 峰位比对法：峰位比对法：利用已建立的物质特征峰图谱库与未知物质的红外谱图吸收峰进行峰高、 峰位比对，以确认未知物质。 这种方法简单、实用，特别适合于单一物质的判定特别适合于单一物质的判定。但对混合物质，由于各自物质的特 征峰彼此叠加
4、，导致所测吸收峰被掩盖或峰位偏离各自特征峰位，特别是混合物质各自含量 不同时，所测吸收峰位也会有所不同，为了拟补这一缺陷，人们常常针对不同峰位根据经验 采取权重处理，这种方法由于人为因素和随机性准确性不高，科学性差，不具有普遍规律。 在实际应用中，峰位法进行样品的物质判断被广泛使用。目前国内医院广泛使用的“人 体结石红外光谱自动分析系统”就是采 用这种方法。被测样品通常存在伴生物 等其他物质，出现误判时有发生。如人 体结石中碳酸磷灰石和六水磷酸铵镁混 合物（如右图蓝色谱线），用此方法很 难判断出含有碳酸磷灰石成分。 数值解析法：利用已知物质和未知物质的红外光谱图谱，通过建立数学模 型，识别未知
5、物质。这种方法不仅对单一物质，尤其对混合物质的识别更为 有效。 数值解析式的红外光谱物质识别数学模型有很多种类，通常是以最小二乘 法为基础，根据所分析物质的种类，可衍生出多种数学模型。通过计算机进 行大量的数值统计计算，在已知的图谱库中，筛选出最有可能存在于未知物 中的物质。可以看出，数学模型建立的好坏，直接影响判断的准确性，如果 结合峰位法进行综合判断，那么准确性会大大提高。 数值解析法不但能够对未知物的定性判断，还能够进行定量分析。 红外光谱的物质识别三 物质确认方法比较 方法方法 内容内容 准确性准确性 定定 量量 特点特点 单一 物质 混合 物质 1 特征峰 法 根据分子运动能量种类，不同原子及原子之间价键 在红外光谱区域的吸收特性-特征峰，以确认组成 该物质元素及分子结构 高 低 否 专业性强 2 峰位比 对法 已知物质与被测物质红外光谱的峰高、峰位比对 高 低 否 简单、直 观 3 峰型比 对法 根据已知物质与被测物质红外光谱的峰高、峰位、 峰面积比对 高 低 是 操作复杂、 通用性差 4 数值解 析法 利用已知物质与被测物质红外光谱吸光度进行相关 性数学解析 高 高 是 通用性强、 运算复杂
