Spektrokemi
Spektrokemi är tillämpningen av spektroskopi inom flera kemiområden. Det inkluderar analys av spektra i kemiska termer och användning av spektra för att härleda strukturen av kemiska föreningar, och även för att kvalitativt och kvantitativt analysera deras närvaro i provet. Det är en metod för kemisk analys som bygger på mätning av våglängder och intensiteten hos elektromagnetisk strålning .
Historia
Det var inte förrän 1666 som Isaac Newton visade att vita ljus från solen kunde skingras till en kontinuerlig serie av färger. Så Newton introducerade konceptet som han kallade spektrum för att beskriva detta fenomen. Han använde en liten bländare för att definiera ljusstrålen, en lins för att kollimera den, ett glasprisma för att sprida det och en skärm för att visa det resulterande spektrumet. Newtons analys av ljus var början på vetenskapen om spektroskopi. Senare blev det klart att solens strålning kan ha komponenter utanför den synliga delen av spektrumet. År 1800 William Hershel att solens strålning sträckte sig in i infrarött , och 1801 gjorde John Wilhelm Ritter också en liknande observation i ultraviolett ljus . Joseph Von Fraunhofer utökade Newtons upptäckt genom att observera solens spektrum när den var tillräckligt spridd blockerades av fina mörka linjer nu kända som Fraunhofer-linjer . Fraunhofer utvecklade också diffraktionsgitter , som sprider ljuset på ungefär samma sätt som ett glasprisma men med vissa fördelar. den gallerpålagda interferensen av ljus för att producera diffraktion ger en direkt mätning av våglängder för diffrakterade strålar. Så genom att utöka Thomas Youngs studie som visade att en ljusstråle passerar slits framträder i mönster av ljusa och mörka kanter Fraunhofer kunde direkt mäta våglängderna för spektrallinjer. Men trots sina enorma prestationer kunde Fraunhofer inte förstå ursprunget till den speciella linje där han observerade. Det var inte förrän 33 år efter hans bortgång som Gustav Kirchhoff slog fast att varje grundämne och förening har sitt unika spektrum och att man genom att studera spektrumet för en okänd källa kunde bestämma dess kemiska sammansättning, och med dessa framsteg blev spektroskopi en verkligt vetenskaplig metod för att analysera strukturerna hos kemiska föreningar. Genom att inse att varje atom och molekyl har sitt spektrum etablerade Kirchhoff och Robert Bunsen därför spektroskopi som ett vetenskapligt verktyg för att undersöka atomära och molekylära strukturer och grundade området för spektrokemisk analys för att analysera sammansättningen av material.
IR Spectra tabeller och diagram
IR-spektrumtabell efter frekvens
Frekvensomfång | Absorption (cm −1 ) | Utseende | Grupp | Sammansatt klass | Kommentarer |
---|---|---|---|---|---|
4000–3000 cm −1 | 3700-3584 | medium, skarp | OH stretching | alkohol | fri |
3550-3200 | stark, bred | OH stretching | alkohol | intermolekylärt bunden | |
3500 | medium | NH stretching | primär amin | ||
3400 | |||||
3400-3300 | medium | NH stretching | alifatisk primär amin | ||
3330-3250 | |||||
3350-3310 | medium | NH stretching | sekundär amin | ||
3300-2500 | stark, bred | OH stretching | karboxylsyra | vanligtvis centrerad på 3000 cm −1 | |
3200-2700 | svag, bred | OH stretching | alkohol | intramolekylärt bunden | |
3000-2800 | stark, bred | NH stretching | aminsalt | ||
3000–2500 cm −1 | |||||
3000–2500 cm −1 | 3333-3267 | stark, skarp | CH stretching | alkyn | |
3100-3000 | medium | CH stretching | alken | ||
3000-2840 | medium | CH stretching | alkan | ||
2830-2695 | medium | CH stretching | aldehyd | dubblett | |
2600-2550 | svag | SH stretching | tiol | ||
2400–2000 cm −1 | |||||
2400–2000 cm −1 | 2349 | stark | O=C=O sträckning | koldioxid | |
2275-2250 | stark, bred | N=C=O sträckning | isocyanat | ||
2260-2222 | svag | CΞN stretching | nitril | ||
2260-2190 | svag | CΞC stretching | alkyn | disubstituerad | |
2175-2140 | stark | S-CΞN stretching | tiocyanat | ||
2160-2120 | stark | N=N=N sträckning | azid | ||
2150 | C=C=O sträckning | keten | |||
2145-2120 | stark | N=C=N sträckning | karbodiimid | ||
2140-2100 | svag | CΞC stretching | alkyn | monosubstituerad | |
2140-1990 | stark | N=C=S sträckning | isotiocyanat | ||
2000-1900 | medium | C=C=C sträckning | allene | ||
2000 | C=C=N sträckning | ketenimin | |||
2000–1650 cm −1 | |||||
2000–1650 cm −1 | 2000-1650 | svag | CH-böjning | aromatisk förening | överton |
1870-1540 | |||||
1818 | stark | C=O sträckning | anhydrid | ||
1750 | |||||
1815-1785 | stark | C=O sträckning | syrahalogenid | ||
1800-1770 | stark | C=O sträckning | konjugerad syrahalogenid | ||
1775 | stark | C=O sträckning | konjugerad anhydrid | ||
1720 | |||||
1770-1780 | stark | C=O sträckning | vinyl/fenylester | ||
1760 | stark | C=O sträckning | karboxylsyra | monomer | |
1750-1735 | stark | C=O sträckning | estrar | 6-ledad lakton | |
1750-1735 | stark | C=O sträckning | 5-lakton | γ: 1770 | |
1745 | stark | C=O sträckning | cyklopentanon | ||
1740-1720 | stark | C=O sträckning | aldehyd | ||
1730-1715 | stark | C=O sträckning | a,β-omättad ester | eller formater | |
1725-1705 | stark | C=O sträckning | alifatisk keton | eller cyklohexanon eller cyklopentenon | |
1720-1706 | stark | C=O sträckning | karboxylsyra | dimer | |
1710-1680 | stark | C=O sträckning | konjugerad syra | dimer | |
1710-1685 | stark | C=O sträckning | konjugerad aldehyd | ||
1690 | stark | C=O sträckning | primär amid | gratis (associerad: 1650) | |
1690-1640 | medium | C=N sträckning | imin/oxim | ||
1685-1666 | stark | C=O sträckning | konjugerad keton | ||
1680 | stark | C=O sträckning | sekundär amid | gratis (associerad: 1640) | |
1680 | stark | C=O sträckning | tertiär amid | gratis (associerad: 1630) | |
1650 | stark | C=O sträckning | 5-laktam | γ: 1750-1700 β: 1760-1730 | |
1670–1600 cm −1 | |||||
1670–1600 cm −1 | 1678-1668 | svag | C=C sträckning | alken | disubstituerad (trans) |
1675-1665 | svag | C=C sträckning | alken | trisubstituerad | |
1675-1665 | svag | C=C sträckning | alken | tetrasubstituerad | |
1662-1626 | medium | C=C sträckning | alken | disubstituerad (cis) | |
1658-1648 | medium | C=C sträckning | alken | vinyliden | |
1650-1600 | medium | C=C sträckning | konjugerad alken | ||
1650-1580 | medium | NH böjning | amin | ||
1650-1566 | medium | C=C sträckning | cyklisk alken | ||
1648-1638 | stark | C=C sträckning | alken | monosubstituerad | |
1620-1610 | stark | C=C sträckning | α,β-omättad keton | ||
1600–1300 cm −1 | |||||
1600–1300 cm −1 | 1550-1500 | stark | INGEN stretching | nitroförening | |
1372-1290 | |||||
1465 | medium | CH-böjning | alkan | metylengrupp | |
1450 | medium | CH-böjning | alkan | metylgrupp | |
1375 | |||||
1390-1380 | medium | CH-böjning | aldehyd | ||
1385-1380 | medium | CH-böjning | alkan | gem dimetyl | |
1370-1365 | |||||
1400–1000 cm −1 | |||||
1400–1000 cm −1 | 1440-1395 | medium | OH böjning | karboxylsyra | |
1420-1330 | medium | OH böjning | alkohol | ||
1415-1380 | stark | S=O sträckning | sulfat | ||
1200-1185 | |||||
1410-1380 | stark | S=O sträckning | sulfonylklorid | ||
1204-1177 | |||||
1400-1000 | stark | CF stretching | fluorförening | ||
1390-1310 | medium | OH böjning | fenol | ||
1372-1335 | stark | S=O sträckning | sulfonat | ||
1195-1168 | |||||
1370-1335 | stark | S=O sträckning | sulfonamid | ||
1170-1155 | |||||
1350-1342 | stark | S=O sträckning | sulfonsyra | vattenfri | |
1165-1150 | hydrat: 1230-1120 | ||||
1350-1300 | stark | S=O sträckning | sulfon | ||
1160-1120 | |||||
1342-1266 | stark | CN stretching | aromatisk amin | ||
1310-1250 | stark | CO-sträckning | aromatisk ester | ||
1275-1200 | stark | CO-sträckning | alkylaryleter | ||
1075-1020 | |||||
1250-1020 | medium | CN stretching | amin | ||
1225-1200 | stark | CO-sträckning | vinyleter | ||
1075-1020 | |||||
1210-1163 | stark | CO-sträckning | ester | ||
1205-1124 | stark | CO-sträckning | tertiär alkohol | ||
1150-1085 | stark | CO-sträckning | alifatisk eter | ||
1124-1087 | stark | CO-sträckning | sekundär alkohol | ||
1085-1050 | stark | CO-sträckning | primär alkohol | ||
1070-1030 | stark | S=O sträckning | sulfoxid | ||
1050-1040 | stark, bred | CO-O-CO stretching | anhydrid | ||
1000–650 cm −1 | |||||
1000–650 cm −1 | 995-985 | stark | C=C böjning | alken | monosubstituerad |
915-905 | |||||
980-960 | stark | C=C böjning | alken | disubstituerad (trans) | |
895-885 | stark | C=C böjning | alken | vinyliden | |
850-550 | stark | C-Cl stretching | haloförening | ||
840-790 | medium | C=C böjning | alken | trisubstituerad | |
730-665 | stark | C=C böjning | alken | disubstituerad (cis) | |
690-515 | stark | C-Br stretching | haloförening | ||
600-500 | stark | CI stretching | haloförening | ||
900–700 cm −1 | |||||
900–700 cm −1 | 880 ± 20 | stark | CH-böjning | 1,2,4-trisubstituerad | |
810 ± 20 | |||||
880 ± 20 | stark | CH-böjning | 1,3-disubstituerad | ||
780 ± 20 | |||||
(700 ± 20) | |||||
810 ± 20 | stark | CH-böjning | 1,4-disubstituerad eller | ||
1,2,3,4-tetrasubstituerad | |||||
780 ± 20 | stark | CH-böjning | 1,2,3-trisubstituerad | ||
(700 ± 20) | |||||
755 ± 20 | stark | CH-böjning | 1,2-disubstituerad | ||
750 ± 20 | stark | CH-böjning | monosubstituerad | ||
700 ± 20 | bensenderivat |
IR-spektratabell efter föreningsklass
Sammansatt klass | Grupp | Absorption (cm −1 ) | Utseende | Kommentarer |
---|---|---|---|---|
syrahalogenid | C=O sträckning | 1815-1785 | stark | |
alkoholer | OH stretching | 3700-3584 | medium, skarp | fri |
OH stretching | 3550-3200 | stark, bred | intermolekylärt bunden | |
OH stretching | 3200-2700 | svag, bred | intramolekylärt bunden | |
OH böjning | 1420-1330 | medium | ||
aldehyd | CH stretching | 2830-2695 | medium | dubblett |
C=O sträckning | 1740-1720 | stark | ||
CH-böjning | 1390-1380 | medium | ||
alifatisk eter | CO-sträckning | 1150-1085 | stark | |
alifatisk keton | C=O sträckning | 1725-1705 | stark | eller cyklohexanon eller cyklopentenon |
alifatisk primär amin | NH stretching | 3400-3300 | medium | |
alkan | CH stretching | 3000-2840 | medium | |
CH-böjning | 1465 | medium | metylengrupp | |
CH-böjning | 1450 | medium | metylgrupp | |
CH-böjning | 1385-1380 | medium | gem dimetyl | |
CH stretching | 3100-3000 | medium | ||
C=C sträckning | 1678-1668 | svag | disubstituerad (trans) | |
C=C sträckning | 1675-1665 | svag | trisubstituerad | |
C=C sträckning | 1675-1665 | svag | tetrasubstituerad | |
C=C sträckning | 1662-1626 | medium | disubstituerad (cis) | |
C=C sträckning | 1658-1648 | medium | vinyliden | |
C=C sträckning | 1648-1638 | stark | monosubstituerad | |
C=C böjning | 995-985 | stark | monosubstituerad | |
C=C böjning | 980-960 | stark | disubstituerad (trans) | |
C=C böjning | 895-885 | stark | vinyliden | |
C=C böjning | 840-790 | medium | trisubstituerad | |
C=C böjning | 730-665 | stark | disubstituerad (cis) | |
alkylaryleter | CO-sträckning | 1275-1200 | stark | |
alkyn | CH stretching | 3333-3267 | stark, skarp | |
CΞC stretching | 2260-2190 | svag | disubstituerad | |
CΞC stretching | 2140-2100 | svag | monosubstituerad | |
allene | C=C=C sträckning | 2000-1900 | medium | |
amin | NH böjning | 1650-1580 | medium | |
CN stretching | 1250-1020 | medium | ||
aminsalt | NH stretching | 3000-2800 | stark, bred | |
anhydrid | C=O sträckning | 1818 | stark | |
CO-O-CO stretching | 1050-1040 | stark, bred | ||
aromatisk amin | CN stretching | 1342-1266 | stark | |
aromatisk förening | CH-böjning | 2000-1650 | svag | överton |
aromatisk ester | CO-sträckning | 1310-1250 | stark | |
azid | N=N=N sträckning | 2160-2120 | stark | |
bensenderivat | 700 ± 20 | |||
karbodiimid | N=C=N sträckning | 2145-2120 | stark | |
koldioxid | O=C=O sträckning | 2349 | stark | |
karboxylsyra | OH stretching | 3300-2500 | stark, bred | vanligtvis centrerad på 3000 cm −1 |
C=O sträckning | 1760 | stark | monomer | |
C=O sträckning | 1720-1706 | stark | dimer | |
OH böjning | 1440-1395 | medium | ||
konjugerad syra | C=O sträckning | 1710-1680 | stark | dimer |
konjugerad syrahalogenid | C=O sträckning | 1800-1770 | stark | |
konjugerad aldehyd | C=O sträckning | 1710-1685 | stark | |
konjugerad alken | C=C sträckning | 1650-1600 | medium | |
konjugerad anhydrid | C=O sträckning | 1775 | stark | |
konjugerad keton | C=O sträckning | 1685-1666 | stark | |
cyklisk alken | C=C sträckning | 1650-1566 | medium | |
cyklopentanon | C=O sträckning | 1745 | stark | |
ester | CO-sträckning | 1210-1163 | stark | |
estrar | C=O sträckning | 1750-1735 | stark | 6-ledad lakton |
fluorförening | CF stretching | 1400-1000 | stark | |
haloförening | C-Cl stretching | 850-550 | stark | |
C-Br stretching | 690-515 | stark | ||
CI stretching | 600-500 | stark | ||
imin/oxim | C=N sträckning | 1690-1640 | medium | |
isocyanat | N=C=O sträckning | 2275-2250 | stark, bred | |
isotiocyanat | N=C=S sträckning | 2140-1990 | stark | |
keten | C=C=O sträckning | 2150 | ||
ketenimin | C=C=N sträckning | 2000 | ||
monosubstituerad | CH-böjning | 750 ± 20 | stark | |
nitril | CΞN stretching | 2260-2222 | svag | |
nitroförening | INGEN stretching | 1550-1500 | stark | |
ingen | 3330-3250 | |||
ingen | 1870-1540 | |||
ingen | 1750 | |||
ingen | 1720 | |||
ingen | 1372-1290 | |||
ingen | 1375 | |||
ingen | 1370-1365 | |||
ingen | 1200-1185 | |||
ingen | 1204-1177 | |||
ingen | 1195-1168 | |||
ingen | 1170-1155 | |||
ingen | 1165-1150 | hydrat: 1230-1120 | ||
ingen | 1160-1120 | |||
ingen | 1075-1020 | |||
ingen | 1075-1020 | |||
ingen | 915-905 | |||
ingen | 810 ± 20 | |||
ingen | 780 ± 20 | |||
ingen | (700 ± 20) | |||
ingen | (700 ± 20) | |||
fenol | OH böjning | 1390-1310 | medium | |
primär alkohol | CO-sträckning | 1085-1050 | stark | |
primär amid | C=O sträckning | 1690 | stark | gratis (associerad: 1650) |
NH stretching | 3500 | medium | ||
sekundär alkohol | CO-sträckning | 1124-1087 | stark | |
sekundär amid | C=O sträckning | 1680 | stark | gratis (associerad: 1640) |
sekundär amin | NH stretching | 3350-3310 | medium | |
sulfat | S=O sträckning | 1415-1380 | stark | |
sulfonamid | S=O sträckning | 1370-1335 | stark | |
sulfonat | S=O sträckning | 1372-1335 | stark | |
sulfon | S=O sträckning | 1350-1300 | stark | |
sulfonsyra | S=O sträckning | 1350-1342 | stark | vattenfri |
sulfonylklorid | S=O sträckning | 1410-1380 | stark | |
sulfoxid | S=O sträckning | 1070-1030 | stark | |
tertiär alkohol | CO-sträckning | 1205-1124 | stark | |
tertiär amid | C=O sträckning | 1680 | stark | gratis (associerad: 1630) |
tiocyanat | S-CΞN stretching | 2175-2140 | stark | |
tiol | SH stretching | 2600-2550 | svag | |
vinyl/fenylester | C=O sträckning | 1770-1780 | stark | |
vinyleter | CO-sträckning | 1225-1200 | stark | |
a,β-omättad ester | C=O sträckning | 1730-1715 | stark | eller formater |
α,β-omättad keton | C=C sträckning | 1620-1610 | stark | |
5-laktam | C=O sträckning | 1650 | stark | γ: 1750-1700 β: 1760-1730 |
5-lakton | C=O sträckning | 1750-1735 | stark | γ: 1770 |
1,2,3,4-tetrasubstituerad | ||||
1,2,3-trisubstituerad | CH-böjning | 780 ± 20 | stark | |
CH-böjning | 880 ± 20 | stark | ||
1,2-disubstituerad | CH-böjning | 755 ± 20 | stark | |
CH-böjning | 880 ± 20 | stark | ||
1,4-disubstituerad eller | CH-böjning | 810 ± 20 | stark |
För att använda en IR-spektrumtabell måste du först hitta frekvensen eller sammansättningen i den första kolumnen, beroende på vilken typ av diagram som används. Hitta sedan motsvarande värden för absorption, utseende och andra attribut. Värdet för absorption är vanligtvis i cm −1 .
OBS: ALLA FREKVENS HAR INTE EN RELATERAD FÖRENING.
Ansökningar
Utvärdering av Dual - Spectrum IR Spectrogram System on Invasive Ductal Carcinoma (IDC) Bröstcancer
Invasivt duktalt karcinom (IDC) är en av de vanligaste typerna av bröstcancer som står för 8 av 10 av alla invasiva bröstcancerformer. Enligt American Cancer Society får mer än 180 000 kvinnor i USA reda på att de har bröstcancer varje år, och de flesta får diagnosen denna specifika typ av cancer. Även om det är viktigt att upptäcka bröstcancer tidigt för att minska dödligheten kan det redan finnas mer än 10 000 000 celler i bröstcancer när den kan observeras med röntgenmammografi . IR-spektrumet som föreslås av Szu et al verkar dock vara mer lovande när det gäller att upptäcka bröstcancerceller flera månader före ett mammografi. Kliniska tester har utförts med godkännande av Institutional Review Board of National Taiwan University Hospital. Så från augusti 2007 till juni 2008 togs 35 patienter i åldern mellan (30-66) med en medelålder på 49 in i detta projekt. resultaten visade att cirka 63 % av framgångsfrekvensen kunde uppnås med tvärsnittsdata. Därför drog resultaten slutsatsen att bröstcancer kan detekteras mer exakt genom att korsreferensera S 1 -kartor över flera trepunkter.
Molekylära spektroskopiska metoder för att belysa ligninstruktur
En Lignin i växtceller är en komplex amorf polymer och den är biosyntetiserad från tre aromatiska alkoholer, nämligen P-Coumaryl- , Coniferyl- och Sinapyl- alkoholer. Lignin är en mycket grenad polymer och står för 15-30 viktprocent av lignocellulosabiomassa (LCBM), så strukturen av ligninet kommer att variera avsevärt beroende på typen av LCBM och sammansättningen kommer att bero på nedbrytningsprocessen . Denna biosyntesprocess består huvudsakligen av radikalkopplingsreaktioner och den genererar en speciell ligninpolymer i varje växtart. Så på grund av att ha en komplex struktur har olika molekylära spektroskopiska metoder använts för att lösa de aromatiska enheterna och olika interenhetskopplingar i lignin från distinkta växtarter.
-
^
"Spektrokemisk analys" . Britannica . 23 september 2019 . Hämtad 1 maj 2021 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
Deglr6328 (10 september 2006). "Diklorometan nära IR-spektrum" . Wikipedia Commons . Hämtad 29 april 2021 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
"Eran av klassisk spektroskopi" . MIT Spectroscopy Lab - Historia . Hämtad 1 maj 2021 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
"IR-spektrumtabell & diagram" . Millipore Sigma . Hämtad 29 april 2021 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
"IR-spektrumtabell & diagram" . Millipore Sigma . Hämtad 29 april 2021 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
"Invasivt duktalt karcinom: Diagnos, behandling och mer" . Breastcancer.org . 21 januari 2020 . Hämtad 2 maj 2020 .
{{ citera webben }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk ) -
^
Lee, Chuang, Hsieh, Lee, Lee, Shih, Lee, Huang, Chang, Chen, Chia-Yen, Ching-Cheng, Hsin-Yu, Wan-Rou, Ching-Yen, Shyang-Rong, Si-Chen, Chiun -Sheng, Yeun-Chung, Chung-Ming Chen (14 juni 2011). UTVÄRDERING AV DUAL-SPECTRUM IR SPEKTROGRAMSYSTEM PÅ INVASIVA DUCTAL CARCINOMA (IDC) BRÖSTCANCER . Institutet för biomedicinsk teknik, National Taiwan University, Taiwan. s. 427–433.
{{ citera bok }}
: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
^
Lu, Lu, Hu, Xie, Wei, Fan, Yao, Yong-Chao, Hong-Qin, Feng-Jin, Xian-Yong, Xing (29 november 2017). "Strukturell karakterisering av lignin och dess nedbrytningsprodukter med spektroskopiska metoder" . Journal of Spectroscopy . 2017 : 1–15. doi : 10.1155/2017/8951658 .
{{ citera tidskrift }}
: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
^
You, Xu, Tingting, Feng (5 oktober 2016). "Tillämpningar av molekylära spektroskopiska metoder för att klargöra ligninstrukturen" . Tillämpningar av molekylär spektroskopi på aktuell forskning inom kemiska och biologiska vetenskaper . IntechOpen . doi : 10.5772/64581 . ISBN 978-953-51-2680-5 . Hämtad 1 maj 2021 .
{{ citera bok }}
: CS1 underhåll: url-status ( länk )