Методы исследования в химии

1.

МИРЭА – Российский Технологический Университет
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Кафедра неорганической химии им. А.Н. Реформатского
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ХИМИИ
Преподаватель: доц., к.х.н. Дорохов Андрей Викторович

2.

ЛЕТУЧКА №3
Ответьте на следующие вопросы:
1.
На чём основан метод ИК-спектроскопии? Какие колебания
разрешены в ИК-спектрах поглощения правилами отбора?
2.
Что такое характеристические колебания? В каких областях
A
ИК-спектра
проявляются валентные колебания С-H и O-H?
3. Какой из спектров соответствует карбонильному соединению,
а какой амину и почему? Какой это амин?
Какое из этих соединений является ароматическим?
Ответ аргументируйте.
Б
2

3.

ЛЕКЦИЯ 3
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ИК-спектроскопия
(часть 3)

4.

ПРИМЕНЕНИЕ
ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
4

5.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Диоксид кремния, силикаты
101
100
3676,10cm-1
95
(Si-O)
1050-1010 см-1
(SiO4)
800-790, 625, 500 см-1
(B-O)
1400-1370 см-1
90
85
%T
80
790,99cm-1
669,30cm-1
75
(BO3, BO4)
70
670-600 см-1
1013,48cm-1
65
ИК-спектр боросиликатного стекла
60
56
4000
3500
Имя
Pillow_polymer_beads-2_1
3000
2500
2000
1500
1000
500
cm-1
Описание
Образец 002 полученный BalashovM Дата среда, июня 01 2022
5

6.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Диоксид кремния, силикаты
ИК-спектр кварцевого песка
6

7.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Кремнийорганические соединения
(Si-H)
2100 см-1
(Si-H)
900-800 см-1
(Si-CH3) 1265-1260 см-1
as(Si-O-Si) 1050-1020 см-1
s(Si-O-Si) 800-670 см-1
as(Si-C2) 810-800 см-1
as(Si-C3) 700-680 см-1
s(Si-C2) 710-700 см-1
s(Si-C3) 670-640 см-1
6

8.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Оксид алюминия и алюмосиликаты
, (AlO6) 560-420 см-1
(H-OH) 3400-3100 см-1
as(Si-O-Si) 1100-1010 см-1 (HOH) 1650-1630 см-1
(-O-H) 3800-3730 см-1
(>O-H) 3670-3650 см-1
(MOH) 1620-650 см-1
7

9.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Карбонаты
(С=O) 1440-1400 см-1
интенсивная
(СO3) 875-810, 730-710 см-1
узкие
(H-OH) 3400-3100 см-1
(HOH) 1650-1630 см-1
8

10.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Карбонаты
ИК-спектры кимберлита
9

11.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Сульфаты
(S=O) 1130-1120 см-1 интенсивная
(SO4) 640-620 см-1
узкая
(H-OH) 3400-3100 см-1
(HOH) 1650-1630 см-1
10

12.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Фосфаты
(P=O) 1050-950 см-1 интенсивная
(PO4) 560-550 см-1
интенсивная
(H-OH) 3400-3100 см-1
(HOH) 1650-1630 см-1
11

13.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Нитраты
as (N=O) 1790-1760 см-1 слабая, узкая
s (N=O) 1390-1380 см-1 интенсивная
(NO3) 840-820 см-1
узкая
12

14.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
основных классов неорганических соединений
Нитриты
as (N=O) 1260 см-1 интенсивная
(NO2) 825 см-1
узкая
13

15.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Аквакомплексы
Некоординированная вода
(H-OH) 3550-3200 см-1 широкая, несколько максимумов
(HOH) 1630-1600 см-1
(HOH) 600-200 см-1
слабая
14

16.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Аквакомплексы
Координированная вода
r(H2O)
w(H2O)
(MO)
15

17.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Гидроксокомплексы
(-O-H) 3800-3700 см-1 узкая
(MOH) 1200-1050 см-1
В отличие от аквакомплексов нет полосы при ~1600 см-1
(>O-H) 3670-3650 см-1
(>OH) ~950 см-1
(MO) ниже 500 см-1
16

18.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Аминокомплексы
s (NH3)
as (NH3)
3400-3000 см-1
d (NH3) 1650-1550 см-1
s (NH3) 1370-1000 см-1
r (NH3) 950-590 см-1
r (MN) 530-300 см-1
(Co) > (Cr) > (Ni)
17

19.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Аминокомплексы
При замещении молекулы аммиака на другой лиганд
симметрия молекулы понижается и, как следствие, происходит
расщепление полос, отвечающих колебаниям d (NH3) и (MN).
Также появляются полосы колебаний МХ.
18

20.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Нитро- и нитритокомплексы
19

21.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Нитрокомплексы (M-NO2)
as (NO2) 1470-1370 см-1
s (N=O) 1340-1320 см-1
s (ONO) 850-825 см-1
w(NO2) 660-430 см-1
r (NO2) 305-250 см-1
(MN) 450-290 см-1
Некоординированный нитрит-ион: as (NO2) 1250 см-1
20

22.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Нитритокомплексы (M-ONO)
(N=O) 1485-1400 см-1
(N-O) 1100-1050 см-1
(ONO) 840-820 см-1
Нет полосы колебания w(NO2) при 660-430 см-1
21

23.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Хелатные нитрогруппы
Частота as (NO2) и s (NO2) ниже, а (ONO) выше,
чем у монодентатных нитрокомплексов.
22

24.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Мостиковые нитрогруппы
(N=O) 1520-1490 см-1
(-N-O-) 1200-1180 см-1
(ONO) 850 см-1
Нет полосы колебания w(NO2) при 660-430 см-1
23

25.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Карбонатокомплексы
При координации вследствие изменения симметрии снимается
запрет на колебание s (CO3)
(появляются новые полосы) и
снимается вырождение (СO2) (происходит расщепление полос).
24

26.

Карбонатокомплексы
25

27.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Сульфатокомплексы
При координации вследствие изменения симметрии снимается
запрет на колебания s (SO4) и s (SO4) (появляются новые полосы) и
снимается вырождение (SO4) (происходит расщепление полос).
26

28.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Сульфатокомплексы
Хелатный сульфат ион:
(SO) 1211, 1176, 1075 см-1
27

29.

Сульфатокомплексы
28

30.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Перхлоратокомплексы
29

31.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Цианокомплексы
(С N) 2200-2000 см-1 очень интенсивная
(С N) 2080 см-1 некоординированный ион
ЭО
(MC)
600-350 см-1
(MCN) 500-350 см-1
СО
(CMC) 130-60 см-1
КЧ
При мостиковой координации частота (С N) увеличивается
30

32.

ИК–СПЕКТРОСКОПИЯ
комплексных соединений
Тиоцианатные комплексы
100.00
(CN)N 2100-2060 см-1 очень интенсивная
(CN)S 2130-2100 см-1 очень интенсивная
99.95
99.90
99.85
99.80
(CN)мост 2200-2130 см-1 очень интенсивная
[Cu(PPh3)(Morph)2NCS]
99.75
99.70
(СS)N 860-780 см-1 слабая
(СS)S 720-690 см-1 слабая
99.60
%T
(С N)
99.65
2050 см-1 некоординированный ион
CuSCN
99.55
99.50
99.45
99.40
99.35
99.30
(NCS) 490-410 см-1 1-4 полосы
99.25
99.20
99.10
99.05
2200
(C N)
2098.15
2155.80
99.15
2000
Wavenumbers (cm-1)
31

33.

БАЗЫ ДАННЫХ ИК-СПЕКТРОВ
https://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/
https://webbook.nist.gov/chemistry/
http://www.irug.org/
42