红外光谱(三)：无机物的红外谱图分析

前言：

此前，我们曾对红外光谱的基本原理以及特征官能团的振动频率进行了介绍，但是，主要内容都是围绕有机物展开的。今天分享的内容主要介绍下一些常见无机官能团的红外振动频率，希望对大家有所帮助。由于本人知识有限，短期内也很难将参考资料搜集得很完整，如有纰漏，恳请方家指正，多谢！

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 1. 为什么无机物不经常做红外光谱？

     多数情况下，人们主要采用红外光谱来分析有机官能团，而采用红外对无机物进行分析就要少得多了，很多教材上也没有特别地讨论无机物的红外吸收。实际上，对于无机材料而言，采用XRD来定性分析要比红外光谱更加直接，而一些细节的分析采用拉曼光谱要更方便一些，因为拉曼光谱可以测量的范围更广（4000-40 cm-1），而很多无机物，特别是氧化物的谱峰信息都是在800 cm-1以下的这个范围。此外，拉曼制样简单，不受水等干扰，分辨率也高一些。

备注：这里只是相对目前的研究而言哈，实际上早期人们对于无机物的红外谱图也进行了大量的研究，这里推荐感兴趣的朋友看看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》一书，作者：中本一雄（黄德如 汪仁庆译）。书中从群论出发，对不同结构特征的无机化学物进行了非常全面的讨论（从双原子分子到四原子分子，八面体分子，X2Y10分子等）

2. 一般用红外光谱来分析无机物中的什么信息？

    红外光谱是分子振动光谱，所以万变不离其宗，红外光谱测试无机物和有机物是一样的，都是研究在振动中伴随有偶极矩变化的基团。常见的所研究的无机物主要包括H2O, CO, 氧化物，无机盐中的阴离子，配位化合物等。

    对于无机盐而言，阳离子类型不同会影响到其阴离子的振动频率。例如，对于无水碱性氢氧化物而言，OH-的伸缩振动频率都在3550—3720 cm-1范围内。其中，KOH为3678 cm-1，NaOH在3637 cm-1, Mg(OH)2为3698 cm-1，Ca(OH)2为3644 cm-1。

    在实际应用中，无机物的红外光谱可以用来干什么呢？举个简单的离子，对于氧化物而言，其表面的结构羟基和许多应用都有密切关系（比如催化，生物医用等）。而这些表面羟基采用XRD肯定是定不出来的，这个时候采用红外进行表征就具有优势了，特别是原位红外，可以研究在不同温度下表面羟基的变化情况，进而跟其性能联系起来。

    另外，红外光谱和XRD相结合对于样品的定性分析也是非常有帮助的，因为XRD并不是万能的，有很多物质实际上是没有标准谱图的，而红外谱图能够提供一些结构上的佐证，对于确定物质组成是很有帮助的。

3. 常见无机物中阴离子在红外区的吸收频率如下表所示： 

    有图表的地方可以少说废话，如果大家对于常见阴离子的峰位置有什么不确定的话，可以看看上面这个表。如果想了解得更加全面，或者想从群论等理论的角度进行了解，还是推荐大家看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》。

4. 磷，硫相关的红外特征频率范围

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