مطيافية الأشعة تحت الحمراء

على الرغم من أن جزيئات الهيدروكربونات تحتوي فقط على روابط C-H وC-C، إلا أن أطياف الأشعة تحت الحمراء الناتجة عن تمدد وثني روابط C-H توفر معلومات وفيرة.
 في الألكانات، التي تحتوي على عدد قليل جدًا من الأشرطة، يمكن تعيين كل شريط في الطيف كما يلي:

• تمدد C–H من 3000–2850 سم⁻¹
  
   
• ثني أو قطع C–H من 1470-1450 سم⁻¹
  
   
• تذبذب C–H، ميثيل من 1370-1350 سم⁻¹
  
   
• تذبذب C–H، ميثيل، يظهر فقط في الألكانات طويلة السلسلة من 725-720 سم⁻¹
  
   

في مركبات الألكينات، يمكن تعيين كل شريط في الطيف كما يلي:

• تمدد C=C من 1680-1640 سم⁻¹
  
   
• تمدد =C–H من 3100-3000 سم⁻¹
  
   
• ثني =C–H من 1000-650 سم⁻¹
  
   

في الألكاينات، يمكن تعيين كل شريط في الطيف كما يلي:

• تمدد –C≡C– من 2260-2100 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–H في –C≡C–H من 3330-3270 سم⁻¹
  
   
• ثني C–H في –C≡C–H من 700-610 سم⁻¹
  
   

في المركبات العطرية، يمكن تعيين كل شريط في الطيف كما يلي:

• تمدد C–H من 3100-3000 سم⁻¹
  
   
• توافقيات ضعيفة من 2000-1665 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–C داخل الحلقة من 1600-1585 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–C داخل الحلقة من 1500-1400 سم⁻¹
  
   

لاحظ أن هذا التردد أعلى قليلاً من تمدد C–H في الألكانات. هذه أداة مفيدة جدًا في تفسير أطياف الأشعة تحت الحمراء. فقط الألكينات والمركبات العطرية تُظهر تمدد C–H أعلى قليلًا من 3000 سم⁻¹.

المجموعات الوظيفية التي تحتوي على رابطة C–O:
 تمتلك الكحولات امتصاصات في الأشعة تحت الحمراء مرتبطة بتمدد O–H وC–O:

• تمدد O–H (مرتبط بالهيدروجين) من 3500-3200 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–O من 1260-1050 سم⁻¹ (قوي)
  
   

شريط تمدد الكربونيل C=O في الكيتونات الأليفاتية المشبعة يظهر عند:

• تمدد C=O – في الكيتونات الأليفاتية عند 1715 سم⁻¹
  
   
• في الكيتونات غير المشبعة α,β عند 1685-1666 سم⁻¹
  
   

إذا تم الشك في أن المركب ألدهيد، يظهر دائمًا شريط حول 2720 سم⁻¹، وغالبًا ما يظهر كشريط على شكل "كتف" على يمين امتدادات C–H الألكيلية.

• تمدد H–C=O من 2830-2695 سم⁻¹
  
   
• تمدد C=O في الألدهيدات الأليفاتية من 1740-1720 سم⁻¹؛ وفي الألدهيدات غير المشبعة α,β من 1710-1685 سم⁻¹
  
   

شريط تمدد الكربونيل C=O في الإسترات يظهر عند:

• في الإسترات الأليفاتية من 1750-1735 سم⁻¹؛ وفي غير المشبعة α,β من 1730-1715 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–O من 1300-1000 سم⁻¹
  
   

شريط تمدد الكربونيل C=O في الأحماض الكربوكسيلية يظهر كشريط قوي عند 1760-1690 سم⁻¹. يعتمد الموقع الدقيق لهذا الشريط العريض على ما إذا كان الحمض الكربوكسيلي مشبعًا أو غير مشبع، أو في حالة ثنائية (ديمر)، أو يحتوي على ترابط هيدروجيني داخلي.

• تمدد O–H من 3300-2500 سم⁻¹
  
   
• تمدد C=O من 1760-1690 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–O من 1320-1210 سم⁻¹
  
   
• ثني O–H من 1440-1395 و950-910 سم⁻¹
  
   

المركبات العضوية النيتروجينية:

• تمدد غير متماثل N–O من 1550-1475 سم⁻¹
  
   
• تمدد متماثل N–O من 1360-1290 سم⁻¹
  
   

المركبات العضوية التي تحتوي على هالوجينات:
 الهاليدات الألكيلية هي مركبات تحتوي على رابطة C–X، حيث X هو هالوجين: بروم، كلور، فلورين، أو يود.

• تذبذب C–H (في –CH2X) من 1300-1150 سم⁻¹
  
   
• تمدد C–X (عام) من 850-515 سم⁻¹

مطيافية تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء:

هي تقنية للحصول على أطياف الأشعة تحت الحمراء. يتم توجيه ضوء الأشعة تحت الحمراء عبر مقياس تداخل قبل المرور عبر العينة (أو العكس). يعمل مرآة متغيرة داخل الجهاز على تعديل توزيع ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يمر عبر مقياس التداخل. "مخطط التداخل" هو إشارة مسجلة مباشرة تُظهر خرج الضوء كدالة لموضع المرآة. تحويل فورييه هو تقنية معالجة بيانات تقوم بتحويل البيانات الخام إلى النتيجة المتوقعة (طيف العينة): خرج الضوء كدالة لطول موجة الأشعة تحت الحمراء (أو عدد الموجات). كما ذُكر سابقًا، تتم مقارنة طيف العينة دائمًا بمعيار.

الطريقة "التشتتية" أو "مونوكرومتر المسح الضوئي" هي طريقة بديلة للحصول على الأطياف. تتضمن هذه الطريقة تعريض العينة لأطوال موجية مفردة متتالية. تُستخدم الطريقة التشتتية بشكل أكبر في مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، لكنها أقل فاعلية في الأشعة تحت الحمراء مقارنة بتقنية FTIR.

أحد أسباب تفضيل FTIR يُعرف باسم "ميزة فيلجيت" أو "ميزة التعدد": يتم التقاط المعلومات عند جميع الترددات في الوقت نفسه، مما يُحسّن من السرعة ونسبة الإشارة إلى الضجيج.
 ميزة أخرى تُعرف باسم "ميزة جاكينو للإنتاجية": حيث يجب على الطريقة التشتتية اكتشاف مستويات ضوء أقل بكثير مقارنة بـ FTIR.
 رغم وجود مزايا وعيوب لكل منهما، فإن معظم أجهزة مطيافية الأشعة تحت الحمراء الحديثة هي من نوع FTIR.