在瀏覽器中判讀與比較 IR 光譜

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為什麼要使用瀏覽器 IR 檢視器？

在有機實驗室中，IR 往往是最快的檢查方法。酯生成了嗎？起始的醇用完了嗎？答案就在幾個吸收帶中，但光譜通常是 FTIR 軟體輸出的檔案，而這套軟體只裝在儀器電腦上。

瀏覽器檢視器讓你可以在任何地方開啟這個檔案、找出峰，並查看它們符合哪些官能基。你也可以把兩張光譜放在同一張圖上，看看反應過程中有什麼改變。

IR 光譜能告訴你什麼

化學鍵吸收紅外光的頻率取決於鍵的強度與原子的質量。x 軸是以 cm⁻¹ 為單位的波數，由高到低繪製。

%T 與吸光度呈現的是同一組數據。穿透率 T 是通過樣品的光所占的比例，吸光度 A = −log₁₀(T)。在 %T 中吸收帶朝下；在吸光度中吸收帶朝上，而且帶高與濃度成正比（比爾–朗伯定律）。因此比較強度時，吸光度是較好的選擇。

先學會這些關鍵區域：

• O–H：醇在約 3200–3550 cm⁻¹ 有寬吸收帶。羧酸的 O–H 非常寬，從約 3300 一路延伸到 2500 cm⁻¹。
• C–H：sp³ 碳在 3000 cm⁻¹ 稍低處，烯類與芳香族 C–H 在 3000 cm⁻¹ 稍高處。
• C≡N 與 C≡C：約 2100–2260 cm⁻¹，這個區域很少有其他吸收。
• C=O：約 1650–1800 cm⁻¹ 的強吸收帶。酯約在 1735–1750，酮約在 1715，醯胺較低，約在 1650–1690。
• C–O：醇、醚與酯在約 1000–1300 cm⁻¹ 有強吸收帶。

約 1500 cm⁻¹ 以下是指紋區。它對每種化合物都是獨一無二的，但很難逐一指認吸收帶。

幾乎不改變偶極的鍵（例如對稱烯類的 C=C）在 IR 中吸收很弱或沒有吸收。它們在拉曼光譜中往往很強，所以當這裡少了預期的吸收帶時，可以對同一樣品整理並判讀拉曼光譜。

能開啟哪些檔案

檢視器會判斷你的 y 值是 %T、穿透率（0–1）還是吸光度。以微米為單位的 x 軸會換算成 cm⁻¹。

如何逐步分析一張光譜

1. 按開啟 IR 檔案，或把檔案拖到方框中。想練習的話，可以按乙醇或苯甲酸。
2. 為 y 軸選擇 %T 或吸光度。
3. 若背景傾斜或彎曲，請勾選基線校正。圖上會標示 Baseline corrected（已校正基線）。
4. 移動閾值滑桿，直到真正的吸收帶被標出而雜訊沒有，再按標峰。選擇新增峰可手動加入較弱的吸收帶。
5. 閱讀峰表。每一列會列出波數、強度、最佳比對結果及其一般範圍與理由，以及其他可能選項。點一下某一列，就會在圖上為對應的吸收帶加上陰影。
6. 若要比較，請按開啟第二個檔案，或從或選擇範例…中挑選。按對調可把第二條曲線設為主曲線。
7. 用匯出 PNG、匯出 CSV或峰列表 CSV匯出。

檢視器的功能

在課堂與實驗室中的用法

• 教學實驗：酯化反應後，學生開啟產物光譜，檢查約 1740 cm⁻¹ 的酯 C=O 與強 C–O 吸收帶。乙酸乙酯範例示範了該找哪些特徵。
• 反應檢查：把產物與起始物疊在一起。O–H 吸收帶消失或出現新的 C=O 吸收帶，在同一張圖上一目了然。
• 教授官能基頻率：依序載入乙醇、丙酮與苯甲酸，比較醇、酮與羧酸。
• 報告：匯出 PNG 與峰列表 CSV，做成結果表格。

技巧與限制

• 官能基提示只是起點，不是指認結論。請對照你預期的結構逐一檢查。
• 閾值太低會標到雜訊與水蒸氣的吸收帶。請調高閾值，再手動加入你確定的弱吸收帶。
• 基線校正會改變吸收帶的高度。若報告的是校正後的光譜，請加以說明。
• 對含有多個子檔案的 SPC 檔，只會讀取第一個。
• 光靠 IR 很少能證明結構。請搭配 NMR 與質譜使用。

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