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紅外光譜原理概述

更新時間:2018-03-06      點擊次數(shù):2200
    紅外光譜原理概述
  紅外光譜與分子的結構密切相關,是研究表征分子結構的一種有效手段,與其它方法相比較,紅外光譜由于對樣品沒有任何限制,它是*的一種重要分析工具。在分子構型和構象研究、化學化工、物理、能源、材料、天文、氣象、遙感、環(huán)境、地質(zhì)、生物、醫(yī)學、藥物、農(nóng)業(yè)、食品、法庭鑒定和工業(yè)過程控制等多方面的分析測定中都有十分廣泛的應用。
  紅外光譜可以研究分子的結構和化學鍵,如力常數(shù)的測定和分子對稱性等,利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長和鍵角,并由此推測分子的立體構型。根據(jù)所得的力常數(shù)可推知化學鍵的強弱,由簡正頻率計算熱力學函數(shù)等。分子中的某些基團或化學鍵在不同化合物中所對應的譜帶波數(shù)基本上是固定的或只在小波段范圍內(nèi)變化,因此許多有機官能團例如甲基、亞甲基、羰基,氰基,羥基,胺基等等在紅外光譜中都有特征吸收,通過紅外光譜測定,人們就可以判定未知樣品中存在哪些有機官能團,這為zui終確定未知物的化學結構奠定了基礎。
  由于分子內(nèi)和分子間相互作用,有機官能團的特征頻率會由于官能團所處的化學環(huán)境不同而發(fā)生微細變化,這為研究表征分子內(nèi)、分子間相互作用創(chuàng)造了條件。
  分子在低波數(shù)區(qū)的許多簡正振動往往涉及分子中全部原子,不同的分子的振動方式彼此不同,這使得紅外光譜具有像指紋一樣高度的特征性,稱為指紋區(qū)。利用這一特點,人們采集了成千上萬種已知化合物的紅外光譜,并把它們存入計算機中,編成紅外光譜標準譜圖庫。
  當代紅外光譜技術的發(fā)展已使紅外光譜的意義遠遠超越了對樣品進行簡單的常規(guī)測試并從而推斷化合物的組成的階段。紅外光譜儀與其它多種測試手段聯(lián)用衍生出許多新的分子光譜領域,例如,色譜技術與紅外光譜儀聯(lián)合為深化認識復雜的混合物體系中各種組份的化學結構創(chuàng)造了機會;把紅外光譜與顯微鏡方法結合起來,形成紅外成像技術,用于研究非均相體系的形態(tài)結構,由于紅外光譜能利用其特征譜帶有效地區(qū)分不同化合物,這使得該方法具有其它方法難以匹敵的化學反差。人們只需把測得未知物的紅外光譜與標準庫中的光譜進行比對,就可以迅速判定未知化合物的成份。
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