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    紅外光譜法

    放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2005-11-18
     

    一定頻率的紅外光輻照能導(dǎo)致被照射物質(zhì)分子在振動、轉(zhuǎn)動能級上的躍遷。當(dāng)分子中某些化學(xué)鍵或基團(tuán)(具有偶極特性)的振動頻率與紅外輻射的頻率一致時,分子便吸收此紅外輻射(一種共振吸收)。若以頻率連續(xù)改變的紅外光輻照試樣,由于試樣對不同頻率的紅外光的吸收不同,便得到以吸光度A或透光率T為縱坐標(biāo),紅外輻射波數(shù)或波長為橫坐標(biāo)的紅外光譜圖。

    一個分子的振動涉及到多個原子的共同運(yùn)動,它分為延著化學(xué)鍵的伸縮和彎曲兩類振動方式。其振動頻率主要決定于原子的質(zhì)量與化學(xué)鍵的強(qiáng)度。質(zhì)量越小,化學(xué)鍵越強(qiáng),則振動頻率越高。因此不同官能團(tuán)或基團(tuán)將有其特征頻率區(qū)。例如,—OH基團(tuán)在36503200cm1區(qū)間有強(qiáng)寬峰,同時,在 14001260cm-1出現(xiàn)弱峰;—NH基團(tuán)在35003100cm1處有強(qiáng)峰,還在16501550cm1處出現(xiàn)弱峰; 基團(tuán)在1700cm1左右有強(qiáng)峰,—CH3,—CH2,基團(tuán)在2960cm1,2850cm1有強(qiáng)峰,同時在1450cm-11375cm1有強(qiáng)峰等。圖1412是戊酮的紅外光譜圖。圖中從13004000cm1的頻率范圍內(nèi)可以清楚地看到—CH3,—CH2—與 基團(tuán)的CHCO鍵的伸縮振動的吸收峰。人們通常將此范圍內(nèi)的譜峰稱為官能團(tuán)區(qū)的譜峰,它對于了解所測定的化合物內(nèi)的官能團(tuán)十分重要。而在 1300600cm1范圍內(nèi)的譜峰特征性更強(qiáng),由于此區(qū)的譜峰猶如人手的指紋,故稱為指紋區(qū)譜帶。指紋區(qū)譜帶比較復(fù)雜,辨認(rèn)起來比較困難。結(jié)構(gòu)分析時就是利用確定了的、所存在的化學(xué)基團(tuán)來推測鑒定未知物的結(jié)構(gòu)組成。

    紅外光譜儀常用硅碳棒等在高溫下作為紅外光源。它所發(fā)生的紅外光透過樣品池(常用NaCl晶片做成)進(jìn)入光學(xué)單色器和檢測器,最后用記錄器記錄下紅外光譜。目前傅里葉變換紅外(FTIR)光譜儀已相當(dāng)普及,可使測量快速,靈敏度提高。

    紅外光譜法的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍是:

    1FTIR譜儀的廣泛使用使IR光譜法靈敏度大大提高,檢測限可達(dá)10-91012g;分辨率高,精度可達(dá)0.01cm1。

    2)操作方便、快速。

    3)廣泛用作定性分析。因?yàn)榛衔锓肿拥奈⑿〉慕Y(jié)構(gòu)差異常?芍苯臃从吃IR譜圖上,所以可應(yīng)用于有機(jī)物及無機(jī)物的結(jié)構(gòu)分析,尤其常應(yīng)用于鑒定有機(jī)分子中的官能團(tuán)。也可把紅外與其它儀器分析法配合起來使用進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

     
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