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实验室分析方法--红外光谱的定义及光区划分

2022.1.24

红外光谱( infrared absorption spectroscopy,R)又称为分子振动转动光谱,也是一种分子吸收光谱。当试样分子受到波长连续变化的红外光照射时,与分子固有振动频率相同的特定波长的红外光会被吸收,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些区域的透射光强减弱。记录红外光的透射比与波数或波长关系的曲线,就得到了红外吸收光谱。红外光谱法不仅能进行定性和定量分析,而且是鉴定化合物和分子结构的重要手段。

 

一、红外光区的划分

红外光谱在可见光区和微波光区之间,其波长范围约0。75-1000μm,根据实验技术和应用的不同,通常将红外光区划分为近红外光区、中红外光区和远红外光区,其大致范围及分析应用见下表。

图片2.png 

 

1、近红外光区

近红外光区处于可见光到中红外光区之间。因为该光区的吸收带主要是由低能电子跃含氢原子团(如O-H,N-H,C-H)伸缩振动的倍频及组合频吸收产生,谱带较宽,重叠严重,而且吸收信号弱,信息解析复杂,所以虽然该光区发现较早但其分析价值一直未能得到足够的重视。20世纪80年代中后期,由于超级计算机与化学计量学软件的发展,特别是化学计量学的人研究和广泛应用,加之近红外光谱仪器制造技术日趋完善,促进了现代近红外光谱分析技术的发展。近红外光谱已成为近年来发展最快的分析测试技术之一,尤其是在工业在线分析中的应用,产生了巨大的经济和社会效益。

 

2、中红外区

绝大多数有机物和无机离子的化学键基频吸收都出现在中红外区。由于基频吸收是红外道中吸收最强的振动,所以该区最适于进行结构和定性分析。同时,由于中红外光谱仪器最为熟简单,使用历史悠久,应用广泛,积累的资料也最多,因此它是应用极为广泛的光谱区。通常的红外光谱,实指中红外光。随着该光区仪器和技术的发展用于结构和定性分析的同时,已扩展到复杂试样的定量分析,显微红外光谱法用于表面分析等。

 

3、远红外光区

许多小分子的纯转动光谱出现在此区,因而通常远红外区称为分子转动区。该区特别适合究无机化合物和小气体分子。由于该光区能量较弱,早期对其研究较少,随着傅里叶变换红外光谱仪的出现,对远红外的研究也逐渐增多。


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