近红外光谱的化学特征
近红外光谱化学表征
1 分子振动模式
亚甲基的六种振动模式
为了计算多原子分子多种可能的振动模式，有必要引入自由度的概念来确定分子系统的振动模式数量。定义空间中的一个点需要三个自由度，n 个点则需要 3n 个自由度，其中确定整个分子的平面运动和旋转运动分别需要 3 个自由度，这样描述分子内部的原子振动则需要 3n-6 个自由度。在分子内沿着两原子之间化学键的移动为伸缩振动，可以分为对称振动和非对称振动，而原子间以相对于化学键有一定的角度的运动则称为弯曲振动，可以分为剪切运动、摆动、对称扭曲以及非对称扭曲运动，每一个振动模式在近红外光谱区都会产生倍频或合频吸收，吸收强度则取决于振动的非简谐性程度。含有小原子核质量的氢原子的化学键在振动时的振幅大，所以化学键所有的振动模式与线性谐振子振动模型的振动模式偏离较大，在近红外区所观察到的很多吸收带都是氢原子伸缩振动所产生的倍频以及伸缩振动和弯曲振动相互作用所产生的合频吸收。
2 光谱吸收带解析
自从 1954 年台商用近红外光谱分析仪问世以来，科研工作者积极地在各个领域中将该光谱技术进行推广使用，在这期间做了大量的实验来解析各种物质的成份在近红外区的吸收带，同时结合中红外物质成份特征吸收光谱分析工作的成果将实验观察得到的结果与理论计算得到的结果进行对比，可以较为准确地解析许多物质的近红外倍频和合频吸收光谱。
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