紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性,進行分子結(jié)構(gòu)和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源,單色器,探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同,分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言,當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后,分子的振動能級發(fā)生躍遷,透過的光束中相應(yīng)頻率的光被減弱,造成參比光路與樣品光路相應(yīng)輻射的強度差,從而得到所測樣品的紅外光譜。
紅外光譜儀主要檢測:可以測定出樣品有哪些官能團或化學鍵存在或變化,用以物質(zhì)的定性、定量、反應(yīng)過程等的研究。
一般來說,無機物需要用遠紅外光譜儀來檢測。因為無機物的振動峰大部分處于遠紅外波段,而常用的紅外光譜儀的檢測范圍在中紅外區(qū)域。
如果需要用紅外光譜儀來檢測無機物的紅外光譜,需要對光譜儀進行調(diào)整,更換邁克爾遜干涉儀中的分束器,以及光譜儀的檢測器。
紅外光譜儀通常由光源,單色器,探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同,分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言,當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后,分子的振動能級發(fā)生躍遷,透過的光束中相應(yīng)頻率的光被減弱,造成參比光路與樣品光路相應(yīng)輻射的強度差,從而得到所測樣品的紅外光譜。
紅外光譜儀應(yīng)用
應(yīng)用于染織工業(yè)、環(huán)境科學、生物學、材料科學、高分子化學、催化、煤結(jié)構(gòu)研究、石油工業(yè)、生物醫(yī)學、生物化學、藥學、無機和配位化學基礎(chǔ)研究、半導體材料、日用化工等研究領(lǐng)域。
紅外光譜可以研究分子的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(yīng)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。
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。
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