當紅外光照射物質分子時,其具有的能量引起振動能級和轉動能級的躍遷,産生的吸收光譜稱為紅外吸收光譜,也稱分子振動轉動光譜。紅外吸收光譜不僅能進行定性和定量分析,而且從分子的特征吸收可以鑒定化合物和分子結構。
紅外光區的劃分
紅外光譜在可見光和微波光區之間,其波長範圍在0.78~1000μm。
1、近紅外區 該光區産生的吸收帶主要是由低能電子躍遷,含氫基團伸縮振動的倍頻及組合頻吸收産生。近紅外光譜主要用途是對某些物質進行定量分析。
2、中紅外區 絕大多數有機化合物和無機離子的基頻吸收帶都出現在中紅外區。同時基頻振動是分子中吸收最強的振動,因此該區最适合化合物的定性分析和定量分析。
3、遠紅外區 該區的紅外吸收譜帶主要是由氣體分子中的純轉動躍遷、液體和固體中重要原子的伸縮振動、某些變角振動、骨架振動以及晶體中的晶格振動所引起的。
紅外吸收光譜圖
紅外吸收光譜圖通常以紅外光通過樣品的百分透光率或吸光度為縱坐标,以紅外光的波長或波數為橫坐标。波數是波長的倒數。
紅外光譜與有機化合物結構的關系
在化合IR光譜圖上,吸收峰越大,說明化合物對該區域光吸收越強,而對化合物來講,它對那些波數的光吸收強(弱)與其化學結構,特别是官能團密切相關。
紅外光譜儀
紅外光譜儀有兩種類型:色散型紅外光譜儀和傅裡葉變換紅外光譜儀
色散型紅外光譜儀
色散型紅外光譜儀與紫外可見光譜儀類似。也由光源、單色器、吸收池、檢測器和記錄系統等部分組成。
傅裡葉變換紅外光譜儀
傅裡葉變換紅外光譜儀沒有色散原件,主要有光源、邁克爾遜幹涉儀、檢測器和計算機等組成。
紅外光譜實驗技術
1、試樣的制備
(1)、利用紅外光譜進行樣品的結構分析時,為了與純物質的标準光譜進行對照,樣品最好是單一組分的純物質(純度>98%)。否則各組分光譜相互重疊,很難解析。
(2)、由于水本身有紅外吸收,且嚴重幹擾樣品光譜,此外水還會侵蝕鹽窗,因此試樣中不應含有遊離水。
(3)、試樣的濃度和測試厚度對紅外光譜分析的影響較大,尤其對定量分析的影響更大。
2、紅外光譜的制樣技術
(1)、固體樣品 常采用壓片法、糊狀法、薄膜法
(2)、液體樣品 常采用液體池法、液膜法
(3)、氣體樣品 氣體樣品在氣體池中進行測定。先把氣體池中的空氣抽掉,然後注入被測氣體進行測波。
定性分析
1、已知物的鑒定
将試樣的譜圖與标準樣的譜圖進行對照
2、未知物結構的鑒定 确定未知物的結構是紅外光譜分析的一個重要用途,如果未知物不是新化合物,則可查閱标準譜圖的譜帶索引。如果是新化合物,則隻有通過譜圖解析法,并結合其他譜圖來确定其結構。
定量分析
紅外光譜定量分析的依據是朗伯比爾定律。在進行紅外光譜的定量分析時,應将透射率光譜轉化為吸光度光譜,按照物質組分的吸收峰強度來進行。
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