红外光谱仪的应用

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1、红外光谱仪的应用(陕西科技大学材料科学与工程学院西安任莹莹710021)摘要：傅里叶转换红外光谱(FTIR)是一种用来获得吸收，射出光电导性或同体，液体或气体的拉曼散射的仪器。本文将从红外光谱仪的使用原理，样品制备，结果分析等儿个方面对红外光谱仪进行介绍。关键字：FTIR,原理，样品制备，结果分析TheApplicationofInfraredSpectrometer(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology,Xi’anRenyingy

2、ing710021)Abstract:Fouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)isakindofinstrument，whichisusedtogetabsorbed，penetratephotoconductivityorsolid，liquidorgasRamanscattering.Thisarticlefromtheprincipleoftheuseofinfraredspectrometer,samplepreparation,theanalysisofseveralaspects，suchast

3、heinfraredspectrometerisintroduced.Keywords:FTIR，principle，samplepreparation,analysisoftheresults一、原理红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。红外光又可依据波长范围分成近红外、屮红外和远红外三个波区，其中中红外区(2.5—5Mm;4000—400cm-1)能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征，对解决分子结构和化学组成中的各种M题最为有效，因而中红外区是红外光谱中应用最广的区域，一般所说的红外光谱大都是指这一范围。红外光谱

4、法实质上是一种根据分子A部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子屮某个基团的振动频率和红外光的频率一样吋，分子就吸收能量由原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级，分子吸收红外辐射后发牛.振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下來，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(X)或波数0)为横坐标，表示吸收峰的位賈，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。如图1,辛烷的红外光谱图，纵坐标为透过率，横坐标为波长或波数(

5、cm.1)。ICO(-CH3)722C-H面外亥A衹的501468C-H伸筠CH3)—28572925-H伸择描肋(-CH2-)il»）0WBXIISMiOOOSW图1辛烷的红外光谱图红外光谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质化学组成的研宄。电磁波能S与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰山现的位置。当外界电磁波照射分子吋，如照射的电磁波的能量勾分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现力透射光强度变小。组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰。不同化合物屮，

6、同一种官能团的吸收振动总是出现在一个窄的波数范围p、j，但它不是出现在一个同定波数上，具体出现在哪一波数，与基团在分子中所处的环境有关。引起基团频率位移的因素是多方面的，其中外部因素主要是分子所处的物理状态和化学环境，如温度效应和溶剂效应等。对于导致基团频率位移的内部因素，迄今己知的有分子中取代基的电性效应，如诱导效应、共轭效应、中介效应、偶极场效应等；机械效应，如质量效应、张力引起的键角效应、振动之间的耦合效应等。这些问题虽然已有不少研究报道，并有较为系统的论述，但是，若想按照某种效应的结果来定量地预测有关基团频率位移的方向和大小，却往往难以做到，

7、因为这些效应大都不是单一出现的。这样，在进行不同分子间的比较时就很困难。另外氢键效应和配位效应也会导致基团频率位移，如果发生在分子间，则属于外部因素,若发生在分子内，则属于分子内部因素。红外谱带的强度是一个振动跃迁概率的量度，而跃迁概率与分子振动时偶极矩的变化大小有关，偶极矩变化愈大，谱带强度愈大。偶极矩的变化与基团本身固有的偶极矩有关，故基团极性越强，振动时偶极矩变化越大，吸收谱带越强；分子的对称性越高，振动时偶极矩变化越小，吸收谱带越弱。二、样品的制备1.气体样品的制备对气体样品，可将它直接充入已抽成真空的样品池rt，常用样品池度约在10cm以上

8、,对衡量分析来说，采用多次反射使光程折叠，从而使光束通过样品池全长的次数达数十次。2.液体样品制备液样的制备