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當(dāng)代紅外光譜技術(shù)的發(fā)展及紅外光譜的意義

更新時(shí)間:2021-03-22 點(diǎn)擊次數(shù):3439

紅外光譜儀是什么呢?紅外光譜儀是進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的分析儀器,具有自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)調(diào)整、穩(wěn)定性高、連續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)整、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

 

紅外光譜儀的應(yīng)用

  應(yīng)用于染織工業(yè)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、高分子化學(xué)、催化、煤結(jié)構(gòu)研究、石油工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)、藥學(xué)、無機(jī)和配位化學(xué)基礎(chǔ)研究、半導(dǎo)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(xué)鍵,如力常數(shù)的測定和分子對(duì)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(xué)鍵的強(qiáng)弱,由簡正頻率計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)等。分子中的某些基團(tuán)或化學(xué)鍵在不同化合物中所對(duì)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(jī)官能團(tuán)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,通過紅外光譜測定,人們就可以判定未知樣品中存在哪些有機(jī)官能團(tuán),這為確定未知物的化學(xué)結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

 

  由于分子內(nèi)和分子間相互作用,有機(jī)官能團(tuán)的特征頻率會(huì)由于官能團(tuán)所處的化學(xué)環(huán)境不同而發(fā)生微細(xì)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(dòng)往往涉及分子中全部原子,不同的分子的振動(dòng)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(diǎn),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(jì)算機(jī)中,編成紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫。人們只需把測得未知物的紅外光譜與標(biāo)準(zhǔn)庫中的光譜進(jìn)行比對(duì),就可以迅速判定未知化合物的成份。


  當(dāng)代紅外光譜技術(shù)的發(fā)展已使紅外光譜的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了對(duì)樣品進(jìn)行簡單的常規(guī)測試并從而推斷化合物的組成的階段。紅外光譜儀與其它多種測試手段聯(lián)用衍生出許多新的分子光譜領(lǐng)域,例如,色譜技術(shù)與紅外光譜儀聯(lián)合為深化認(rèn)識(shí)復(fù)雜的混合物體系中各種組份的化學(xué)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了機(jī)會(huì);把紅外光譜儀與顯微鏡方法結(jié)合起來,形成紅外成像技術(shù),用于研究非均相體系的形態(tài)結(jié)構(gòu),由于紅外光譜能利用其特征譜帶有效地區(qū)分不同化合物,這使得該方法具有其它方法難以匹敵的化學(xué)反差。

  

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