紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長紅外輻射的吸收特性，分析分子結(jié)構(gòu)和化學成分的儀器。 紅外光譜儀通常由光源、單色儀、檢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，可分為色散型和干涉型。 對于色散型雙光路光學零平衡紅外分光光度計，當樣品吸收一定頻率的紅外輻射時，分子的振動能級躍遷，透射光束中相應頻率的光減弱，導致 a 參考光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到被測樣品的紅外光譜。

一、理論

       電磁波譜中的紅外部分，按其與可見光譜的關(guān)系可分為近紅外光、中紅外光和遠紅外光。 遠紅外光（約400-10 cm-1）與微波相鄰，能量低，可用于旋轉(zhuǎn)光譜。 中紅外光（大約 4000-400 cm-1）可用于研究基本振動和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)振動結(jié)構(gòu)。 更高能量的近紅外光 (14000-4000 cm-1) 可以激發(fā)泛音和諧波振動。 紅外光譜的工作原理是化學鍵因振動能級而具有不同的頻率。 共振或振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質(zhì)量以及最終相關(guān)的振動耦合。 為了使分子的振動模式在紅外線變得活躍，必須有一個永久的偶極子變化。 具體地，在Born-Oppenheimer諧振子近似中，例如，當電子基態(tài)對應的分子哈密頓能量被分子幾何平衡態(tài)附近的諧振子近似時，分子電子能量基態(tài)的勢面 由 的自然振蕩模式?jīng)Q定，決定了共振頻率。 然而，共振頻率與鍵的強度和鍵兩端的原子質(zhì)量近似后有關(guān)。 通過這種方式，振動頻率可以與特定的按鍵模式相關(guān)聯(lián)。 簡單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮鍵。 更復雜的分子可能有很多鍵，共軛時可能會發(fā)生振動，導致在某些特征頻率下吸收紅外線，這些特征頻率可能與化學基團有關(guān)。 有機化合物中常見的CH2基團可以以六種方式振動：“對稱和不對稱拉伸”、“剪刀擺動”、“左右擺動”、“上下擺動”和“扭曲”。

二、原理

      紅外光譜儀示意圖傅里葉變換紅外光譜儀被稱為第三代紅外光譜儀。 它利用邁克爾遜干涉儀，使光程差以一定速度變化的兩束多色紅外光相互干涉，形成干涉光，然后與樣品相互作用。 檢測器將得到的干涉信號送入計算機進行傅立葉變換數(shù)學處理，將干涉圖還原為光譜。

三、分類

      一般分為兩類，一類是光柵掃描，很少用到； 另一種是邁克爾遜干涉儀掃描，稱為傅里葉變換紅外光譜法，應用最廣泛。 光柵掃描是利用分光鏡將檢測光（紅外光）分成兩束，一束作為參考光，另一束作為探測光照射樣品，然后將檢測光的波長 紅外光經(jīng)光柵和單色儀分離，逐條掃描檢測。 波長的強度最終被整合到光譜中。 傅里葉變換紅外光譜是利用邁克爾遜干涉儀將檢測光（紅外光）分成兩束，分別反射回動鏡和定鏡上的分光鏡。 兩束光是寬帶相干光，會發(fā)生干涉。 相干紅外光照射在樣品上，由探測器收集，得到包含樣品信息的紅外干涉圖數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)經(jīng)計算機進行傅里葉變換后，得到樣品的紅外光譜。 傅里葉變換紅外光譜具有掃描速度快、分辨率高、重復性穩(wěn)定等特點，應用廣泛。

4.應用領域

     進行化合物鑒定 對未知化合物進行結(jié)構(gòu)分析

     對化合物進行定量分析，研究化學反應動力學、晶體轉(zhuǎn)變、相變、材料張力和結(jié)構(gòu)之間的瞬態(tài)關(guān)系； 連續(xù)檢測工業(yè)過程和空氣污染； 煤炭行業(yè)游離二氧化硅的監(jiān)測； 衛(wèi)生檢疫、制藥、食品、環(huán)保、公安、石油、化工、光學鍍膜、光通信、材料科學等諸多領域。 珠寶行業(yè)檢測、水晶石英羥基測量、高分子成分分析、藥物分析等。

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