一定頻率的紅外光輻照能導致被照射物質分子在振動、轉動能級上的躍遷。當分子中某些化學鍵或基團(具有偶極特性)的振動頻率與紅外輻射的頻率一致時,分子便吸收此紅外輻射(一種共振吸收)。若以頻率連續改變的紅外光輻照試樣,由於試樣對不同頻率的紅外光的吸收不同,便得到以吸光度A或透光率T為縱坐標,紅外輻射波數或波長為橫坐標的紅外光譜圖。
一(yi)個(ge)分(fen)子(zi)的(de)振(zhen)動(dong)涉(she)及(ji)到(dao)多(duo)個(ge)原(yuan)子(zi)的(de)共(gong)同(tong)運(yun)動(dong),它(ta)分(fen)為(wei)延(yan)著(zhe)化(hua)學(xue)鍵(jian)的(de)伸(shen)縮(suo)和(he)彎(wan)曲(qu)兩(liang)類(lei)振(zhen)動(dong)方(fang)式(shi)。其(qi)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)主(zhu)要(yao)決(jue)定(ding)於(yu)原(yuan)子(zi)的(de)質(zhi)量(liang)與(yu)化(hua)學(xue)鍵(jian)的(de)強(qiang)度(du)。質(zhi)量(liang)越(yue)小(xiao),化(hua)學(xue)鍵(jian)越(yue)強(qiang),則(ze)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)越(yue)高(gao)。因(yin)此(ci)不(bu)同(tong)官(guan)能(neng)團(tuan)或(huo)基(ji)團(tuan)將(jiang)有(you)其(qi)特(te)征(zheng)頻(pin)率(lv)區(qu)。例(li)如(ru),―OH基團在3650~3200cm-1區間有強寬峰,同時,在 1400~1260cm-1出現弱峰;―NH基團在3500~3100cm-1處有強峰,還在1650~1550cm-1處出現弱峰;
基團在1700cm-1左右有強峰,―CH3,―CH2,基團在2960cm-1,2850cm-1有強峰,同時在1450cm-1,1375cm-1有強峰等。圖14-12是戊酮的紅外光譜圖。圖中從1300~4000cm-1的頻率範圍內可以清楚地看到―CH3,―CH2―與
基團的C―H,CO鍵的伸縮振動的吸收峰。人們通常將此範圍內的譜峰稱為官能團區的譜峰,它對於了解所測定的化合物內的官能團十分重要。而在 1300~600cm-1範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)譜(pu)峰(feng)特(te)征(zheng)性(xing)更(geng)強(qiang),由(you)於(yu)此(ci)區(qu)的(de)譜(pu)峰(feng)猶(you)如(ru)人(ren)手(shou)的(de)指(zhi)紋(wen),故(gu)稱(cheng)為(wei)指(zhi)紋(wen)區(qu)譜(pu)帶(dai)。指(zhi)紋(wen)區(qu)譜(pu)帶(dai)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za),辨(bian)認(ren)起(qi)來(lai)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)。結(jie)構(gou)分(fen)析(xi)時(shi)就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)確(que)定(ding)了(le)的(de)、所存在的化學基團來推測鑒定未知物的結構組成。
紅外光譜儀常用矽碳棒等在高溫下作為紅外光源。它所發生的紅外光透過樣品池(常用NaCl晶片做成)進入光學單色器和檢測器,最後用記錄器記錄下紅外光譜。目前傅裏葉變換紅外(FT-IR)光譜儀已相當普及,可使測量快速,靈敏度提高。
紅外光譜法的特點與應用範圍是:
(1)FT-IR譜儀的廣泛使用使IR光譜法靈敏度大大提高,檢測限可達10-9~10-12g;分辨率高,精度可達0.01cm-1。
(2)操作方便、快速。
(3)廣泛用作定性分析。因為化合物分子的微小的結構差異常常可直接反映在IRputushang,suoyikeyingyongyuyoujiwujiwujiwudejiegoufenxi,youqichangyingyongyujiandingyoujifenzizhongdeguannengtuan。yekebahongwaiyuqitayiqifenxifapeiheqilaishiyongjinxingjiegoufenxi。
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