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紅外光譜儀的理論

更新時(shí)間:2019-10-10      點(diǎn)擊次數(shù):1952
  理論
 
  電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見光譜的關(guān)系,可分為近紅外光、中紅外光和遠(yuǎn)紅外光。遠(yuǎn)紅外光(大約400-10cm-1)同微波毗鄰,能量低,可以用于旋轉(zhuǎn)光譜學(xué)。中紅外光(大約4000-400cm-1)可以用來研究基礎(chǔ)震動和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-震動結(jié)構(gòu)。更高能量的近紅外光(14000-4000cm-1)可以激發(fā)泛音和諧波震動。紅外光譜法的工作原理是由于震動能級不同,化學(xué)鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質(zhì)量、和終的相關(guān)振動耦合。為使分子的振動模式在紅外活躍,必須存在雙極子的改變。具體的,在波恩-奧本海默和諧振子近似中,例如,當(dāng)對應(yīng)于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結(jié)構(gòu)的平衡態(tài)附近的諧振子近似時(shí),分子電子能量基態(tài)的勢面決定的固有振蕩模,決定了共振頻率。然而,共振頻率經(jīng)過一次近似后同鍵的強(qiáng)度和鍵兩頭的原子質(zhì)量聯(lián)系起來。這樣,振動頻率可以和特定的鍵型聯(lián)系起來。簡單的雙原子分子只有一種鍵,那就是伸縮。更復(fù)雜的分子可能會有許多鍵,并且振動可能會共軛出現(xiàn),導(dǎo)致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學(xué)組聯(lián)系起來。常在有機(jī)化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組,可以以“對稱和非對稱伸縮”、“剪刀式擺動”、“左右搖擺”、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動。
  
 

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