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通常將紅外光譜分為三個區(qū)域：近紅外區(qū)(0.75~2.5μm)、中紅外區(qū)(2.5~25μm)和遠紅外區(qū)(25~300μm)。一般說來，近紅外光譜是由分子的倍頻、合頻產(chǎn)生的；中紅外光譜屬于分子的基頻振動光譜；遠紅外光譜則屬于分子的轉動光譜和某些基團的振動光譜。

由于絕大多數(shù)有機物和無機物的基頻吸收帶都出現(xiàn)在中紅外區(qū)，因此中

  近紅外光譜儀

紅外區(qū)是研究和應用zui多的區(qū)域，積累的資料也zui多，儀器技術zui為成熟。通常所說的紅外光譜即指中紅外光譜。

2. 紅外譜圖的分區(qū)

按吸收峰的來源，可以將2.5~25μm的紅外光譜圖大體上分為特征頻率區(qū)（2.5~7.7μm）以及指紋區(qū)（7.7~16.7μm）兩個區(qū)域。

其中特征頻率區(qū)中的吸收峰基本是由基團的伸縮振動產(chǎn)生，數(shù)目不是很多，但具有很強的特征性，因此在基團鑒定工作上很有價值，主要用于鑒定官能團。如羰基，不論是在酮、酸、酯或酰胺等類化合物中，其伸縮振動總是在5.9μm左右出現(xiàn)一個強吸收峰，如譜圖中5.9μm左右有一個強吸收峰，則大致可以斷定分子中有羰基。

指紋區(qū)的情況不同，該區(qū)峰多而復雜，沒有強的特征性，主要是由一些單鍵C-O、C-N和C-X(鹵素原子)等的伸縮振動及C-H、O-H等含氫基團的彎曲振動以及C-C骨架振動產(chǎn)生。當分子結構稍有不同時，該區(qū)的吸收就有細微的差異。這種情況就像每個人都有不同的指紋一樣，因而稱為指紋區(qū)。指紋區(qū)對于區(qū)別結構類似的化合物很有幫助。

6光譜分類編輯

紅外光譜可分為發(fā)射光譜和吸收光譜兩類。

物體的紅外發(fā)射光譜主要決定于物體的溫度和化學組成，由于測試比較困難，紅外發(fā)射光譜只是一種正在發(fā)展的新的實驗技術，如激光誘導熒光。將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由

  紅外光譜

其組成和結構決定的*的紅外吸收光譜，它是一種分子光譜。

例如水分子有較寬的吸收峰，所以分子的紅外吸收光譜屬于帶狀光譜。原子也有紅外發(fā)射和吸收光譜，但都是線狀光譜。

紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產(chǎn)生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置附近作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。當分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置附近作簡諧振動時，這種振動方式稱簡正振動。

含n個原子的分子應有3n-6個簡正振動方式；如果是線性分子，只有3n-5個簡正振動方式。以非線性三原子分子為例，它的簡正振動方式只有三種。在v1和v3振動中，只是化學鍵的伸長和縮短，稱為伸縮振動，而v2的振動方式改變了分子中化學鍵間的夾角稱為變角振動,它們是分子振動的主要方式。分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應，因此，當分子的振動狀態(tài)改變時，就可以發(fā)射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發(fā)分子的振動，而產(chǎn)生紅外吸收光譜。

原子發(fā)射光譜比較杰出的代表是德國斯派克光譜儀和德國布魯克光譜儀，美國熱電光譜分析儀，日本島津直讀光譜儀等廠家。國內有北京納克直讀光譜儀，煙臺東方光譜分析儀

7儀器編輯

1. 棱鏡和光柵光譜儀

屬于色散型光譜儀，它的單色器為棱鏡或光柵，屬單通道測量，即每次只測量一個窄波段的光譜元。轉動棱鏡或光柵，逐點改變其方位后，可測得光源的光譜分布。

隨著信息技術和電子計算機的發(fā)展，出現(xiàn)了以多通道測量為特點的新

  光柵光譜儀

型紅外光譜儀，即在一次測量中，探測器就可同時測出光源中各個光譜元的信息，例如，在哈德曼變換光譜儀中就是在光柵光譜儀的基礎上用編碼模板代替入射或出射狹縫，然后用計算機處理探測器所測得的信號。與光柵光譜儀相比，哈德曼變換光譜儀的信噪比要高些。

2. 傅里葉變換紅外光譜儀

它是非色散型的，核心部分是一臺雙光束干涉儀（圖4中虛線框內所示），常用的是邁克耳孫干涉儀。當動鏡移動時，經(jīng)過干涉儀的兩束相干光間的光程差就改變，探測器所測得的光強也隨之變化，從而得到干涉圖。經(jīng)過傅里葉變換的數(shù)學運算后，就可得到入射光的光譜B(v)：

式中I(x)為干涉信號；v為波數(shù)；x為兩束光的光程差。

傅里葉變換光譜儀的主要優(yōu)點是：

傅里葉變換紅外光譜儀

①多通道測量使信噪比提高；

②沒有入射和出射狹縫限制，因而光通量高，提高了儀器的靈敏度；

③以氦、氖激光波長為標準，波數(shù)值的度可達0.01厘米；

④增加動鏡移動距離就可使分辨本領提高；

⑤工作波段可從可見區(qū)延伸到毫米區(qū)，使遠紅外光譜的測定得以實

  傅里葉變換紅外光譜儀

現(xiàn)。

上述各種紅外光譜儀既可測量發(fā)射光譜，又可測量吸收或反射光譜。當測量發(fā)射光譜時，以樣品本身為光源；測量吸收或反射光譜時，用鹵鎢燈、能斯脫燈、硅碳棒、高壓汞燈（用于遠紅外區(qū)）為光源。所用探測器主要有熱探測器和光電探測器，前者有高萊池、熱電偶、硫酸三甘肽、氘化硫酸三甘肽等；后者有碲鎘汞、硫化鉛、銻化銦等。常用的窗片材料有氯化鈉、溴化鉀、氟化鋇、氟化鋰、氟化鈣，它們適用于近、中紅外區(qū)。在遠紅外區(qū)可用聚乙烯片或聚酯薄膜。此外，還常用金屬鍍膜反射鏡代替透鏡。