（八）红外光谱相关知识、与其他光谱的简单对比

Question

如题所述

Answer 1

红外光谱与分子振动相关，探究分子内部运动的能量包括核能、平动能、电子能、振动能、和转动能。分子振动的能级跃迁产生红外光谱。特定波长的红外光照射在分子上，如辐射能与能级跃迁的能量差相等，则分子吸收红外光能量，引发振动或转动偶极矩净变化，产生红外光谱。

红外光谱图的纵坐标表示吸收强度，用透过率或吸光度表示；横坐标为波长或波数，反应了吸收峰的位置。在分析光谱时，重点关注峰位、峰强、峰型，这些信息反映了分子的特征峰、结构、缺陷位、振动情况等。

红外光谱图中的特征峰和相关峰与分子振动形式紧密相关，找到这些峰对于确定官能团类型至关重要。不同振动形式包括伸缩振动、弯曲振动、扭曲振动等，每个振动形式对应特定的峰位。

在光谱分区中，特征峰和相关峰的定义和意义需要通过分析来确定。指纹区的振动耦合是影响红外光谱吸收峰的重要因素之一。振动耦合使振动频率发生变化，导致谱带分裂。费米共振则是振动模式倍频或合频与基频相近时产生的强吸收现象。

红外光谱仪分为色散型和干涉型。色散型红外光谱仪通过光的折射或反射实现光谱分析，而干涉型如傅里叶变换红外光谱仪利用干涉仪将光源光转化为干涉光，通过计算机处理后得到红外光谱图，具有较高精度。

傅里叶红外光谱仪的工作原理是将光源光通过干涉仪转化为干涉光，该干涉光在通过样品时被吸收，形成含有样品信息的干涉图。计算机快速傅里叶变换该干涉图，得到吸光度或透光率随频率或波长变化的红外光谱图。

IR和FTIR都是非原位分析工具，与之相比，原位红外光谱可以实时记录反应过程，对研究反应机理非常有帮助。通过研究探针分子（如NO、CO、NH3、吡啶等）的吸脱附过程，可以分析表面活性位点、酸性、结构等。

在光谱分析中，明确指出某个峰对应某个官能团是关键步骤。通过深入研究，可以利用红外光谱进行物种鉴定、结构分析，以及通过朗博比尔定律进行定量分析。

最后，关于傅里叶红外光谱的文章提供了更深入的技术细节，对理解红外光谱分析原理和应用具有重要参考价值。