红外光谱仪可以测什么？

Question

如题所述

Answer 1

有机物的特征官能团、分子结构和化学组成可以通过红外光谱仪进行检测。该仪器通常由光源、单色器、探测器以及计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，红外光谱仪分为色散型和干涉型。
在色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计中，样品在吸收了特定频率的红外辐射后，其分子振动能级会发生跃迁。这导致透过的光束中相应频率的光被减弱，从而产生了参比光路和样品光路之间辐射强度的差值。通过这种差值，我们可以得到所测样品的红外光谱。
红外光谱的应用领域非常广泛，包括但不限于染织工业、环境科学、生物学、材料科学、高分子化学、催化、煤结构研究、石油工业、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、日用化工等研究领域。
红外光谱可以用来研究分子的结构和化学键，例如力常数的测定和分子对称性的分析。通过红外光谱方法，我们可以测定分子的键长和键角，并由此推测分子的立体构型。由简正频率计算可以得到热力学函数等数据。
分子中的特定基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数通常是固定或仅在小波段范围内变化的。因此，许多有机官能团，如甲基、亚甲基、羰基、氰基、羟基、胺基等，在红外光谱中都有特征吸收。
由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会因官能团所处的化学环境不同而发生微细变化，这为研究分子内、分子间相互作用提供了条件。在低波数区的许多简正振动通常涉及分子中的全部原子，不同分子的振动方式彼此不同，使得红外光谱具有高度的特征性，类似于指纹。
利用这一特性，人们已经采集了成千上万种已知化合物的红外光谱，并将它们存入计算机中，编成了红外光谱标准谱图库，以便于识别和分析未知样品。