先簡單介紹一下紅外的基本知識:
1. 什么是光譜技術？紅外屬于哪一類？
光譜分析是一種根據物質光譜識別物質并確定其化學成分、結構或相對含量的方法。根據分析原理，光譜技術主要分為吸收光譜、發射光譜和散射光譜；根據被測位置的形式，光譜技術主要包括原子光譜和分子光譜。紅外光譜屬于分子光譜，包括紅外發射和紅外吸收光譜，通常用于紅外吸收光譜。
2. 紅外吸收光譜的基本原理是什么？
分子運動有四種:平動、旋轉、振動和電子運動，其中后三種是量子運動。分子來自較低的能級E1，吸收一個能量為hv光子移到更高能級的光子E2,整個運動過程滿足能量守恒定律E2-E1=hv。能級之間的差異越小，分子吸收的光頻率越低，波長越長。
紅外吸收光譜是由分子振動和旋轉跳躍引起的。組成化學鍵或官能團的原子處于持續振動（或旋轉）狀態，其振動頻率相當于紅外光的振動頻率。因此，當紅外光照射分子時，分子中的化學鍵或官能組可以振動吸收，不同的化學鍵或官能組吸收頻率不同，紅外光譜將處于不同的位置，以獲得分子中包含的化學鍵或官能組的信息。
紅外光譜本質上是一種根據分子內原子之間的相對振動和分子旋轉來確定物質分子結構和識別化合物的分析方法。
分子的轉動能級差相對較小，吸收的光頻率較低，波長較長，因此遠紅外地區出現了分子的純轉動能譜（25~300 μm）。振動能級差遠大于旋轉能級差，分子振動能級躍遷吸收的光頻率較高，中紅外地區一般出現分子純振動能譜（2.5~25 μm）。(注:分子電子能級躍遷吸收的光屬于紫外可見吸收光譜的范疇)
值得注意的是，只有當分子的偶極矩發生變化時，振動才具有紅外活性（注：如果分子的極化率發生變化，則振動具有拉曼活性）。
3. 分子的主要振動類型
在中紅外區域，分子中的基團主要有伸縮振動和彎曲振動兩種振動模式。伸縮振動是指基團中的原子沿價鍵方向來回移動（對稱和反對稱），彎曲振動是指垂直于價鍵方向的運動（搖擺、扭曲、剪切等），如上圖所示。
4. 紅外光譜和紅外光譜分區
紅外光譜通常分為三個區域：近紅外區(0.75~2.5 μm)、中紅外區(2.5~25 μm)和遠紅外區(25~300 μm)。一般來說，近紅外光譜是由分子的倍頻和合頻產生的；中紅外光譜屬于分子的基頻振動光譜；遠紅外光譜屬于分子的旋轉光譜和某些基團的振動光譜。（注：由于絕大多數有機物和無機物的基頻吸收帶出現在中紅外區域，中紅外光譜儀
紅外區是研究和應用最多的區域，數據積累最多，儀器技術最成熟。紅外光譜通常指中紅外光譜)
根據吸收峰的來源，吸收峰的來源繪制(2.5~25 μm)一般分為特征頻率區（2.5~7.7 μm，即4000-1330 cm-1）以及指紋區（7.7~16.7μm,即1330-400 cm-1）兩個區域。其中，特征頻率區域的吸收峰基本上是由基團的伸縮振動產生的。數量不多，但特點強。因此，它在基團識別工作中非常有價值，主要用于識別官能團。例如，在酮、酸、酯或酰胺等化合物中，其伸縮振動始終存在5.9μm左右有強吸收峰，如譜圖5.9μm左右有強吸收峰，大致可以斷定分子中有基礎。
指紋區的情況不同，峰多復雜，特點不強，主要由一些單鍵組成C-O、C-N和C-X(鹵素原子)等C-H、O-H等待含氫基團的彎曲振動C-C骨架振動產生。當分子結構稍有不同時，該區域的吸收也有細微的差異。這種情況被稱為指紋區，因為每個人都有不同的指紋。指紋區域對區分結構相似的化合物非常有幫助。
下表顯示了一些特征基團的振動頻率，我們將結合實例分享以下幾期。
5. 紅外光譜是定性分析還是定量分析？有哪些應用？
紅外吸收光譜主要用于定性分析分子中的官能組或定量分析（很少使用，特別是在多組分中）。紅外光譜廣泛應用于樣品、固體、液體或氣體樣品、無機、有機和聚合物化合物。
在分析未知產品時，紅外可以給出官方群體信息，結合質譜、核磁性、單晶衍射等方法，幫助確認產品結構（應用最廣泛）；紅外，特別是原位紅外，可用于確定中間產物、催化劑表面物種的吸附反應；通過特定物質的吸附，如吡啶吸附的酸類型和酸量，CO吸附的紅外可以根據其出峰的情況判斷材料上CO然后知道催化劑中的金屬原子是否以單原子的形式存在。
6. 紅外光譜的分析方法是什么？重要的數據庫是什么？
光譜的分析通常首先通過特征頻率來確定主要的官方群體信息。簡單的紅外光譜法通常采用比較法來識別物質，即與標準物質進行比較，并咨詢標準光譜法，但該方法對樣品有較高的要求，并依賴于光譜圖庫的大小。如果在光譜圖庫中找不到一致的光譜，則可以通過人工解譜進行分析，這需要大量的紅外知識和經驗積累。大多數化合物的紅外光譜都很復雜，即使是有經驗的專家也不能保證所有的分子結構信息都能從孤立的紅外光譜中獲得。如果需要確定分子結構信息，則需要使用其他分析方法，如核磁性、質譜、紫外光譜等。
博精科技是一家集R&D、綜合創新企業集設計、制造、銷售、服務于一體。公司以市場為導向，以人為本，以科技為動力，致力于各種通用、紅外測油儀，、電動粉末壓縮機、自動壓縮機、壓縮模具、溴化鉀窗片實驗裝置等。我們與客戶分享先進的分析技術解決方案和概念，共同享受科技進步帶來的便利和價值，希望與國內外更多的制造商達成廣泛的合作關系！
返回
