1.分子振動與紅外線吸收
分子中的原子并不是在其結(jié)合處的位置上固定不動。相反，原子處于不斷的振動中。振動的模式由分子中原子的數(shù)量和化學鍵所決定并可分為：
對稱伸縮l
反對稱伸縮l
彎曲振動l
原子在分子中的振動頻率落在紅外線頻率之內(nèi)（300 - 4000cm-1）。分子如被置于含其原子振動頻率的特定紅外線輻射場內(nèi)，化學鍵會吸收紅外線能量，從低能級的振動變?yōu)楦咭粋€能級的振動。在簡單的雙原子分子中，振動只有一種方式：單方向的伸縮振動，因此分子對紅外線只有一個頻帶的吸收，吸收頻帶的位置（代表分子吸收的能量）取決于化學鍵的結(jié)合強度。對于多原子分子，由于多個化學鍵的存在，存在多個振動方式，因此在紅外吸收光譜上將出現(xiàn)多個復(fù)雜的吸收頻帶。
多分子的振動可以被看作是許多小球通過彈簧聯(lián)系在一起的振動。如把每個原子看成一個質(zhì)點。要描述多原子分子的各種可能的振動方式，必須確定各原子的相對位置。在笛卡爾坐標系中，每個質(zhì)點（原子）的空間運動有3個自由度。若一個分子內(nèi)有n個原子，需要有3n個坐標來確定所有原子的位置。但由于這些原子通過化學鍵構(gòu)成一個整體的分子，因此必須以分子的整體來考慮自由度。分子作為整體有3個平動自由度，3個轉(zhuǎn)動自由度，因此分子的振動自由度為3n-6。每個振動自由度對應(yīng)著一個基本的振動。對于直線分子，由于其平動自由度僅為兩個 ，振動自由度為3n-5。
需要指出的是分子僅在振動伴隨有分子偶極矩變化的情況下才吸收紅外線輻射。當帶有相反電極的兩個分子靠近或離開，分子的偶極矩發(fā)生變化，紅外線的吸收頻率可以用Hook定律計算：
其中： k =反映鍵強度的力值常數(shù)； m1 和 m2 為通過化學鍵結(jié)合的兩個原子的質(zhì)量。由Hook定律可以看到，k值越大，即鍵的結(jié)合力強，紅外吸收的頻率越高。因此, C=C 雙鍵將比C-C 單鍵具有更高的吸收頻率。同樣，若兩個原子的質(zhì)量越大，吸收頻率越低。
2 樣品及傅立葉變換紅外光譜儀原理
液體樣品可以直接在紅外光譜儀上測試。固體樣品需要首先碾磨成細微的顆粒，然后滴入數(shù)滴石蠟油混成糊狀。在兩片氯化鈉板之間夾入薄薄的一層液態(tài)或糊狀樣品，并將其置入紅外光譜儀內(nèi)。采用氯化鈉板取代玻璃的原因是因為它幾乎不吸收紅外線。
傅立葉變換紅外光譜儀由光源、動鏡、定鏡、分束器、檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。
射出的紅外線光束由分束器分成兩束：一束透射到定鏡后反射入樣品池后到達檢測器；另一束通過分束器到達動鏡后反射，穿過分束器后與定鏡來的光形成干涉光進入樣品池和檢測器。由于動鏡在不斷地周期性運動，這兩束光的光程差隨動鏡移動距離的變化呈現(xiàn)周期變化。由于樣品對某些譜帶紅外光的吸收，在檢測器得到樣品的干涉圖譜，這些干涉圖譜是動鏡移動距離x的函數(shù)。通過傅立葉變換函數(shù)：
其中：B（υ）入射光強度；I（υ）是干涉光強度； υ為光源頻率
通過計算機對檢測器收集的信號進行函數(shù)數(shù)據(jù)處理，最終得到與經(jīng)典紅外光譜儀同樣的光強隨頻率變化的紅外吸收光譜圖。
分子式為C3H6O2有機分子樣品的紅外光譜見于下圖。由圖中可以看到波數(shù)（頻率）超過1710 cm-1時有很強的吸收峰，在波數(shù)介于2500-3300 cm-1之間有中等程度的吸收峰。采用“指紋” 。
分析的手段，相應(yīng)的紅外吸收對應(yīng)于C=O 和O-H基團。由紅外光譜分析取得的信息加上已知的分子式，分子的結(jié)構(gòu)應(yīng)為：
與經(jīng)典紅外光譜儀相比，傅立葉紅外光譜儀具有信號多路傳輸?shù)膬?yōu)點；輻射通量大的優(yōu)點；極高的波數(shù)精度；高分辯率；光譜的數(shù)據(jù)化等優(yōu)點。
3.紅外譜帶的特征：
l位置 譜帶的特征振動頻率
l形狀 譜帶的形狀反應(yīng)了基團的某些信息。如氫鍵和離子的官能團可以產(chǎn)生很寬的紅外譜帶。這對于鑒定特殊基團的存在很有用。
相對強度l 把紅外光譜中的一條譜帶的強度與另一條相比可以得到定量的概念，同時也可以指示某些特殊基團或元素的存在。
4.影響因素
以下試驗因素影響紅外圖譜的質(zhì)量：
l儀器參數(shù)
l環(huán)境
l 樣品的厚度
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