红外光谱仪的原理及应用 红外光谱仪原理图

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一、红外光谱仪的原理及应用

一、红外光谱仪的原理及应用

红外光谱仪原理：傅里叶变换红外光谱仪被称为第三代红外光谱仪。迈克尔逊干涉仪用于干涉两束光程差以一定速度变化的多色红外光，形成干涉光，然后与样品相互作用。探测器将干涉信号送入计算机进行傅里叶变换数学处理，将干涉图还原为光谱图。红外光谱仪的应用：

应用于染织工业、环境科学、生物学、材料学、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、无机与配位化学基础研究、半导体材料、日用化工等研究领域。

红外光谱可用于研究分子的结构和化学键，如测定力常数和分子对称性，红外光谱可测定分子的键长和键角，由此可推断分子的三维构型。根据得到的力常数可以推断化学键的强度，从简正频率可以计算出热力学函数。

分子中的一些基团或化学键基本上是固定的或只在很小的波段范围内变化，所以很多有机官能团，如甲基、亚甲基、羰基、氰基、羟基、氨基等，在红外光谱中都有特征吸收。通过红外光谱测定，人们可以确定未知样品中存在哪些有机官能团，为最终确定未知物质的化学结构奠定了基础。

由于分子内和分子间的相互作用，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略有变化，这就为研究和表征分子内和分子间的相互作用创造了条件。

分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中的所有原子，不同分子的振动模式互不相同，使得红外光谱与指纹一样高，称为指纹区。利用这一特性，人们收集了上千种已知化合物的红外光谱，并储存在计算机中，编制成红外光谱标准光谱库。人们可以通过将未知物质的实测红外光谱与标准库中的光谱进行比较，快速确定未知化合物的组成。

化合物的鉴定和未知化合物的结构分析。对化合物进行定量分析，研究化学反应动力学、晶体变化、相变、材料拉伸与结构的瞬态关系。工业过程和空气污染的连续检测。煤炭工业中游离二氧化硅的监测。检验珠宝行业在卫生检疫、制药、食品、环保、公安、石油、化工、光学镀膜、光通讯、材料科学等诸多领域。

晶体中应时羟基的测定、聚合物的组成分析和药物分析。

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