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什么是光譜？

光譜分析是一種根據(jù)物質(zhì)光譜識(shí)別物質(zhì)并確定其化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)或相對(duì)含量的方法。根據(jù)分析原理，光譜技術(shù)主要分為吸收光譜、發(fā)射光譜和散射光譜；根據(jù)被測位置的形式，光譜技術(shù)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(fā)射和紅外吸收光譜，通常用于紅外吸收光譜。

分子運(yùn)動(dòng)有四種:平動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)和電子運(yùn)動(dòng)，其中后三種是量子運(yùn)動(dòng)。分子來自較低的能級(jí)E1.吸收一種能量hv光子移到更高能級(jí)的光子E2.滿足能量守恒定律的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程E2-E1=hv。能級(jí)之間的差異越小，分子吸收的光頻率越低，波長越長。

1.紅外吸收光譜的原因

紅外吸收光譜是由分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)吸收光譜，?組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于連續(xù)振動(dòng)（或旋轉(zhuǎn)）狀態(tài)，其振動(dòng)頻率與紅外光相當(dāng)。因此，當(dāng)紅外光照射分子時(shí)，分子中的化學(xué)鍵或官能團(tuán)可以振動(dòng)（或旋轉(zhuǎn)）吸收，不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)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(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。

分子的旋轉(zhuǎn)能級(jí)差相對(duì)較小，吸收的光頻率較低，波長較長，因此分子的純旋轉(zhuǎn)能譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紅外地區(qū)。振動(dòng)能級(jí)差遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)能級(jí)差，分子振動(dòng)能級(jí)躍遷吸收的光頻率較高，分子的純振動(dòng)能譜一般出現(xiàn)在中紅外地區(qū)。（注：分子電子能級(jí)躍遷吸收的光屬于紫外可見吸收光譜的范疇）

換句話說，紅外吸收光譜的條件：

應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)

(1)輻射應(yīng)具有能量，以滿足物質(zhì)振動(dòng)跳躍所需的需要。

(2)輻射與物質(zhì)相互偶合。

對(duì)稱分子：

沒有偶極矩，輻射不能引起共振，沒有紅外活性，如N2、O2、Cl2等。

非對(duì)稱分子：

偶極矩，紅外活性。

2.分子的主要振動(dòng)類型

振動(dòng)雙原子分子

雙原子分子中的原子以非中心的平衡點(diǎn)，以非常小的真實(shí)服務(wù)（與原子核之間的距離相比）進(jìn)行周期性振動(dòng)，可諧振動(dòng)。

振動(dòng)多原子分子

伸縮振動(dòng)原子沿鍵軸方向伸縮，鍵長發(fā)生變化而鍵角不變的振動(dòng)，可分為對(duì)稱伸縮和不對(duì)稱伸縮，變形振動(dòng)（又稱彎曲振動(dòng)或變角振動(dòng)）基團(tuán)鍵角發(fā)生周期變化而鍵長不變的振動(dòng)成為變形振動(dòng)，分為面內(nèi)彎曲和面外彎曲振動(dòng)

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