
【化】 infra-red spectrum(IR spectrum); infrared spectrum; IR spectrum
紅外光譜(Infrared Spectroscopy,簡稱IR)是分析化學中用于檢測物質分子結構的重要技術,其原理基于分子對特定波長紅外光的吸收特性。該術語在漢英詞典中對應"紅外"(Infrared,指波長介于可見光與微波之間的電磁波)和"光譜"(Spectroscopy,指通過電磁輻射與物質相互作用研究物質組成的方法)的組合釋義。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,紅外光譜的測量範圍通常為4000-400 cm⁻¹波數,對應分子振動能級躍遷。該技術通過檢測樣品吸收紅外光的特征頻率,生成包含吸收峰位置、強度及形狀的圖譜,可用于有機化合物官能團鑒定、材料表征等領域。美國國家标準與技術研究院(NIST)數據庫顯示,典型應用包括聚合物分析(如聚乙烯的C-H伸縮振動檢測)、藥物質量控制(如活性成分鑒定)等。
在儀器構造方面,傅裡葉變換紅外光譜儀(FTIR)已成為主流設備,其工作原理基于邁克爾遜幹涉儀對紅外光的調制。英國皇家化學會(RSC)實驗指南指出,現代FTIR分辨率可達0.5 cm⁻¹,配合衰減全反射(ATR)附件可實現無損檢測。該技術已形成ASTM E1252等标準化測試方法,中國國家标準化管理委員會(SAC)等同采用ISO 13999:2017規範其工業應用。
紅外光譜(Infrared Spectroscopy,IR)是一種通過分析物質對紅外光的吸收特性來研究分子結構和化學組成的光譜技術。以下從多個維度進行詳細解釋:
能級躍遷機制
當物質分子受到連續波長的紅外光照射時,若光的頻率與分子内化學鍵的振動或轉動頻率匹配,分子會吸收能量并發生振動/轉動能級躍遷,形成特征吸收光譜。這種吸收與分子結構直接相關,如化學鍵強度、原子質量等。
光譜表示
紅外光譜以波長(λ)或波數(σ)為橫坐标,透光率(T%)或吸光度(A)為縱坐标,反映不同波數下的吸收強度。
根據波長範圍分為:
傅裡葉變換紅外光譜(FTIR)的引入顯著提升了分辨率和檢測速度,支持複雜混合物的高效分析。
通過上述分析可見,紅外光譜是化學、材料科學等領域不可或缺的工具,其核心價值在于通過分子振動信息揭示物質微觀結構。
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