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红外吸收光谱法的基本原理(红外吸收光谱法原理及仪器构造,操作技术)

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干货|红外光谱的基本原理(IR)

1、红外光谱是基于分子内部能级跃迁的原理,特别是分子振动、转动能级的改变。电子在不同能级间的跃迁,使分子吸收特定能量的辐射,这一能量通常由光子携带。分子吸收光谱的复杂性源于电子和原子核间的相对运动,即振动和转动,它们的能量变化量子化,且各能级间的间隔不同。

2、红外光谱分析具有灵敏度高、样品适用范围广等优点,是鉴定化合物和测定分子结构的有力工具。红外吸收光谱产生的条件为:辐射光子能量与分子振动能级能量差相等。光子能量通过量子力学计算为hν,其中ν为辐射频率。当辐射频率与分子振动能级差(△E振)相匹配时,分子可吸收辐射,由基态跃迁至激发态。

红外吸收光谱法的基本原理(红外吸收光谱法原理及仪器构造,操作技术)-图1
(图片来源网络,侵删)

3、分子的极性,是红外光谱的指挥棒,由偶极矩μ来定义。当电磁辐射的电场作用于分子时,只有那些频率与分子振动频率相匹配的红外辐射才能触发能量转换,形成吸收。非红外活性分子,由于缺乏偶极矩变化,对红外光的响应相对微弱。

红外光谱的基本原理

红外检测的原理如下:当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

红外光谱的原理:当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

红外光谱是基于分子内部能级跃迁的原理,特别是分子振动、转动能级的改变。电子在不同能级间的跃迁,使分子吸收特定能量的辐射,这一能量通常由光子携带。分子吸收光谱的复杂性源于电子和原子核间的相对运动,即振动和转动,它们的能量变化量子化,且各能级间的间隔不同。

红外吸收光谱法的基本原理(红外吸收光谱法原理及仪器构造,操作技术)-图2
(图片来源网络,侵删)

红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

红外光谱的原理 红外光谱是一种基于分子振动和转动能级的分析技术。当一束红外光照射到样品上时,光子与样品分子相互作用,引起分子振动和转动能级的改变。这些能级的改变会导致透射光的光谱变化,从而形成红外光谱。根据量子力学理论,分子具有一系列能级,这些能级与光的波长(或频率)相关。

红外光谱法是一种分析技术,它基于分子内部原子间的相对振动和转动信息来确定物质的分子结构和鉴别化合物。当红外光束通过物质时,如果物质分子中的某个基团振动频率或转动频率与红外光的频率相匹配,分子将吸收能量并从基态跃迁到能量较高的振动能级或转动能级。这种能量吸收导致了特定波长的光被物质吸收。

红外检测的原理

红外检测的原理如下:当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

红外测温仪将红外热辐射转换成相应的电信号,然后经过放大和视频处理,形成可供肉眼观察的视频图像。通俗来讲,就是将不可见的红外辐射变为可见的热像图,并且能反映出目标表面的温度分布状态。这种热像图与物体表面的热分布场相对应。热图像上的不同颜色代表被测物体的不同温度。

红外检测是一种无损检测技术,其原理是利用物体自发辐射的红外线,通过测量这些红外能量来推断物体的表面温度或热状态分布。红外线作为电磁波的一种,介于无线电波和可见光之间,其波长范围广泛,不同类型的红外线对应不同的热辐射特性。物体温度越高,辐射出的红外能量越大。

红外吸收光谱的原理和用途

1、红外吸收光谱技术广泛应用于分子结构和化学键的研究。通过分析化学键特有的吸收波数,可以识别和区分不同的化合物。此外,该技术还可用于化学物质的定量分析。

2、红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。

3、红外光谱的原理基于分子振动和转动能级的分析。当红外光照射到样品上时,光子与样品分子相互作用,引起分子振动和转动能级的改变。这些能级的改变会导致透射光的光谱变化,形成红外光谱。不同化学键对特定波长的红外光具有不同的吸收特征,因此通过分析样品的红外光谱,可以确定分子的化学结构和化学键类型。

4、红外吸收光谱的产生原理:分子因不断的振动和转动而具有能量,这些能量与红外射线的光量子能量相匹配。当分子的振动状态发生变化时,它们可以发射红外光谱,或者在红外辐射的激发下产生振动并形成吸收光谱。 红外吸收光谱的应用:该技术被广泛用于分析和研究分子的结构和化学键。

5、红外光谱仪的工作原理:傅立叶变换红外光谱仪,作为第三代红外光谱仪,采用麦克尔逊干涉仪对两束光进行干涉处理,这两束光经过不同的光程后相互干涉,形成干涉光。这些干涉光与样品发生作用后,由探测器接收并送入计算机进行傅立叶变换数学处理,最终将干涉图转换为光谱图。

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