【導(dǎo)入案例】

紅外吸收光譜具有高度的特征性，不但可以用來研究分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，表征和鑒別各種化學(xué)物種，還可以進(jìn)行定量分析。 例如，油是國家環(huán)境決策實行污染物達(dá)標(biāo)排放總量控制項目之一。城市污水（圖4-1）中的油主要來自工業(yè)廢水和生活污水。在水質(zhì)監(jiān)測中油類是一項重要的監(jiān)測項目，但水中油類污染的測定比較復(fù)雜。因為其成分復(fù)雜，無法用單一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照，此外，不同地區(qū)、不同行業(yè)水中油類污染的種類也不相同，不能以同種油標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析測定。目前，水中油類常用的分析方法都存在不足之處。油類中亞甲基（—CH2—）中C—H鍵的伸縮振動、甲基（—CH3）基團(tuán)中C—H鍵的伸縮振動和芳香環(huán)中C—H鍵的伸縮振動分別在波數(shù)為2930cm-1、2960cm-1和3030cm-1處產(chǎn)生特征吸收，可以根據(jù)吸收峰高或峰面積定量。紅外分光光度法測定水中石油類，測量范圍廣，靈敏度高，測定結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單。

紅外分光光度法（IR）又稱為紅外吸收光譜法（infrared spectroscopy）。它是依據(jù)物質(zhì)對紅外輻射的特征吸收而建立的一種分析方法。與紫外-可見吸收光譜一樣，紅外光譜也屬于分子吸收光譜，但兩者產(chǎn)生的機(jī)理不同。前者是電子光譜，后者是振動-轉(zhuǎn)動光譜。習(xí)慣上按紅外線的波長（0.76～1000μm）將紅外光譜區(qū)分成近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三個區(qū)域。這三個區(qū)域所包含的波長（波數(shù)）范圍以及能級躍遷類型如表4-1所示。

通常，紅外光譜是指中紅外吸收光譜，即振動-轉(zhuǎn)動光譜，簡稱振-轉(zhuǎn)光譜。紅外分光光度法的特點是：分析速度快、靈敏度高、測試所用樣品少、樣品狀態(tài)不受限制，氣體 、液體和固體都可以測定而且不破壞樣品。該方法多用于定性分析，紅外光譜是對化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的最常用的方法之一。

一般多用透光率-波數(shù)（T-σ）曲線或透光率-波長（T-λ）曲線來描述紅外吸收光譜。紅外吸收光譜有棱鏡光譜和光柵光譜。前者以波長為等間距，后者以波數(shù)為等間距。棱鏡式紅外光譜儀屬于第一代產(chǎn)品，其具有分辨率低等缺點。光柵式紅外光譜儀屬于第二代產(chǎn)品，具有分辨率高等優(yōu)點。傅里葉變換紅外光譜儀屬于第三代產(chǎn)品，它是一種新型非色散型紅外光譜儀，具有分辨率高以及掃描速度快等優(yōu)點。波數(shù)是波長的倒數(shù)，常用σ表示，單位是cm-1，它表示每厘米長光波中波的數(shù)目。若波長以μm為單位，則波數(shù)與波長的關(guān)系是

σ（cm-1）=104/λ（μm）

圖4-2是苯甲酰胺的紅外光譜圖。