第3章　紅外光譜分析法

3.1　引言

當(dāng)物質(zhì)受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收了某些頻率的輻射，由其振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起偶極矩的變化，從而使分子振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，得到分子振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化，該變化產(chǎn)生的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，稱為紅外光譜（infrared spectra，IR）。紅外光譜屬于分子吸收光譜。

20世紀(jì)60年代，采用光柵代替棱鏡作為色散元件，分辨率顯著提高，測(cè)量范圍變寬。20世紀(jì)70年代以后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加上快速傅里葉技術(shù)的推廣應(yīng)用，使得基于光相干性原理而設(shè)計(jì)的干涉性-傅里葉變換紅外光譜儀器進(jìn)入市場(chǎng)，解決了光柵儀器的固有弱點(diǎn)，使紅外光譜發(fā)展到了一個(gè)嶄新的階段。每一種物質(zhì)的紅外光譜都有其自身的特征，就像人的指紋一樣，因此人們也稱紅外光譜為“分子的指紋光譜”。紅外光譜主要獲得的是分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的信息，絕大多數(shù)物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)都可以用紅外光譜來(lái)判斷。根據(jù)分子對(duì)紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、強(qiáng)度、形狀以及吸收譜帶和溫度、聚集狀態(tài)等的關(guān)系，便可確定分子的空間構(gòu)型，求出化學(xué)鍵的鍵力常數(shù)、鍵長(zhǎng)和鍵角，從而推斷分子中存在某一基團(tuán)或化學(xué)鍵，進(jìn)而確定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也可以依據(jù)特征吸收譜帶強(qiáng)度的改變，對(duì)混合物及化合物進(jìn)行定量分析。近年來(lái)，紅外光譜分析法應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，如蛋白質(zhì)、DNA等結(jié)構(gòu)的解析和測(cè)序等。