紅外光譜法的基本理論
發(fā)布時間:2015/6/10 19:22:47 訪問次數(shù):566
任何分子就其整個分子而言,是電中性的,但由于構(gòu)成分子的各原子因價電子得失的難易而表現(xiàn)出不同的電負(fù)性,分子也因此顯示不同的極性。G32A-A10通常用分子的偶極距弘來描述分子的極性大小,設(shè)正負(fù)電中心的電荷分別為+q和-q,正負(fù)電荷中心距離為d,如圖2-2所示,則肛=qd。由于分子內(nèi)原品——號子處于在其平衡位置不斷振動的狀態(tài),在振動過程中d的瞬時值亦不斷地發(fā)生變化,因此分子的偶極矩肛也發(fā)生相應(yīng)的改圖菖≥茹c1務(wù)子變,即分子具有確定的偶極矩變化頻率。顯然,單原子或同核E關(guān)系雙原子分子其d=0,因此,這類對稱分子中原子的振動并不引起偶極矩的變化。
分子的內(nèi)部運動包括轉(zhuǎn)動、振動和電子運動,雙原子分子的三種能級躍遷示意圖如圖2-3所示,紅外光譜的產(chǎn)生是由于分子振動能級之間的躍遷(同時伴隨轉(zhuǎn)動能級的躍遷)而產(chǎn)生的65-67。分子振動能級之間的躍遷只有在吸收外界紅外光的能量之后才能實現(xiàn),即只有將外界紅外光的能量轉(zhuǎn)移到分子中才能實現(xiàn)振動能級的躍遷,而這種能量的轉(zhuǎn)移是通過偶極矩的變化來實現(xiàn)的。將有偶極矩變化的基團(tuán)視為一個偶極子,由于偶極子具有一定的原有振動頻率,因此,只有當(dāng)輻射頻率與偶極子頻率相匹配時,分子才與輻射能發(fā)生相互作用(振動偶合)而增加它的振動能,使振動加激(振幅加大),即分子由原來的基態(tài)振動躍遷到較高的振動能級。光波譜區(qū)域劃分及能級躍遷。
可見,并非所有的振動都會產(chǎn)生紅外吸收,只有發(fā)生偶極矩變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收譜帶,稱這種振動為紅外活性,反之則稱為非紅外活性。這樣若用連續(xù)改變頻率的紅外光照射某試樣,由于該試樣對不同頻率的紅外光的吸收不同,使通過試樣后的紅外光在一些波飫范圍內(nèi)變?nèi)酰ū晃眨,另一些?/span>圍內(nèi)則較強(qiáng)(不吸收)。將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄,就得到該試樣的紅外吸收光譜圖。
任何分子就其整個分子而言,是電中性的,但由于構(gòu)成分子的各原子因價電子得失的難易而表現(xiàn)出不同的電負(fù)性,分子也因此顯示不同的極性。G32A-A10通常用分子的偶極距弘來描述分子的極性大小,設(shè)正負(fù)電中心的電荷分別為+q和-q,正負(fù)電荷中心距離為d,如圖2-2所示,則肛=qd。由于分子內(nèi)原品——號子處于在其平衡位置不斷振動的狀態(tài),在振動過程中d的瞬時值亦不斷地發(fā)生變化,因此分子的偶極矩肛也發(fā)生相應(yīng)的改圖菖≥茹c1務(wù)子變,即分子具有確定的偶極矩變化頻率。顯然,單原子或同核E關(guān)系雙原子分子其d=0,因此,這類對稱分子中原子的振動并不引起偶極矩的變化。
分子的內(nèi)部運動包括轉(zhuǎn)動、振動和電子運動,雙原子分子的三種能級躍遷示意圖如圖2-3所示,紅外光譜的產(chǎn)生是由于分子振動能級之間的躍遷(同時伴隨轉(zhuǎn)動能級的躍遷)而產(chǎn)生的65-67。分子振動能級之間的躍遷只有在吸收外界紅外光的能量之后才能實現(xiàn),即只有將外界紅外光的能量轉(zhuǎn)移到分子中才能實現(xiàn)振動能級的躍遷,而這種能量的轉(zhuǎn)移是通過偶極矩的變化來實現(xiàn)的。將有偶極矩變化的基團(tuán)視為一個偶極子,由于偶極子具有一定的原有振動頻率,因此,只有當(dāng)輻射頻率與偶極子頻率相匹配時,分子才與輻射能發(fā)生相互作用(振動偶合)而增加它的振動能,使振動加激(振幅加大),即分子由原來的基態(tài)振動躍遷到較高的振動能級。光波譜區(qū)域劃分及能級躍遷。
可見,并非所有的振動都會產(chǎn)生紅外吸收,只有發(fā)生偶極矩變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收譜帶,稱這種振動為紅外活性,反之則稱為非紅外活性。這樣若用連續(xù)改變頻率的紅外光照射某試樣,由于該試樣對不同頻率的紅外光的吸收不同,使通過試樣后的紅外光在一些波飫范圍內(nèi)變?nèi)酰ū晃眨硪恍┓?/span>圍內(nèi)則較強(qiáng)(不吸收)。將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄,就得到該試樣的紅外吸收光譜圖。
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