紅外吸收光譜法第1頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

對(duì)中紅外光譜，相應(yīng)波數(shù)范圍為4000－400cm－1。

由于紅外波區(qū)波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以人們描述紅外光譜時(shí)，通常使用波數(shù)：第2頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3、應(yīng)用廣泛：紅外光譜不僅用于物質(zhì)化學(xué)組成分析，還可用于分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究，如研究測(cè)定分子鍵長(zhǎng)、鍵角，以此推斷分子的立體構(gòu)型，由力常數(shù)知道化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，由簡(jiǎn)并頻率來計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)等；紅外光譜法的特點(diǎn)：4、本方法試樣用量少，分析速度快，不破壞樣品，且氣、液、固樣品均可測(cè)定。1、紅外吸收光譜與紫外吸收光譜形狀不同，它吸收峰多，吸收強(qiáng)度低，圖形復(fù)雜；2、有機(jī)物的紅外吸收光譜是特征的，沒有兩種化合物具有相同的吸收曲線（除光學(xué)異構(gòu)體外），所以紅外光譜最廣泛用于有機(jī)化合物的鑒定；第3頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

§14－1紅外吸收光譜基本原理

吸收帶在光譜圖中的位置可用波長(zhǎng)（μm）或波數(shù)（cm－1）表示（橫坐標(biāo)）。光譜圖的縱坐標(biāo)，即吸收強(qiáng)度，可用百分透光度或吸光度表示。

紅外吸收光譜圖第4頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二吸收峰出現(xiàn)的頻率位置：由分子的振動(dòng)能級(jí)差決定；吸收峰的強(qiáng)度：取決于振動(dòng)過程中偶極矩的變化以及能級(jí)的躍遷幾率。吸收峰的個(gè)數(shù)：由分子振動(dòng)自由度的數(shù)目決定；第5頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件分子必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，才能產(chǎn)生紅外吸收。1、能量必須匹配即只有當(dāng)照射分子的紅外輻射頻率與分子某種振動(dòng)方式的頻率相同時(shí)，分子吸收能量后，從基態(tài)振動(dòng)能級(jí)躍遷到較高能量的振動(dòng)能級(jí)，從而在圖譜上出現(xiàn)相應(yīng)的吸收帶。第6頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、分子振動(dòng)時(shí)，必須伴隨有瞬時(shí)偶極矩的變化

一個(gè)分子有多種振動(dòng)方式，只有使分子偶極矩發(fā)生變化的振動(dòng)方式，才會(huì)吸收特定頻率的紅外輻射,這種振動(dòng)方式具有紅外活性；分子是否顯示紅外活性，與分子是否有永久偶極矩?zé)o關(guān)。只有同核雙原子分子（H2、N2等）才顯示非紅外活性。第7頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、分子振動(dòng)的形式1、雙原子分子的振動(dòng)及其振動(dòng)頻率雙原子分子的振動(dòng)只有一種形式：即伸縮振動(dòng)第8頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二=m1m2/(m1+m2)若視作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則應(yīng)遵循Hooke定律，其振動(dòng)頻率可用下式表示：

k為鍵力常數(shù)，單位N/cm為2個(gè)小球（原子）折合質(zhì)量（g）：第9頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

某些化學(xué)鍵的力常數(shù)

化

學(xué)

鍵C－CC＝CC≡CC－HO－HN－HC＝O

鍵

長(zhǎng)(?)1.541.341.201.090.961.001.22k(N·cm-1)4.59.615.65.07.76.412.1或用波數(shù)表示：M以相對(duì)原子質(zhì)量來折合的質(zhì)量可見：影響基本振動(dòng)頻率的直接因素是：

鍵力常數(shù)k和相對(duì)原子質(zhì)量M第10頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

解：已知kC-H=5.0N/cm

或例：計(jì)算C-H伸縮振動(dòng)基本吸收峰的頻率。第11頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：C0的紅外光譜在2170cm-1處有一振動(dòng)吸收峰，試計(jì)算(1)CO鍵的力常數(shù)為多少?(2)14C的對(duì)應(yīng)吸收峰應(yīng)在多少波數(shù)處發(fā)生?第12頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二雙原子分子的實(shí)際振動(dòng)：分子振動(dòng)的非諧性，一方面使之在高量子處不嚴(yán)格遵從?=1的躍遷選律，即?可以=2，3…所以在紅外光譜中除了可以觀察到強(qiáng)的基頻吸收以外，還可看到弱的倍頻吸收峰。另一方面分子的振動(dòng)受基團(tuán)環(huán)境影響，振動(dòng)頻率也有所變化。第13頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．多原子分子的振動(dòng)

（1）分子的振動(dòng)類型

絕大多數(shù)的分子是多原子分子，其振動(dòng)方式顯然很復(fù)雜。但可以把它的振動(dòng)分解為許多簡(jiǎn)單的基本振動(dòng)，并依據(jù)振動(dòng)形式的不同歸為二類：

伸縮振動(dòng)：化學(xué)鍵兩端的原子沿鍵軸方向作來回周期運(yùn)動(dòng)。分為：對(duì)稱伸縮振動(dòng)s和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)as

彎曲振動(dòng)(變形振動(dòng))：使化學(xué)鍵角發(fā)生周期性變化的振動(dòng)。分為：

面內(nèi)：剪式振動(dòng)平面搖擺

面外：非平面搖擺扭曲振動(dòng)

振動(dòng)頻率：

ass第14頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二sas第15頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（2）多原子分子的振動(dòng)自由度

多原子分子振動(dòng)由伸縮振動(dòng)、彎曲振動(dòng)以及它們之間的偶合振動(dòng)組成。在有N個(gè)原子組成的分子中，每個(gè)原子在空間的位置必須有x，y，z三個(gè)坐標(biāo)來確定，也即每個(gè)原子有3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，則由N個(gè)原子組成的分子就有了3N個(gè)坐標(biāo)，有3N個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。在分子的3N個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，可分成3種類型的運(yùn)動(dòng)：分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)。

3N=平動(dòng)自由度+轉(zhuǎn)動(dòng)自由度+振動(dòng)自由度第16頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二分子的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度非線型分子平動(dòng)自由度：3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度：2個(gè)平動(dòng)自由度：3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度：3個(gè)線型分子第17頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二線型分子振動(dòng)自由度的數(shù)目：振動(dòng)自由度=3N－平動(dòng)自由度－轉(zhuǎn)動(dòng)自由度=3N－5；非線型分子振動(dòng)自由度的數(shù)目：振動(dòng)自由度=3N－6任何一個(gè)復(fù)雜分子的振動(dòng)，都可視作由3N－6或3N－5個(gè)簡(jiǎn)正振動(dòng)疊加而成。

分子的振動(dòng)自由度第18頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二有一個(gè)振動(dòng)自由度就有一種振動(dòng)狀態(tài)，理論上講就應(yīng)在紅外譜圖上產(chǎn)生相應(yīng)的一個(gè)基頻吸收帶。

如：H2O振動(dòng)自由度為3×3-6=3

紅外吸收就有3個(gè)峰：3750cm–1，

3650cm-1，1595cm-1，

苯：C6H6振動(dòng)自由度為3×12-6=30

確有30個(gè)紅外吸收峰振動(dòng)自由度與紅外吸收峰大多情況實(shí)際吸收峰與理論計(jì)算不一致，也即并非每一種振動(dòng)方式在紅外光譜圖上都能產(chǎn)生一個(gè)吸收帶，一般要少得多。第19頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二這是由以下原因造成的：某些振動(dòng)方式為非紅外活性，不伴隨偶極矩的變化，因而不產(chǎn)生紅外吸收；(2)由于分子高度的對(duì)稱性，造成兩種振動(dòng)方式的頻率相同，發(fā)生簡(jiǎn)并現(xiàn)象；(3)若干振動(dòng)頻率十分接近，一般紅外光譜儀難以分辨；(4)振動(dòng)吸收的能量太小（如波長(zhǎng)大于20μm），吸收信號(hào)不被儀器感知；（5）有時(shí)產(chǎn)生?=2，3…的躍遷，出現(xiàn)倍頻吸收，（使吸收峰增加）但很弱。第20頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例如CO2分子（線形）有四種振動(dòng)模式，3×3–5=4頻率為ν1的振動(dòng)是對(duì)稱伸縮振動(dòng)，無偶極矩變化，即無紅外活性ν3二重簡(jiǎn)并振動(dòng)

面內(nèi)彎曲振動(dòng)面外彎曲振動(dòng)第21頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、紅外吸收強(qiáng)度1、紅外吸收峰強(qiáng)弱等級(jí)100201001020120非常強(qiáng)峰（vs）強(qiáng)峰（s）中強(qiáng)峰（m）弱峰（w）

1極弱峰（vw）吸收峰強(qiáng)度比紫外可見吸收弱得多，也以摩爾吸光系數(shù)來衡量：第22頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、吸收強(qiáng)度的影響因素（1）振動(dòng)能級(jí)的躍遷幾率：振動(dòng)能級(jí)的躍遷幾率越大，吸收峰越強(qiáng)，從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷幾率最大，因此基頻吸收帶一般最強(qiáng)。（2）振動(dòng)過程中偶極矩的變化：振動(dòng)過程中只有發(fā)生偶極矩變化的躍遷，才有紅外活性，同時(shí)偶極矩變化越是大，對(duì)應(yīng)的吸收峰強(qiáng)度也越強(qiáng)，因此，化學(xué)鍵兩端原子的電負(fù)性相差越大，或分子的對(duì)稱性越差，伸縮振動(dòng)時(shí)偶極矩變化越大，產(chǎn)生的吸收峰也越強(qiáng)。第23頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二§14－2紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系基團(tuán)頻率與特征吸收峰

紅外光譜的最大特點(diǎn)是具有特征性，而紅外光譜的特征性與化學(xué)鍵振動(dòng)的特征性是分不開的，研究大量有機(jī)化合物的紅外光譜發(fā)現(xiàn)：處于不同分子中的同一類化學(xué)基團(tuán)其振動(dòng)頻率總是出現(xiàn)在較窄的范圍內(nèi)。例如，羰基總是在1870－1650cm－1間，出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，它們的頻率不隨分子構(gòu)型變化而出現(xiàn)較大的改變。這類頻率稱為基團(tuán)特征振動(dòng)頻率，簡(jiǎn)稱基團(tuán)頻率，其所在位置一般又稱為特征吸收峰。

第24頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、紅外光譜的特征吸收頻率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

常見的化學(xué)基團(tuán)在4000~600cm-1范圍內(nèi)有特征吸收，為便于解釋，一般將這一波段分成兩個(gè)區(qū)域：官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)。1、官能團(tuán)區(qū)：4000~1300cm-1

因?yàn)榛鶊F(tuán)特征吸收峰位于此范圍內(nèi)，且在該范圍內(nèi)吸收峰較稀疏，受分子其它部分振動(dòng)的影響較小。因此它們可用作鑒別官能團(tuán)的依據(jù)，故稱為官能團(tuán)區(qū)。它們主要包括X－H、C≡X和C＝X的伸縮振動(dòng)。

第25頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

2、指紋區(qū)1300cm－1以下的區(qū)域主要屬C－X的伸縮振動(dòng)和H－C的彎曲振動(dòng)頻率區(qū)。由于這些化學(xué)鍵的振動(dòng)容易受附近化學(xué)鍵的振動(dòng)的影響，因此結(jié)構(gòu)的微小改變可使這部分光譜面貌發(fā)生差異。就如同每人指紋有差別一樣，故1300－700cm－1區(qū)間稱指紋區(qū)。利用指紋區(qū)光譜可識(shí)別一些特定分子。第26頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第27頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（一）外部因素

樣品的狀態(tài)、測(cè)定溫度及溶劑極性等外部因素均會(huì)影響振動(dòng)頻率:1、狀態(tài)：氣態(tài)時(shí)因分子間作用力小，可觀察到振動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，且頻率高。液態(tài)、固態(tài)分子間作用力大，且當(dāng)有極性基團(tuán)存在時(shí)可能發(fā)生分子間締合或氫鍵而使頻率、形狀、強(qiáng)度都有變化，一般頻率較低;

溫度：在低溫下，吸收帶尖銳，隨溫度升高，帶寬增加，帶數(shù)減小;

溶劑：由于溶質(zhì)和溶劑間相互作用，頻率有所變化。極性溶劑使吸收帶向低頻方向移動(dòng)；溶液濃度不同，分子間作用力不同，頻率也有變化。二、影響基團(tuán)頻率位移的因素影響頻率位移的因素有內(nèi)部因素和外部因素：第28頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（二）內(nèi)部因素：電子效應(yīng)氫鍵效應(yīng)振動(dòng)偶合效應(yīng)費(fèi)米共振效應(yīng)立體障礙環(huán)的張力第29頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1．電子效應(yīng)：誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、偶極場(chǎng)效應(yīng)(1)誘導(dǎo)效應(yīng)(I效應(yīng)）

誘導(dǎo)效應(yīng)指電負(fù)性不同的取代基，會(huì)通過靜電誘導(dǎo)而引起分子中電子分布的變化，導(dǎo)致力常數(shù)改變，使基團(tuán)特征頻率位移。誘導(dǎo)效應(yīng)對(duì)C=O伸縮振動(dòng)頻率的影響1780176817551740由于誘導(dǎo)效應(yīng)，使C=O鍵電子云密度增加，鍵力常數(shù)增大，振動(dòng)頻率升高。第30頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二(2)共軛效應(yīng)(M效應(yīng)）

由分子形成大π鍵或含有孤對(duì)電子的原子接在具有多重鍵的原子上時(shí)，引起-或n-共軛，由于共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子云密度趨于平均化，導(dǎo)致雙鍵略有伸長(zhǎng)，單鍵略有縮短，結(jié)果使C=O雙鍵頻率向低頻移動(dòng)，單鍵頻率略向高頻移動(dòng)。

共軛效應(yīng)對(duì)C=O伸縮振動(dòng)頻率的影響化

合

物

vC=O(cm-1)1710—17251695—16801667—1661第31頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二當(dāng)分子中的原子或基團(tuán)同時(shí)呈現(xiàn)出誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)，此時(shí)雙鍵吸收頻率的位移取決于占優(yōu)勢(shì)的效應(yīng)。

例如，—OR的氧原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)強(qiáng)于氧原子中孤對(duì)電子參與的共軛效應(yīng)，因此C=O吸收頻率向高頻移動(dòng)。反之，對(duì)—SR中的硫原子，其孤電子對(duì)的共軛效應(yīng)占支配地位，因而C=O吸收頻率向低頻移動(dòng)。

化

合

物

vC=O(cm-1)～1735～1715～1690誘導(dǎo)與共軛共存的影響

第32頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

由于相互靠近的官能團(tuán)之間的作用，造成C=O振動(dòng)頻率位移。

如：(3)偶極場(chǎng)效應(yīng)(F效應(yīng)）第33頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．氫鍵的生成羰基形成氫鍵，使雙鍵電子云密度平均化，羰基的振動(dòng)頻率下降。

第34頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3．振動(dòng)偶合第35頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二當(dāng)一振動(dòng)倍頻與另一振動(dòng)基頻接近時(shí)，相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生分裂的現(xiàn)象叫費(fèi)米共振。

分子中的C=O的基頻伸縮振動(dòng)C=O1774cm-1,與C-C變角振動(dòng)880-860cm-1的倍頻發(fā)生費(fèi)米共振，而使C=O裂分為1773cm-1和1776cm-1.4、費(fèi)米共振如：第36頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二5、立體障礙

由于立體障礙而使分子共軛受限，頻率增大。

如：C=O吸收峰6、環(huán)的張力

環(huán)的張力越大，C=O頻率就越高第37頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二例：試比較CH3-C-OH和CH3-C-H分子的紅外光譜情況，

‖‖OO乙酸中的羰基的吸收波數(shù)比乙醛中的羰基吸收波數(shù)（）

例：在醇類化合物中，O-H伸縮振動(dòng)頻率隨溶液濃度的增加，向低波數(shù)方向位移的原因是（1）溶液極性變大（2）形成分子間氫鍵隨之加強(qiáng)（3）誘導(dǎo)效應(yīng)隨之變大（4）易產(chǎn)生振動(dòng)偶合

（大）（2）第38頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀與其它色散型光譜儀相類似，也由光源、樣品池、單色器、檢測(cè)器、放大及記錄系統(tǒng)組成。

光源樣品池單色器檢測(cè)器記錄系統(tǒng)目前絕大多數(shù)是采用雙光束型紅外光譜儀：§14－3紅外光譜儀

第39頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第40頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第41頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二常用的紅外光源有能斯特?zé)艉凸杼及簦?/p>

能斯特?zé)簦喊l(fā)射的波長(zhǎng)范圍約為400－5000cm-1；具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，室溫下為非導(dǎo)體，至800℃即為導(dǎo)體，工作溫度可達(dá)1300－1700℃；優(yōu)點(diǎn)：發(fā)射光強(qiáng)強(qiáng)（尤其在短波區(qū)），壽命較長(zhǎng)，穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度差，價(jià)格較貴，操作不如硅碳棒方便。

硅碳棒：發(fā)射的波長(zhǎng)范圍約為400－5000cm-1；由碳化硅燒結(jié)而成的實(shí)心棒，室溫下為導(dǎo)體，有正的電阻溫度系數(shù)，工作溫度達(dá)1200－1500℃；優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于長(zhǎng)波，其輻射效率高于能斯特?zé)?，其使用波長(zhǎng)范圍比能斯特?zé)魧?，發(fā)光面大，操作方便、廉價(jià)；缺點(diǎn)：工作時(shí)電極接觸部分需用水冷卻。

1．光源第42頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．樣品池池窗的材料必須能很好透過所需波長(zhǎng)的輻射，不同的分析對(duì)象（液體、氣體和固體）應(yīng)選用相應(yīng)的樣品池。池窗材料材

料透光范圍（μm）注

意

事

項(xiàng)

NaClKBrCaF2CsBrKRS-50.2－250.25－400.13－120.2－550.55－40易潮解，應(yīng)低于40％濕度下使用易潮解，應(yīng)低于35％濕度下使用不溶于水，可測(cè)水溶液紅外光譜易潮解微溶于水，可測(cè)水溶液，有毒3．單色器由狹縫、色散元件、反射鏡等組成色散元件：棱鏡（早期儀器）和光柵；第43頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（1）真空熱電偶

由兩根溫差電位不同的金屬絲焊接在一起，并將一接點(diǎn)安裝在涂黑的接受面上。吸收了紅外輻射的接受面及接點(diǎn)溫度上升，就使它與另一接點(diǎn)之間產(chǎn)生了電位差。此電位差與紅外輻射強(qiáng)度成比例，此熱電偶是封在真空腔體內(nèi)進(jìn)行工作的。（2）測(cè)熱輻射計(jì)

將極薄的黑化金屬片作受光面，并作為惠斯頓電橋的一臂。當(dāng)紅外輻射投射到受光面而使它的溫度改變，進(jìn)而引起的電阻值改變，電橋就有信號(hào)輸出，此信號(hào)大小與紅外輻射強(qiáng)度成比例。4．檢測(cè)器

第44頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二(3)熱釋電檢測(cè)器

它是利用硫酸三苷肽（TriglycineSulfate,簡(jiǎn)稱TGS）這類熱電材料的單晶薄片作檢測(cè)元件。將10－20μm厚的硫酸三苷肽薄片的正面鍍鉻，反面鍍金，形成兩電極，并連接至放大器，將TGS與放大器一同封入帶有紅外透光窗片的高真空玻璃外殼內(nèi)。當(dāng)紅外輻射投射至TGS薄片上，溫度上升，TGS表面電荷減少。這相當(dāng)于TGS釋放了一部分電荷。釋放的電荷經(jīng)放大后記錄。由于它的響應(yīng)極快，因此可進(jìn)行高速掃描，在中紅外區(qū)，掃描一次僅需1秒鐘，因而適合于在傅里葉變換紅外光譜儀中使用。目前最廣泛使用的晶體材料是氘化了的TGS（簡(jiǎn)稱DTGS），該材料作為檢測(cè)器的特點(diǎn)是熱電系數(shù)小于TGS。第45頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二(4)半導(dǎo)體檢測(cè)器：

紅外光能量低，不足以激發(fā)一般光電檢測(cè)器的電子，而一些半導(dǎo)體材料的帶隙所需的激發(fā)能較小。人們利用半導(dǎo)體的這種性質(zhì)制成了可用于紅外光譜的檢測(cè)器，半導(dǎo)體檢測(cè)器屬于量子化檢測(cè)器。目前使用的半導(dǎo)體檢測(cè)器為半導(dǎo)體HgTe－CdTe的混合物，即碲化汞鎘（簡(jiǎn)稱MCT）檢測(cè)器。MCT檢測(cè)器比TGS檢測(cè)器有更快的響應(yīng)時(shí)間和更高的靈敏度，因此MCT檢測(cè)器更適合于Fourier變換紅外光譜儀。但MCT檢測(cè)器工作時(shí)，必需使用液氮冷卻（77K）。第46頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二傅里葉變換紅外（FTIR）光譜儀是一種干涉型光譜儀。它主要由光源（硅碳棒、高壓汞燈）、干涉儀、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和記錄系統(tǒng)組成。大多數(shù)傅里葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜（Michelson）干涉儀。傅里葉變換紅外光譜儀沒有色散元件，沒有狹縫，因此來自光源的光有足夠的能量經(jīng)干涉后照射到樣品上然后到達(dá)檢測(cè)器。

二、傅里葉變換紅外光譜儀第47頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二實(shí)驗(yàn)測(cè)量的原始光譜圖是光源的干涉圖，然后通過計(jì)算機(jī)對(duì)干涉圖進(jìn)行快速傅里葉變換計(jì)算，從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖。第48頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二傅里葉變換紅外光譜法的主要特點(diǎn)(1)靈敏度高：狹縫的廢除大大提高了光能利用率。樣品置于全部輻射波長(zhǎng)下，因此全波長(zhǎng)范圍下的吸收必然改進(jìn)信噪比，使測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度大大提高。(2)分辨率高：可達(dá)0.1-0.005cm-1，棱鏡型為3cm-1，光柵式儀器為0.2cm-1

。(3)精密度高：由于引入激光參比干涉儀，用激光干涉條紋準(zhǔn)確測(cè)定光程差，從而使波數(shù)更為準(zhǔn)確。(4)測(cè)定的光譜范圍寬：可達(dá)10－104cm-1。(5)測(cè)量速度快：在不到1秒時(shí)間里可獲得圖譜，比色散型儀器高幾百倍。

第49頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二§14－4樣品的處理

對(duì)氣體樣品，可將它直接充入已抽成真空的氣體樣品槽內(nèi)一、氣體樣品第50頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二液膜法：沸點(diǎn)高的純液體樣品可直接滴入兩窗片之間形成薄膜后進(jìn)行測(cè)定。沸點(diǎn)低的純液體樣品可注入封閉液體池中測(cè)定；優(yōu)點(diǎn)：消除由于加入溶劑而引起的干擾；缺點(diǎn)：會(huì)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的分子間氫鍵及締合效應(yīng)。

二、純液體和溶液樣品第51頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二水不作溶劑，因?yàn)樗旧碛形?，且?huì)侵蝕池窗，因此樣品必須干燥。選擇溶劑條件：（1）必須很好的溶解試樣；（2）在所測(cè)光譜區(qū)域內(nèi)無強(qiáng)烈吸收；（3）不侵蝕鹽窗；（4）對(duì)試樣沒有強(qiáng)烈的溶劑化效應(yīng)。溶液法：將試樣溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行測(cè)量第52頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

溶液法：

研糊法：將研細(xì)的樣品與石