红外线光谱仪原理.pdf

Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) (All the contents in this file are solely for educational purpose) 引言 紅外線光譜儀分析技術原理 紅外線光譜儀與分子動能量的關係 。 紅外線光譜儀儀器 光源的分類與偵檢器的適用範圍。 傅立葉轉換紅外線光譜儀的優點。 紅外線光譜儀的分析方法 樣品的處理法。 定性分析方法。 材料分析的應用 實例簡介。 引言 在談到傅立葉轉換紅外線光譜儀之前，必須先提到紅外線光譜儀 ( infrared spectrum) ;IR 最初是在1950年末期用來鑑定有機化合物 的一種工具。 早期的紅外線光譜儀雖然簡單，但 是此儀器的出現使的化學家在有機 與無機及生化分子的鑑定上面出現 了極大的革命性變化。 而且其結構的決定也變的大為省時 而且有效。 紅外線光譜儀 (infrared spectrum)外觀圖 紅外線光譜儀是一種有重要的分析方法，尤其利用傅立葉轉換紅外線光譜 (FTIR)來獲得光譜資訊，是一項強而有力的分析工具。 紅外線光譜學 紅外線光譜學是研究某化學分子的或者化學物種因為吸收(或發射) 紅外線輻射，而在某些震動的模式下產生震動，藉助於紅外線光譜 的分析使化合物的結構與含量得以決定。 光區 波長範圍(μm) 涵蓋範圍(cm-1) 近 IR 0.78~2.5 12800~4000 中IR 2.5~50 4000~200 遠IR 50~1000 200~10 最常用IR 2.5~15 4000~670 (表一) 紅外線光譜區的劃分 -1 紅外線光譜涵蓋的範圍為 12800~10 (cm ) 或者波長為0.78~1000µm 。 近IR光譜區中可以觀測分子振動模式的倍頻(overtone)及組合譜帶 (combination band)的吸收。 中IR光譜區即一般所指的紅外線光譜區。 1 wavenumber (cm-1) = 0.124 meV =0.124*10-3 eV 一般紅外線光譜區 (中IR) 依照振動又可分為 : 1.特徵頻率區 (characteristic- group frequency region; 4000~1300cm-1) 其可以顯現分子的一些官能基的吸收頻率。 2.指紋區(finger-print region; 1300cm-1 以下) 可以顯現分子結構的細微差異。 紅外線光譜分析在定性與定量上已經被廣泛的應用。對於有機化合物 及一些無機化合物的鑑定與分析幫助很大，那是因為紅外線光譜具 有獨特的指紋區能夠提供許多有用的資訊。 紅外線光譜儀分析技術的原理 紅外線光譜儀通常是以穿透度對波數作圖來表示分析物對紅外線輻 射的吸收情形。以正辛烷為例 ，其有四個主要吸收帶: 1. 2800~3000 cm -1 : C-H的伸縮(stretching)振動 2. 1460cm-1 : CH 的基剪動 (scissor)