利用樣品的紅外吸收光譜圖對物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析以及測定分子結(jié)構(gòu)的方法,稱為紅外吸收光譜法(Infrared absorption spectroscopy)或紅外分光光度法(Infrared spectrophotometry),簡稱紅外光譜法。
紅外光譜(Infrared spectroscopy)屬于分子振動光譜。物質(zhì)分子的基本運(yùn)動狀態(tài)有兩種:振動和轉(zhuǎn)動。其中,振動又包括伸縮振動和彎曲振動兩種。伸縮振動是指鍵長沿鍵軸方向發(fā)生周期性的變化;彎曲振動是指鍵角發(fā)生周期性的變化。用一束紅外光照射某一物質(zhì),若某一頻率的紅外光恰好可使分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),該物質(zhì)的分子就會吸收這一頻率的光能,并將其轉(zhuǎn)化為分子的振動能和轉(zhuǎn)動能。
紅外光譜法與其它分析法相比,有如下特點(diǎn):
(一)紅外光譜是依據(jù)樣品在紅外光區(qū)吸收峰的特征來推測分子中官能團(tuán)的存在與否及其鄰近,進(jìn)而確定化合物結(jié)構(gòu)的。因此,紅外光譜被認(rèn)為是物質(zhì)的“指紋”。
(二)紅外光譜特征性高。紅外光譜信息很多,可對不同結(jié)構(gòu)的化合物給出特征性的圖譜。
(三)紅外光譜不破壞樣品,并且對任何狀態(tài)的樣品都適用,測定方便,制樣簡單。
(四)分析時間短。一般紅外光譜做一個樣可在10min內(nèi)完成。如果采用傅里葉變換紅外分光光度計(jì),在1s內(nèi)就可完成多次掃描。
(五)所需樣品用量少。紅外光譜分析一次用量為1~5mg,有時甚至可以只用幾十微克,且可以回收。
在結(jié)石成分中,每個化合物都有其特征的紅外光譜。近年來,紅外光譜學(xué)被越來越多地用于結(jié)石病的研究。這項(xiàng)技術(shù)具有特異性、快速性、全面性的特點(diǎn),既可用于晶體,亦可用于非晶體化合物的研究。因而在結(jié)石成分的定性分析中,紅外光譜是一種強(qiáng)有力的鑒別手段。