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第四章振动光谱第四章振动光谱一、教学目的理解掌握震动光谱分析的基本理论，掌握红外光谱图的分析处理，了解红外光谱实验技术。
二、重点、难点重点：震动光谱分析的基本理论，红外光谱图的分析处理。
难点：震动光谱分析的基本理论。
三、教学手段多媒体教学四、学时分配4学时引言：●1900～1910年间，科布伦茨（W．W．C。
blentz）首先用红外光测量了一些有机物液体的吸收光谱而建立起一种新的分析方法——红外光谱法。
他发现分子中的一定原子群可以吸收特定的频率，这些特定的频率犹如人类的指纹，可以用来辨认分子中特定原子群的存在。
●它主要可以用作分子结构的基础研究和物质化学组成（物相）的分析（包括定性和定量）。
红外光谱法作分子结构的研究可以测定分子的键长、键角大小，并推断分子的立体构型，或根据所得的力常数，间接得知化学键的强弱，也可以从正则振动频率来计算热力学函数等。
●不过红外光谱法更多的用途是根据谱的吸收频率的位置和形状来判定本知物，并按其吸收的强度来测定它们的含量。
因此红外光谱法在目前已成为十分方便而有效的分析方法之一。
●红外光谱法应用得较多的是在有机化学领域，对无机化合物和矿物的红外鉴定开始较晚。
红外光谱法对测定矿物的结构或组分虽不如X射线衍射分析那么成熟，却也有其独特长处。
所谓振动光谱是指物质因受光的作用，引起分子或原子基团的振动，从而产生对光的吸收。
如果将透过物质的光辐射用单色器加以色散，使波长授长短依次排列，同时测量在不同波长处的辐射强度，得到的是吸收光谱。
如果用的光源是红外光波，即0.78～1000μm，就是红外吸收光谱。
如果用的是强单色光，例如激光，产生的是激光拉曼光谱。
本章主要介绍红外光谱的原理及其在无机非金属材料中的应用，对拉曼光谱只作简单的介绍。
红外光谱法就逐渐形成了一个极其有效而广泛的分析方法。
它主要可以用作分子结构的基础研究和物质化学组成（物相）的分（包括定性和定量）。
红外光谱法作分子结构研究可以测定分子的键长、键角大小，并推断分子的立体构型，或根据所得的力常数，间接得知化学键的强弱，也可以从正则振动频率来计算热力学函数等。
振动光谱法 ir振动光谱法（infrared spectroscopy，简称IR）是一种常见的物质分析技术，使用红外线光谱仪对样品进行分析，通过样品中分子振动引起的红外辐射频率与强度变化，可以确定分子的结构、成分和化学键。
本文将介绍IR 的基本原理、仪器构造、与其他分析技术的比较，以及在实际应用中的一些限制和优缺点等方面。
一、基本原理 IR的基本原理是利用样品中吸收的红外光谱来分析样品的成分及化学键信息。
IR的样品通常为固、液、气三种形态。
当样品吸收辐射能量后，分子振动状态发生变化，产生特征的红外光谱。
样品在光路上必须处于红外区间，通常范围为4000~400 cm-1。
IR的波长在红外区间，紫外后，波长范围为7000—200 cm-1，对应频率范围为1.4286 ~ 50 THz。
IR不仅能够探测样本中化学键的振动，还能够确定化学键的位置和取代基的数量和类型等。
二、仪器构造 IR光谱仪是将样品放在一个光学窗口上，透过红外光源（例如红外线灯，光栅分光仪等），选定特定波长，在搭配检测器，如DTGS探测器，采集样品光谱光强信号曲线，再通过软件处理，得到样品完整的振动光谱图。
IR光谱仪是一种相对比较简单的设备，由样品盘、光源、分光机构、检测器和光谱获取装置组成。
其中分光机构包括光源、分光器和检测器。
光源一般是一种强度稳定的红外辐射源，并具有波长选择性。
分光器用于将红外光按波长分解成不同的光谱线。
检测器通常使用热电电应动器（TEA）或红外线探测器，以检测不同频率的红外光。
三、与其他分析技术的比较与其他分析技术相比，IR 具有以下优点：1. 非破坏性：在IR分析中，样品不会被破坏或损坏，可以反复使用，不会造成浪费。
2. 快速、方便：IR分析是一种快速、高效、非常方便的分析技术，只需很少的样品量（纳克级至毫克级），分析时间短（一般几秒到几分钟），操作简单，样品准备也很容易。
3. 用途广泛：IR分析广泛应用于生命科学、化学和材料科学等领域，可用于分析各种类型的样品，包括无机和有机，固体和液体以及气态。
