分子光谱法与荧光
红外光谱法
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红外光谱法是在「听」分子里的化学键如何摆动。每一根化学键都有点像一根连着两个原子的小弹簧,每根弹簧都按自己天生的节奏在抖。当你让红外光——也就是刚刚越过红色、温暖而看不见的那段光——穿过样品时,化学键会恰好吸收掉与它抖动节奏相合的那些颜色,让其余的光通过。
说得更准确些,仪器测量样品对每个频率的红外光吸收了多少,并把它画成一张光谱。光谱上的每一个凹陷都对应着一种特定的分子振动,比如某根键的伸缩或弯曲运动。由于不同的键会在各自特征的频率吸收,这些凹陷组成的图案就像一张化学签名。
它之所以重要,是因为红外光谱法能很快告诉你样品里有哪些官能团——也就是 O–H、C=O、C–N 这类活泼的小片段,而且往往只需极少量材料、几乎不用前处理。它诚实的局限在于:它擅长指认这些「积木块」,却很难单凭自己就钉死一个未知物的确切结构;化学家通常会把它和别的方法配合使用。
一种未知液体在 3300 cm⁻¹ 附近出现一个又强又宽的吸收,在 1715 cm⁻¹ 附近出现一个尖锐的凹陷。宽峰提示有 O–H 基团,尖峰提示有 C=O 基团——合起来指向一种羧酸。
特征吸收峰揭示出分子带有哪些官能团。
红外光谱法和拉曼光谱法都在探测分子振动,但遵循相反的规则:一个振动若改变分子的偶极矩,就在红外里强烈出现;若改变分子的极化率,就在拉曼里强烈出现。两种方法是互补的,而不是可以互相替代的。
又称
另见