近紅外光譜化學(xué)表征

　　1 分子振動(dòng)模式

　　亞甲基的六種振動(dòng)模式

　　為了計(jì)算多原子分子多種可能的振動(dòng)模式，有必要引入自由度的概念來確定分子系統(tǒng)的振動(dòng)模式數(shù)量。定義空間中的一個(gè)點(diǎn)需要三個(gè)自由度，n 個(gè)點(diǎn)則需要 3n 個(gè)自由度，其中確定整個(gè)分子的平面運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別需要 3 個(gè)自由度，這樣描述分子內(nèi)部的原子振動(dòng)則需要 3n-6 個(gè)自由度。在分子內(nèi)沿著兩原子之間化學(xué)鍵的移動(dòng)為伸縮振動(dòng)，可以分為對(duì)稱振動(dòng)和非對(duì)稱振動(dòng)，而原子間以相對(duì)于化學(xué)鍵有一定的角度的運(yùn)動(dòng)則稱為彎曲振動(dòng)，可以分為剪切運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、對(duì)稱扭曲以及非對(duì)稱扭曲運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)振動(dòng)模式在近紅外光譜區(qū)都會(huì)產(chǎn)生倍頻或合頻吸收，吸收強(qiáng)度則取決于振動(dòng)的非簡(jiǎn)諧性程度。含有小原子核質(zhì)量的氫原子的化學(xué)鍵在振動(dòng)時(shí)的振幅大，所以化學(xué)鍵所有的振動(dòng)模式與線性諧振子振動(dòng)模型的振動(dòng)模式偏離較大，在近紅外區(qū)所觀察到的很多吸收帶都是氫原子伸縮振動(dòng)所產(chǎn)生的倍頻以及伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)相互作用所產(chǎn)生的合頻吸收。

　　2 光譜吸收帶解析

　　自從 1954 年臺(tái)商用近紅外光譜分析儀問世以來，科研工作者積極地在各個(gè)領(lǐng)域中將該光譜技術(shù)進(jìn)行推廣使用，在這期間做了大量的實(shí)驗(yàn)來解析各種物質(zhì)的成份在近紅外區(qū)的吸收帶，同時(shí)結(jié)合中紅外物質(zhì)成份特征吸收光譜分析工作的成果將實(shí)驗(yàn)觀察得到的結(jié)果與理論計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以較為準(zhǔn)確地解析許多物質(zhì)的近紅外倍頻和合頻吸收光譜。