[科普中国]-近红外区

近红外区由电子跃迁加上振动和转动跃迁引起的，其波数为12 500～4000cm-1(波长0.80～2.5μm)，它也是倍频和组合带区。

红外光谱与分子结构的关系一个化合物的红外光谱基本上是特定官能团吸收带的重叠，但是，由于它们同分子内其他原子相互间的微细作用而使每一化合物的光谱具有它本身的特征。

(1)近红外区

近红外区的一端在约 处和可见区相接，另一端延伸到大约 。这个区域内发现有许多吸收带，它们是由基带的谐频带和合频带(常与氢原子有关)产生的。在近红外区内，可采用石英制的光学器件、灵敏度较高的近红外检测器和较强的光源，近红外区常可用于做定量分析工作。

可用近红外光谱法来分析甘油、肼、氟利昂、有机薄膜、丙酮和发烟硝酸中的水。如果其他吸收带的干扰影响严重或待测的水浓度很低，可用甘油或乙二醇萃取水后加以分析。

(2)中红外区

中红外区可被分咸“尿子团频率”区—— 和指纹区—— ，在原子团频率区内，吸收带可归因于分子内由两个原子构成的振动基元，这些吸收带在不同的化合物里表现出明显的位移。在指纹区内的光谱，主要是由于单键伸缩频率和一个与分子其余部分连接键运动的多原子系统的弯曲振动。 ·

(3)远红外区

的光谱区包含碳、氮、氧和氟与质量大于19的原子连结键的弯曲振动和环形系统或不饱和系统内的附加弯曲运动。这种出现在远红外区的低频分子振动特别敏感于分子总体结构的变化。在研究确定作为一个整体的分子时，可预测由同一基本化合物构成的不同异构体形式所具有的远红外吸收带之间的差异。由于有机金属化合物的远红外吸收频率常敏感子金属离子或原子，因此可用于研究配价键，这—光谱区还特别适用子研究重原子和弱键的有机金属或无机化台物1。

红外光谱的基本概念光的性质及电磁辐射分类光是一种电磁波，既有波动性也有微粒性。光波在空间传播的速度(c)等于波长(λ)与频率(v)的乘积，即 。每一粒光子的能量是hv(h为普朗克常数，h=6.625 X 10-34J)，光的能量是光子能量的整数倍，即E光能= 。

光是电磁波的一个组成部分，红外光、可见光、紫外光等都属于电磁波，区别在于它们的能量与频率不同。根椐各种电磁波的波长和频率，可分为如下几个区(表1)2。

|| || 表1 电磁波分类表

红外吸收光谱的产生红外光作用于所研究的某物质，该物质分子就要吸收光源中与分子能级相当的这部分光能，并将其变为另一种能量，即分子的振动和转动能量，记录其透过之后的系列红外光强度，这就是红外吸收光谱。

红外吸收光谱常以透过率或吸光度为纵坐标，以波长(μm)或波数(cm-1)为横坐标作图。波数与波长的换算公式为：

波数(cm-1)=104/(波长(μm)).

红外区分为近红外区、中红外区和远红外区(表2)。近红外区主要用来研究分子化学键(O—H，N—H和C—H键)的倍频和组合频吸收。远红外区主要用于研究金属有机化合物的金属有机键振动及无机化合物的键振动、晶格振动以及分子的纯转动。大多数有机化合物和许多无机化合物化学键振动的基频均位于中红外区。因此，在结构和组成分析中，中红外区最为重要。黏土矿物吸收光谱的波长范围一般为2.5~25μm(4000~400cm-1)，位于中红外区2。

|| || 表2 红外区分类表

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所