当红外(IR)辐射穿过分子时,分子键会因吸收辐射而伸展或弯曲。这种吸收会产生分子的吸收光谱,即其透射率百分比与波数的关系图。
透射率的定义为穿过样品的辐射功率与来自辐射源的辐射功率之比。将透射率乘以 100 便可以得出透射率百分比(%T),其范围在 100%(无吸收)和 0%(完全吸收)之间。当红外辐射穿过分子时,100% 的透射率意味着分子没有吸收任何能量。相反,较低的透射率百分比值意味着分子吸收了一些能量,使我们能够获得红外光谱。光谱中每个向下指向的峰称为吸收带。通常,红外光谱中吸收带的位置使用波数或频率值来表示。在红外光谱中,波数值的范围为 400 至 4000 cm^-1。
在红外光谱中,左侧的信号对应的是高能辐射和高频辐射,而右侧的信号则表示的是低能辐射、低频辐射。根据形状和强度,可以将这些信号分为强、中、弱、宽或尖锐。
红外光谱可以分为两个主要区域。功能基区或诊断区域是光谱的左侧三分之二部分。在此区域中可以观察到与大多数官能团相对应的吸收带。光谱的右侧称为指纹区。与每个人的指纹类似,这一区域对于每种化合物来说都是独一无二的。红外光谱的诊断区域以键的伸缩振动为主,而指纹区的特点则是更加复杂的振动(例如键的摇摆、弯曲和扭曲)。尽管两种化合物可能含有相同的官能团,但由于其化学环境的差异,它们将在指纹区域显示出独特的图案。
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