远红外光谱
物质在远红外区的吸收光谱
远红外光谱是分子吸收波长25-1000μm(波数400-10cm-1)的辐射后产生转动能级跃迁或特定基团振动形成的吸收光谱。该光谱主要用于研究无机物分子转动、晶格振动及有机金属化合物的低频骨架振动,与中红外区基频振动形成互补分析体系。其测定需依赖傅里叶变换红外光谱仪及特殊配件,在材料科学和催化研究中具有独特应用价值。
定义与分区
红外光谱依据波长划分为近红外(0.75-2.5μm)、中红外(2.5-25μm)和远红外三区,其中远红外光谱特指25-1000μm波段(对应波数400-10cm-1)的吸收响应。该区域右端波长可达300μm或1000μm(不同资料定义不同),与微波区存在部分重叠。
产生机理
物质吸收远红外辐射后产生三类跃迁:
与中红外区相比,远红外的光子能量仅为其1/20-1/100,导致吸收峰强度普遍偏低。
分析方法
傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是主流检测设备,其核心部件包括:
测试时需严格隔绝水蒸气干扰,因水分子在远红外区具有强烈吸收。
应用领域
异构体鉴别
顺式/反式异构体的骨架振动差异在远红外区呈现特征峰位移,如顺式二氯乙烯在200-10cm-1范围内出现特征吸收。
氢键研究
氢键形成会导致O-H弯曲振动频率向低波数偏移,通过定量分析200-10cm-1区间的峰形变化可推算氢键强度。
配位化合物
金属-配体振动模式(如Fe-CO伸缩振动)在远红外区产生特征吸收,用于确定络合物几何构型。例如四羰基镍的Ni-C振动峰位于380-200cm-1区间。
技术局限
由于以下因素制约其普及应用:
技术发展
随着同步辐射光源的应用(截至2024年),远红外光谱分辨率提升至0.01cm-1量级。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)的兴起进一步扩展了25-1000μm区间的检测能力。
最新修订时间:2025-11-06 06:46
目录
概述
定义与分区
产生机理
参考资料