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近紅外光譜化學(xué)表征
1 分子振動模式
亞甲基的六種振動模式
為了計(jì)算多原子分子多種可能的振動模式，有必要引入自由度的概念來確定分子系統(tǒng)的振動模式數(shù)量。定義空間中的一個點(diǎn)需要三個自由度，n 個點(diǎn)則需要 3n 個自由度，其中確定整個分子的平面運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動分別需要 3 個自由度，這樣描述分子內(nèi)部的原子振動則需要 3n-6 個自由度。在分子內(nèi)沿著兩原子之間化學(xué)鍵的移動為伸縮振動，可以分為對稱振動和非對稱振動，而原子間以相對于化學(xué)鍵有一定的角度的運(yùn)動則稱為彎曲振動，可以分為剪切運(yùn)動、擺動、對稱扭曲以及非對稱扭曲運(yùn)動，每一個振動模式在近紅外光譜區(qū)都會產(chǎn)生倍頻或合頻吸收，吸收強(qiáng)度則取決于振動的非簡諧性程度。含有小原子核質(zhì)量的氫原子的化學(xué)鍵在振動時的振幅大，所以化學(xué)鍵所有的振動模式與線性諧振子振動模型的振動模式偏離較大，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所產(chǎn)生的倍頻以及伸縮振動和彎曲振動相互作用所產(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。
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