Общие положения. Инфракрасная спектроскопия является одним из видов абсорбционной молекулярной спектроскопии

Инфракрасная спектроскопия является одним из видов абсорбционной молекулярной спектроскопии. Она основана на способности вещества поглощать энергию внешнего электромагнитного излучения.

Как известно, электромагнитное излучение характеризуется частотой n или длиной волны l. Между n и l имеет место соотношение

где с - скорость света в вакууме.

Частота n обычно измеряется в герцах (1 Гц = 1 колебание в секунду или сек^-1 ), длина волны l — в ангстремах (1 Å = 10^-10 м ), нанометрах (1 нм = 10^-9 м ) и микронах (1 мкм = 10^-6 м ). Величина 2p/l, выраженная в cм^-1, носит название волнового числа, обозначается n или k и фактически означает, какое число волн укладывается в 1 см. Волновое число часто именуется частотой (например, «частота валентного колебания связи О-Н равна 3640 см^-1»).

Инфракрасная (ИК) область охватывает интервал длин волн от 0,8 мкм до 200 мкм и подразделяется на ближнюю (0,8 - 2,5 мкм, 12500 - 4000 см^-1), среднюю (2,5 - 15 мкм,4000 - 667 см^-1) и далекую (15 - 200 мкм, 667 - 50 см^-1 ) ИК области. На практике обычно используют среднюю область (2,5 - 15 мкм,4000 - 667 см^-1).

Поглощение при большей длине волны (низкой частоте) соответствует большей энергии. Волновое число прямо пропорционально поглощенной энергии (k @ E/hc), в то время как длина волны обратно пропорциональна (l @ hc/E; l = 2p/k).

Основным спектрофотометрическим законом абсорбционной спектроскопии, к которой относится и ИК спектроскопия, является закон Бугера-Ламберта-Бера, связывающий интенсивности монохроматического светового потока, падающего на образец I₀ и прошедшего через него I с характеристиками молекул поглощающего вещества и концентрацией его в образце:

где e - коэффициент экстинкции вещества, л/моль см^-1;

с - концентрация вещества, моль/л;

l - толщина слоя, см.

В практической работе, как правило, используется не экспоненциальная форма записи закона Бугера-Ламберта-Бера, а логарифмическая:

где D - оптическая плотность образца.

В оптических плотностях принято измерять поглощение света при работе в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. При работе в инфракрасной области поглощение света обычно измеряют в процентах пропускания Т:

Спектры поглощения, измеренные на современных фотоэлектрических спектральных приборах, представляют собой, как правило, зависимости вида D от n или Тот n.

Дата добавления: 2014-12-27