傅里叶变换红外光谱分析PDF电子书下载

第1章 红外光谱的基本概念 1

1.1 红外光谱的产生和红外光谱区间的划分 1

1.2 分子的量子化能级 3

1.3 分子的转动光谱 5

1.3.1 转动能级 5

1.3.2 转动频率 7

1.4 分子的纯振动光谱 10

1.4.1 双原子分子的伸缩振动 10

1.4.2 多原子分子的振动 12

1.5 分子的振-转光谱 15

1.6 振动模式 20

1.6.1 伸缩振动 20

1.6.2 弯曲振动 22

1.7 振动频率、基团频率和指纹频率 25

1.7.1 振动频率 25

1.7.2 基团频率 25

1.7.3 指纹频率 26

1.8 倍频峰 26

1.9 合（组）频峰 29

1.10 振动耦合 31

1.10.1 伸缩振动之间的耦合 31

1.10.2 伸缩振动和弯曲振动之间的耦合 32

1.10.3 弯曲振动之间的耦合 33

1.11 费米共振 33

1.12 诱导效应 34

1.13 共轭效应 36

1.13.1 π-π共轭效应 37

1.13.2 ρ-π共轭效应 37

1.13.3 超共轭效应 39

1.14 氢键效应 39

1.15 稀释剂效应 41

第2章 傅里叶变换红外光谱学的基本原理 42

2.1 单色光干涉图和基本方程 42

2.2 二色光干涉图和基本方程 46

2.3 多色光和连续光源的干涉图及基本方程 48

2.4 干涉图数据的采集 51

2.4.1 干涉图数据点间隔 51

2.4.2 单向采集数据 53

2.4.3 双向采集数据 54

2.4.4 动镜的移动速度 54

2.5 切趾（变迹）函数 55

2.6 相位校正 58

2.6.1 干涉图数据点采集漂移引起相位误差 59

2.6.2 干涉图的余弦分量相位滞后引起相位误差 59

2.7 红外光谱仪器的分辨率 62

2.7.1 分辨率的定义 62

2.7.2 分辨率的测定方法 65

2.8 噪声和信噪比 67

2.8.1 红外光谱仪的噪声和信噪比 69

2.8.2 红外光谱的噪声和信噪比 70

2.8.3 影响红外光谱信噪比的因素 72

第3章 傅里叶变换红外光谱仪 78

3.1 中红外光谱仪 78

3.1.1 红外光学台 78

3.1.2 红外光源 80

3.1.3 光阑 82

3.1.4 干涉仪 83

3.1.5 检测器 92

3.2 近红外光谱仪和近红外光谱 94

3.2.1 仪器配置 94

3.2.2 近红外光谱的特点 96

3.2.3 近红外光谱测试技术 99

3.3 远红外光谱仪和远红外光谱 102

3.3.1 仪器配置 102

3.3.2 远红外光谱样品制备技术 106

3.3.3 影响远红外光谱测试的因素 109

3.3.4 远红外光谱的应用 111

第4章 傅里叶变换红外光谱仪附件 121

4.1 红外显微镜 121

4.1.1 红外显微镜的种类、原理和结构 122

4.1.2 红外显微镜的附件 133

4.1.3 红外显微镜的使用技术 135

4.2 傅里叶变换拉曼光谱附件 140

4.2.1 傅里叶变换拉曼附件的结构 140

4.2.2 拉曼光谱和红外光谱的区别 141

4.2.3 FT-Raman光谱的热效应和荧光效应 144

4.2.4 FT-Raman光谱的波数校正 147

4.2.5 FT-Raman光谱的应用 149

4.3 气红联用（GC/FTIR）附件 151

4.3.1 气红联用接口 151

4.3.2 样品的测定和分析 152

4.4 衰减全反射附件 155

4.4.1 ATR附件工作原理 155

4.4.2 水平ATR（HATR）附件 161

4.4.3 单次反射ATR附件 162

4.5 漫反射附件 163

4.5.1 漫反射附件的工作原理 164

4.5.2 漫反射附件的种类 165

4.5.3 漫反射附件的使用技术 165

4.6 镜面反射和掠角反射附件 170

4.6.1 镜面反射和掠角反射附件工作原理 170

4.6.2 镜面反射附件的种类 174

4.6.3 镜面反射和掠角反射附件使用技术 175

4.7 变温红外光谱附件 177

4.7.1 变温红外光谱附件的种类 178

4.7.2 变温红外光谱的应用 180

4.8 红外偏振器附件 183

4.8.1 偏振光 183

4.8.2 红外偏振器 184

4.8.3 偏振红外光谱 188

4.9 光声光谱附件 192

4.10 高压红外光谱附件 193

4.11 样品穿梭器附件 197

第5章 红外光谱样品制备和测试技术 199

5.1 固体样品的制备和测试 200

5.1.1 压片法 200

5.1.2 糊状法 208

5.1.3 薄膜法 211

5.2 液体样品的制备和测试 214

5.2.1 液池窗片材料 215

5.2.2 液池种类 218

5.2.3 纯有机液体样品光谱的测试 222

5.2.4 有机溶液样品光谱的测试 222

5.2.5 水和重水溶液样品光谱的测试 226

5.3 超薄样品的测试 230

第6章 红外光谱数据处理技术 232

6.1 基线校正 232

6.2 光谱差减 237

6.2.1 背景扣除法 237

6.2.2 吸光度光谱差减法 238

6.3 光谱归—化、乘谱和加谱 244

6.3.1 光谱归—化 244

6.3.2 乘谱 247

6.3.3 加谱 248

6.4 生成直线 248

6.5 改变光谱数据点间隔和填充零 249

6.5.1 改变光谱数据点间隔 250

6.5.2 填充零 251

6.6 光谱平滑 252

6.7 导数光谱 254

6.7.1 一阶导数光谱 254

6.7.2 二阶导数光谱 255

6.7.3 四阶导数光谱 257

6.8 傅里叶退卷积光谱 259

第7章 红外光谱的定量分析和未知物的剖析 262

7.1 红外光谱的定量分析 263

7.1.1 朗伯-比耳定律 263

7.1.2 峰高和峰面积的测量 264

7.1.3 曲线拟合法测量峰高和峰面积 269

7.1.4 固体样品的定量分析 272

7.1.5 液体样品的定量分析 273

7.1.6 高分子共聚物和共混物的定量分析 279

7.1.7 同系物多组分的定量分析 280

7.2 未知物的红外光谱剖析 281

7.2.1 固体未知物样品的剖析 281

7.2.2 液体未知物样品的剖析 285

7.2.3 聚合物未知样品的剖析 289

第8章 基团的振动频率分析 291

8.1 碳氢振动 291

8.1.1 CH3振动 291

8.1.2 CH2振动 293

8.1.3 CH振动 297

8.2 碳碳振动 300

8.2.1 C≡C伸缩振动 300

8.2.2 C＝C伸缩振动 301

8.2.3 C—C伸缩振动 303

8.3 碳氧振动 304

8.3.1 CO3振动 304

8.3.2 CO2振动 305

8.3.3 CO振动 308

8.4 碳氮振动 320

8.4.1 C≡N伸缩振动 320

8.4.2 C＝N伸缩振动 321

8.4.3 C—N伸缩振动 323

8.5 氧氢振动 325

8.5.1 OH伸缩振动 325

8.5.2 COH面内弯曲振动 327

8.5.3 COH面外弯曲振动 328

8.5.4 H2O和D2O的有关振动 328

8.6 氮氢振动 332

8.6.1 NH4振动 332

8.6.2 NH3振动 332

8.6.3 NH2振动 333

8.6.4 NH振动 335

8.7 氮氧振动 338

8.7.1 NO3振动 338

8.7.2 NO2伸缩振动 338

8.7.3 NO伸缩振动 339

8.8 硫的有关振动 341

8.8.1 SO4振动 341

8.8.2 SO3振动 343

8.8.3 SO2和S＝O伸缩振动 345

8.8.4 硫氢、硫氧（S—O，S—OH）和硫碳伸缩振动 347

8.9 磷的有关振动 348

8.9.1 P＝O伸缩振动 348

8.9.2 P—O伸缩振动 349

8.9.3 P—OH伸缩振动 349

8.9.4 P—H伸缩振动 350

8.9.5 P—C伸缩振动 350

8.9.6 P—F伸缩振动 350

8.9.7 P—Cl伸缩振动 350

8.9.8 P＝S伸缩振动 350

8.10 卤素的有关振动 353

8.10.1 C—F伸缩振动 353

8.10.2 C—Cl伸缩振动 354

8.10.3 C—Br和C—I伸缩振动 355

8.11 硅的有关振动 357

8.11.1 硅氢伸缩振动 357

8.11.2 硅碳伸缩振动 357

8.11.3 硅氧伸缩振动 357

8.11.4 硅氮伸缩振动 358

8.12 无机化合物的有关振动 359

8.12.1 中性分子的振动频率 359

8.12.2 简单无机盐的振动频率 359

8.12.3 含氧酸盐阴离子的振动频率 360

8.12.4 金属氧化物的振动频率 362

第9章 红外光谱仪的保养和维护 365

9.1 红外仪器的安装 365

9.1.1 安装条件 365

9.1.2 仪器验收 367

9.2 红外光谱仪的日常管理和维护 371

9.3 红外光谱仪常见故障的处理 373

9.4 红外光谱仪档案资料的建立和保管 375

附录 有机化合物基团振动频率表 377

参考文献 389