2、振动光谱学入门

振动光谱学入门

1. 引言

许多化学家初次接触振动光谱学，是通过利用红外（IR）光谱来解析有机化合物的结构。例如，他们很快就会了解到，烷基酯的 C=O 伸缩振动在约 1735 cm⁻¹ 处有吸收，对位取代芳烃的面外 C - H 弯曲模式在约 810 cm⁻¹ 处有吸收。然而，在许多大型研究实验室中，如今复杂分子的结构通常是通过二维核磁共振（NMR）光谱法来确定，而非红外光谱法。在有资金购买用于解析有机分子结构所需的所有设备的实验室中，NMR 光谱法、X 射线衍射和质谱法可能会优先用于此目的。只有在聚合物实验室或预算相对有限的实验室中，红外光谱法仍然是确定分子结构的主要工具。

早在 1973 年，当时《分析化学》的编辑赫伯特·莱蒂宁（Herbert Laitinen）将分析仪器的发展类比为莎士比亚笔下人类的七个年龄段。这七个阶段始于物理学家实验室中对技术原理的发现。在对技术进行表征和商业化之后，仪器从研究实验室进入常规分析测量阶段，直到在第七阶段，它们被速度更快、灵敏度更高、特异性更强或分辨率更高的新仪器所取代。在 1973 年的社论中，莱蒂宁教授用红外光谱法来说明处于第七阶段的仪器。

考虑到这些事实，读者可能会惊讶地发现，如今红外光谱仪在更多的实验室中得到了应用。当然，这主要归功于傅里叶变换红外（FT - IR）光谱仪的发展，它彻底改变了红外光谱的测量方式，使红外光谱的应用远远超出了结构解析的范畴。下面我们先来看看为什么 FT - IR 光谱仪在红外光谱测量中占据主导地位。

FT - IR 扫描光谱通常以约 4 cm⁻¹ 的分辨率进行测量。当用棱镜或光栅单色仪测量 4000 至 400 cm⁻¹ 之间的中红外（MIR）光谱时，在任何时刻，感兴趣的 3600 c