傅里葉變換紅外光譜分析（第三版）

第1章紅外光譜的基本概念1
1.1紅外光譜的產(chǎn)生和紅外光譜區(qū)間的劃分1
1.2分子的量子化能級3
1.3分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜5
1.3.1轉(zhuǎn)動(dòng)能級6
1.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)頻率7
1.4分子的純振動(dòng)光譜10
1.4.1雙原子分子的伸縮振動(dòng)10
1.4.2多原子分子的振動(dòng)12
1.5分子的振轉(zhuǎn)光譜15
1.6振動(dòng)模式20
1.6.1伸縮振動(dòng)21
1.6.2彎曲振動(dòng)23
1.7振動(dòng)頻率、基團(tuán)頻率和指紋頻率26
1.7.1振動(dòng)頻率26
1.7.2基團(tuán)頻率27
1.7.3指紋頻率27
1.8倍頻峰28
1.9合（組）頻峰30
1.10振動(dòng)耦合32
1.10.1伸縮振動(dòng)之間的耦合32
1.10.2彎曲振動(dòng)之間的耦合34
1.11費(fèi)米共振34
1.12誘導(dǎo)效應(yīng)35
1.13共軛效應(yīng)38
1.13.1π-π共軛效應(yīng)38
1.13.2p-π共軛效應(yīng)39
1.13.3超共軛效應(yīng)40
1.14氫鍵效應(yīng)41
1.15稀釋劑效應(yīng)42
第2章傅里葉變換紅外光譜學(xué)44
2.1單色光干涉圖和基本方程44
2.2二色光干涉圖和基本方程48
2.3多色光和連續(xù)光源的干涉圖及基本方程50
2.4干涉圖數(shù)據(jù)的采集53
2.4.1干涉圖數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔53
2.4.2單向采集數(shù)據(jù)55
2.4.3雙向采集數(shù)據(jù)56
2.4.4動(dòng)鏡的移動(dòng)速度57
2.5切趾（變跡）函數(shù)58
2.6相位校正61
2.6.1干涉圖數(shù)據(jù)點(diǎn)采集漂移引起相位誤差61
2.6.2干涉圖的余弦分量相位滯后引起相位誤差62
2.7紅外光譜儀器的分辨率64
2.7.1分辨率的定義64
2.7.2分辨率的測定方法67
2.8噪聲和信噪比71
2.8.1紅外光譜儀的噪聲和信噪比71
2.8.2紅外光譜的噪聲和信噪比72
2.8.3影響紅外光譜信噪比的因素74
第3章傅里葉變換紅外光譜儀80
3.1中紅外光譜儀80
3.1.1紅外光學(xué)臺80
3.1.2紅外光源82
3.1.3光闌84
3.1.4干涉儀85
3.1.5檢測器94
3.2近紅外光譜儀和近紅外光譜97
3.2.1儀器配置97
3.2.2近紅外光譜的特點(diǎn)99
3.2.3近紅外光譜測試技術(shù)101
3.3遠(yuǎn)紅外光譜儀和遠(yuǎn)紅外光譜106
3.3.1儀器配置106
3.3.2遠(yuǎn)紅外光譜樣品制備技術(shù)110
3.3.3影響遠(yuǎn)紅外光譜測試的因素113
3.3.4遠(yuǎn)紅外光譜的應(yīng)用115
3.4紅外儀器的安裝、保養(yǎng)和維護(hù)124
3.4.1紅外儀器的安裝和驗(yàn)收124
3.4.2紅外光譜儀的保養(yǎng)和維護(hù)130
3.4.3紅外光譜儀常見故障的處理133
3.4.4紅外光譜儀檔案資料的建立和保管134
第4章傅里葉變換紅外光譜儀附件136
4.1紅外顯微鏡136
4.1.1紅外顯微鏡的種類、原理和結(jié)構(gòu)137
4.1.2紅外顯微鏡附件152
4.1.3紅外顯微鏡的使用技術(shù)155
4.2傅里葉變換拉曼光譜附件160
4.2.1傅里葉變換拉曼附件的結(jié)構(gòu)160
4.2.2拉曼光譜和紅外光譜的區(qū)別162
4.2.3FT-Raman光譜的熱效應(yīng)和熒光效應(yīng)164
4.2.4FT-Raman光譜的波數(shù)校正167
4.2.5FT-Raman光譜的應(yīng)用170
4.3氣紅聯(lián)用（GC/FTIR）附件171
4.3.1氣紅聯(lián)用接口171
4.3.2樣品的測定和分析173
4.4衰減全反射附件175
4.4.1ATR附件工作原理175
4.4.2水平ATR（HATR）附件180
4.4.3單次反射ATR附件183
4.5漫反射附件184
4.5.1漫反射附件的工作原理184
4.5.2漫反射附件的種類185
4.5.3漫反射附件的使用技術(shù)186
4.6鏡面反射和掠角反射附件191
4.6.1鏡面反射和掠角反射附件工作原理191
4.6.2鏡面反射附件的種類195
4.6.3鏡面反射和掠角反射附件使用技術(shù)196
4.7變溫紅外光譜附件198
4.7.1變溫紅外光譜附件的種類199
4.7.2變溫紅外光譜的應(yīng)用202
4.8紅外偏振器附件205
4.8.1偏振光206
4.8.2紅外偏振器207
4.8.3偏振紅外光譜210
4.9光聲光譜附件215
4.10高壓紅外光譜附件216
4.11樣品穿梭器附件220
第5章紅外光譜樣品制備和測試技術(shù)223
5.1固體樣品的制備和測試224
5.1.1壓片法224
5.1.2糊狀法232
5.1.3薄膜法235
5.2液體樣品的制備和測試238
5.2.1液池窗片材料239
5.2.2液池種類242
5.2.3純有機(jī)液體樣品光譜的測試246
5.2.4有機(jī)溶液樣品光譜的測試247
5.2.5水和重水溶液樣品光譜的測試250
5.3超薄樣品的測試254
第6章紅外光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)257
6.1基線校正257
6.2光譜差減262
6.2.1背景扣除法262
6.2.2吸光度光譜差減法263
6.3光譜歸一化、乘譜和加譜269
6.3.1光譜歸一化269
6.3.2乘譜272
6.3.3加譜273
6.4生成直線273
6.5改變光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔和填充零274
6.5.1改變光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔275
6.5.2填充零276
6.6光譜平滑277
6.7導(dǎo)數(shù)光譜279
6.7.1一階導(dǎo)數(shù)光譜279
6.7.2二階導(dǎo)數(shù)光譜280
6.7.3四階導(dǎo)數(shù)光譜282
6.8傅里葉退卷積光譜284
第7章紅外光譜譜圖解析287
7.1烷烴化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率287
7.1.1CH3振動(dòng)288
7.1.2CH2振動(dòng)294
7.1.3CH振動(dòng)300
7.1.4C—C伸縮振動(dòng)302
7.2烯烴化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率304
7.2.1CH2振動(dòng)304
7.2.2CH振動(dòng)306
7.2.3CC伸縮振動(dòng)309
7.3芳香族化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率311
7.3.1CH振動(dòng)311
7.3.2芳環(huán)骨架振動(dòng)315
7.4炔烴化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率316
7.4.1CH伸縮振動(dòng)317
7.4.2C≡C伸縮振動(dòng)318
7.5醇和酚類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率319
7.5.1O—H伸縮振動(dòng)319
7.5.2C—OH伸縮振動(dòng)321
7.5.3C—O—H彎曲振動(dòng)323
7.6醚類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率324
7.6.1飽和脂肪醚的C—O—C伸縮振動(dòng)324
7.6.2環(huán)醚的C—O—C伸縮振動(dòng)326
7.6.3烯醚的C—O—C伸縮振動(dòng)327
7.6.4芳香醚的C—O—C伸縮振動(dòng)328
7.7酮和醌類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率329
7.7.1酮的有關(guān)振動(dòng)329
7.7.2醌的有關(guān)振動(dòng)332
7.8醛類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率333
7.8.1醛羰基CO伸縮振動(dòng)333
7.8.2醛基—CHO中的CH伸縮振動(dòng)334
7.8.3醛基—CHO中的CH面內(nèi)彎曲振動(dòng)335
7.8.4醛基—CHO中的C—H面外彎曲振動(dòng)336
7.8.5芳香醛中C—C伸縮振動(dòng)336
7.9羧酸類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率336
7.9.1羧酸羰基CO伸縮振動(dòng)337
7.9.2羧基COOH的OH伸縮振動(dòng)340
7.9.3羧基COOH的C—OH伸縮振動(dòng)340
7.9.4羧基COOH的C—O—H面內(nèi)彎曲振動(dòng)340
7.9.5羧基COOH的C—O—H面外彎曲振動(dòng)341
7.10羧酸鹽類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率342
7.10.1羧酸根COO伸縮振動(dòng)342
7.10.2羧酸根COO變角振動(dòng)344
7.10.3羧酸根COO扭曲振動(dòng)344
7.10.4羧酸根COO面外搖擺振動(dòng)345
7.11酯類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率346
7.11.1酯羰基CO伸縮振動(dòng)346
7.11.2酯的C—O—C伸縮振動(dòng)348
7.12酸酐類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率350
7.12.1酸酐羰基CO伸縮振動(dòng)350
7.12.2酸酐的C—O—C伸縮振動(dòng)353
7.13胺類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率355
7.13.1NH3振動(dòng)355
7.13.2NH2振動(dòng)356
7.13.3NH振動(dòng)359
7.13.4C—N伸縮振動(dòng)360
7.14銨鹽類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率363
7.14.1NH+4振動(dòng)363
7.14.2NH+3振動(dòng)364
7.14.3NH+2振動(dòng)367
7.14.4NH+伸縮振動(dòng)368
7.14.5N+的有關(guān)振動(dòng)369
7.15氨基酸類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率370
7.15.1COO振動(dòng)370
7.15.2NH+3振動(dòng)373
7.15.3NH+2振動(dòng)374
7.16酰胺類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率375
7.16.1酰胺I譜帶(酰胺羰基CO伸縮振動(dòng))376
7.16.2酰胺II譜帶和酰胺III譜帶（C—N伸縮振動(dòng)）378
7.16.3酰胺Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ譜帶381
7.16.4NH2伸縮振動(dòng)381
7.16.5NH伸縮振動(dòng)（酰胺A和酰胺B）381
7.17酰鹵類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率382
7.17.1酰鹵羰基CO伸縮振動(dòng)383
7.17.2酰鹵的碳鹵C—X伸縮振動(dòng)384
7.17.3酰鹵基團(tuán)OC—X的變角振動(dòng)385
7.17.4芳香酰鹵的C—C伸縮振動(dòng)385
7.18糖類化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率386
7.18.1糖類O—H伸縮振動(dòng)388
7.18.2糖類C—OH伸縮振動(dòng)388
7.18.3糖類C—O—C伸縮振動(dòng)388
7.18.4糖類C—H伸縮振動(dòng)和變角振動(dòng)389
7.19含硼化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率390
7.19.1硼氫振動(dòng)390
7.19.2硼氧B—O振動(dòng)391
7.19.3硼氟B—F振動(dòng)393
7.20含硅化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率394
7.20.1硅氫伸縮振動(dòng)394
7.20.2硅碳伸縮振動(dòng)395
7.20.3硅氧伸縮振動(dòng)395
7.20.4硅氮伸縮振動(dòng)396
7.21含氮化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率397
7.21.1硝酸鹽NO3振動(dòng)397
7.21.2亞硝酸鹽NO-2伸縮振動(dòng)399
7.21.3硝基化合物NO2伸縮振動(dòng)399
7.21.4亞硝基NO伸縮振動(dòng)401
7.21.5亞硝酰基N≡O(shè)伸縮振動(dòng)401
7.21.6亞硝基胺N—NO的NO伸縮振動(dòng)402
7.21.7肟CN—OH的有關(guān)振動(dòng)402
7.21.8氰化物—C≡N的伸縮振動(dòng)403
7.21.9氰酸鹽和異氰酸鹽（-O—C≡N和OCN-）的有關(guān)振動(dòng)404
7.21.10氰酸酯和異氰酸酯（—O—C≡N和—NCO）的有關(guān)振動(dòng)405
7.21.11硫氰酸鹽和異硫氰酸鹽（-S—C≡N和—NCS）的有關(guān)振動(dòng)405
7.21.12硫氰酸酯和異硫氰酸酯（—S—C≡N和—NCS）的有關(guān)振動(dòng)407
7.21.13碳二亞胺NCN伸縮振動(dòng)407
7.21.14重氮化合物CNN和疊氮化合物N3伸縮振動(dòng)408
7.22含磷化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率410
7.22.1PO伸縮振動(dòng)410
7.22.2P—O伸縮振動(dòng)413
7.22.3P—OH伸縮振動(dòng)414
7.22.4PO—H伸縮振動(dòng)415
7.22.5P—H伸縮振動(dòng)415
7.22.6P—C伸縮振動(dòng)416
7.22.7P—F伸縮振動(dòng)416
7.22.8P—Cl伸縮振動(dòng)416
7.22.9PS伸縮振動(dòng)416
7.23水、重水、氫氧化物和過氧化物的振動(dòng)頻率418
7.23.1H2O的振動(dòng)418
7.23.2D2O的振動(dòng)421
7.23.3金屬氫氧化物的O—H伸縮振動(dòng)421
7.23.4過氧化物的O—O伸縮振動(dòng)421
7.24含硫化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率423
7.24.1SO4振動(dòng)423
7.24.2SO3振動(dòng)426
7.24.3SO2振動(dòng)429
7.24.4SO振動(dòng)429
7.24.5S—H伸縮振動(dòng)431
7.24.6CS振動(dòng)431
7.25含鹵素基團(tuán)的振動(dòng)頻率435
7.25.1C—F振動(dòng)435
7.25.2C—Cl振動(dòng)436
7.25.3C—Br振動(dòng)438
7.25.4C—I振動(dòng)440
7.26無機(jī)化合物基團(tuán)的振動(dòng)頻率441
7.26.1中性分子的振動(dòng)頻率441
7.26.2簡單無機(jī)鹽的振動(dòng)頻率443
7.26.3含氧酸鹽陰離子的振動(dòng)頻率444
7.26.4金屬氧化物的振動(dòng)頻率449
第8章紅外光譜的定性分析和未知物的剖析451
8.1紅外光譜的定性分析451
8.1.1已知物的驗(yàn)證451
8.1.2樣品純度和雜質(zhì)檢出限的確定452
8.1.3樣品的比對454
8.1.4譜庫檢索455
8.2未知物的紅外光譜剖析457
8.2.1固體未知物樣品的剖析457
8.2.2液體未知物樣品的剖析462
8.2.3聚合物未知樣品的剖析465
第9章紅外光譜的定量分析467
9.1朗伯比耳定律468
9.2峰高和峰面積的測量470
9.2.1峰高的測量方法470
9.2.2峰面積的測量方法473
9.3曲線擬合法測量峰高和峰面積475
9.4導(dǎo)數(shù)光譜用于定量分析478
9.5固體樣品的定量分析479
9.6液體樣品的定量分析480
9.6.1液池厚度的測定480
9.6.2單一組分液體樣品的定量分析482
9.6.3二組分液體的定量分析483
9.6.4三組分液體的定量分析485
9.7多組分液體的定量分析486
9.8高分子共聚物和共混物的定量分析487
附錄基團(tuán)振動(dòng)頻率表490
參考文獻(xiàn)508