5. ¿Cuáles son la estructura básica y las características del espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier? Describa brevemente el principio de funcionamiento.
Los rayos infrarrojos y la luz visible son ambos ondas electromagnéticas, y los rayos infrarrojos son ondas electromagnéticas con una longitud de onda entre la luz visible y las microondas. La luz infrarroja se puede dividir en tres regiones de ondas: infrarrojo cercano, infrarrojo medio e infrarrojo lejano según el rango de longitud de onda. Entre ellas, la región del infrarrojo medio (2,5 ~ 25 μm; 4000 ~ 400 cm-1) puede reflejar bien la luz. diversos procesos físicos que ocurren dentro de la molécula, además de las características de la estructura molecular, es más eficaz para resolver diversos problemas de estructura molecular y composición química. Por lo tanto, la región del infrarrojo medio es la región más utilizada en el espectro infrarrojo. Hablando, el espectro infrarrojo se refiere principalmente a este rango.
El espectro infrarrojo es un espectro de absorción, que es causado por la absorción de luz infrarroja de una longitud de onda específica cuando las moléculas compuestas vibran. La longitud de onda de la luz infrarroja absorbida por la vibración del enlace químico depende de la constante cinética del producto químico. enlace y la reducción de los átomos conectados en ambos extremos Masa, es decir, depende de las características estructurales de la molécula. Ésta es la base teórica para determinar la estructura de compuestos mediante espectroscopia infrarroja.
Como "huella digital molecular", la espectroscopia infrarroja se utiliza ampliamente en el estudio de la estructura molecular y la composición química de sustancias. Según la posición, intensidad, forma de la banda de frecuencia obtenida después de que la molécula absorbe la luz infrarroja, así como la relación entre la banda de absorción y la temperatura, el estado de agregación, etc., se puede determinar la configuración espacial de la molécula y la Se pueden determinar las constantes de fuerza, las longitudes de los enlaces y las longitudes de los enlaces de la construcción química. Desde la perspectiva del análisis espectral, la frecuencia de la banda de absorción característica se utiliza principalmente para inferir la presencia de un determinado grupo o enlace en la molécula. Los cambios en la frecuencia de la banda de absorción característica se utilizan para inferir grupos o enlaces adyacentes. y luego se determina la estructura química de la molécula. Por supuesto, las mezclas y compuestos también se pueden analizar cuantitativamente basándose en los cambios en la intensidad de las bandas de absorción características.
El espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier consta de una fuente de luz, un interferómetro de Michelson, una celda de muestra, un detector y una computadora. La luz emitida por la fuente de luz se convierte en luz de interferencia mediante el interferómetro. La luz contiene la luz de interferencia emitida por la fuente de luz. Información sobre todas las longitudes de onda de la luz. Cuando la luz de interferencia anterior pasa a través de la muestra, la muestra absorbe ciertas longitudes de onda de luz y se convierte en luz de interferencia que contiene información de la muestra. La computadora recopila el patrón de interferencia de la muestra. Después de la rápida transformación de Fourier por computadora, se obtiene la absorbancia o transmitancia. una función de la frecuencia o longitud de onda.
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