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目录1

第1章 红外光谱的基本概念1

1.1 分子内部的能级1

1.2 分子的转动光谱2

1.2.1 转动能级3

1.2.2 转动频率4

1.3 分子的纯振动光谱6

1.3.1 双原子分子的伸缩振动6

1.3.2 多原子分子的振动8

1.4 分子的振-转光谱10

1.5 振动模式14

1.5.1 伸缩振动14

1.5.2 弯曲振动16

1.6 倍频峰19

1.7 合（组）频峰21

1.8 振动耦合23

1.8.1 伸缩振动之间的耦合23

1.8.2 伸缩振动和弯曲振动之间的耦合25

1.8.3 弯曲振动之间的耦合25

1.9 费米共振26

1.10 诱导效应26

1.11 共轭效应28

1.11.1 π-π共轭效应28

1.11.2 p-π共轭效应29

1.11.3 超共轭效应30

1.12 氢键效应30

1.13 稀释剂效应31

1.14.1 基团频率32

1.14 基团频率和指纹频率32

1.14.2 指纹频率33

第2章 傅里叶变换红外光谱学的基本原理34

2.1 单色光干涉图和基本方程34

2.2 二色光干涉图和基本方程36

2.3 多色光和连续光源的干涉图和基本方程38

2.4 红外光谱仪器的分辨率40

2.5 红外光谱仪器最高分辨率的测定方法42

2.6 干涉图数据的采集46

2.7 干涉图数据的采集方式48

2.7.1 单向采集数据方法48

2.7.2 双向采集数据方法49

2.7.3 动镜移动方式49

2.8 分辨率与傅里叶变换数据点数目的关系49

2.9 切趾（变迹），函数51

2.10 相位校正：54

2.10.1 干涉图数据点采集漂移引起相位误差54

2.10.2 干涉图的余弦分量相位滞后引起相位误差54

2.11 噪声和信噪比56

2.11.1 傅里叶变换红外光谱的噪声56

2.11.2 傅里叶变换红外光谱的信噪比SNR58

第3章 傅里肿变换红外光谱仪69

3.1 FTIR光谱仪的基本组成69

3.1.1 红外光学台69

3.1.2 计算机70

3.2 FTIR光谱仪的光学系统71

3.2.1 红外光源71

3.2.2 光阑72

3.2.3 干涉仪73

3.2.4 检测器80

第4章 红外光谱样品制备和测试技术83

4.1 固体样品的制备和测试84

4.1.1 压片法84

4.1.2 糊状法90

4.1.3 薄膜法92

4.2 液体样品的制备和测试94

4.2.1 液池窗片材料94

4.2.2 液池种类96

4.2.3 纯有机液体样品光谱的测试100

4.2.4 有机溶液样品光谱的测试100

4.2.5 水和重水溶液样品光谱的测试107

4.3 超薄样品的测试110

4.4 气体样品的测试112

第5章 红外光谱数据处理技术114

5.1 红外光谱的表示方法114

5.1.1 纵坐标的变换114

5.1.2 横坐标的变换117

5.2 基线校正120

5.3 光谱差减124

5.3.1 背景扣除法124

5.3.2 吸光度光谱差减法126

5.4 光谱归—乘谱和加谱130

5.4.1 光谱归—化130

5.4.2 乘谱133

5.4.3 加谱133

5.5 生成直线134

5.6.1 改变光谱数据点间隔135

5.6 改变光谱数据点间隔和填充零135

5.6.2 填充零136

5.7 光谱平滑137

5.8 导数光谱138

5.8.1 一阶导数光谱138

5.8.2 二阶导数光谱139

5.8.3 四阶导数光谱140

5.9 傅里叶退卷积光谱142

第6章 红外光谱仪附件145

6.1 红外显微镜145

6.1.1 红外显微镜的种类、原理和结构145

6.1.2 红外显微镜的附件154

6.1.3 红外显微镜的使用技术155

6.2.1 傅里叶变换拉曼附件的结构159

6.2 傅里叶变换拉曼光谱附件159

6.2.2 拉曼光谱和红外光谱的区别160

6.2.3 FT-Raman光谱的应用162

6.2.4 FT-Raman光谱测试技术163

6.2.5 FT-Raman光谱的波数校正168

6.3 气红联用附件170

6.3.1 气红联用接口170

6.3.2 样品的测定和分析171

6.4 漫反射附件173

6.4.1 漫反射附件的工作原理173

6.4.2 漫反射附件的种类173

6.4.3 漫反射附件的使用技术175

6.5 衰减全反射附件178

6.5.1 ATR附件工作原理179

6.5.2 水平ATR（HATR）附件182

6.5.3 可变角ATR附件184

6.5.4 圆形池ATR附件185

6.5.5 单次反射ATR附件185

6.6 镜面反射（掠角反射）附件188

6.6.1 镜面反射（掠角反射）附件工作原理188

6.6.2 镜面反射附件的种类190

6.6.3 镜面反射附件使用技术191

6.7 红外偏振器194

6.7.1 偏振光194

6.7.2 红外偏振器194

6.7.3 偏振红外光谱原理197

6.7.4 红外偏振器的使用技术198

6.8 变温红外光谱附件200

6.8.2 液氮温度红外光谱附件201

6.8.1 液氨温度红外光谱附件201

6.8.3 变温红外光谱附件202

6.8.4 变温红外光谱的应用204

6.9 红外光纤附件207

6.9.1 中红外光纤附件207

6.9.2 近红外光纤附件209

6.10 光声光谱附件210

6.11 高压红外光谱附件211

6.12 样品穿梭器附件214

6.13 样品振荡器附件215

第7章 远红外光谱和近红外光谱简介218

7.1 远红外光谱简介218

7.1.1 仪器配置218

7.1.2 远红外光谱样品制备技术221

7.1.3 影响远红外光谱测量的因素222

7.1.4 远红外光谱的应用224

7.2 近红外光谱简介233

7.2.1 仪器配置233

7.2.2 近红外光谱的特点234

7.2.3 近红外光谱测试技术236

第8章 基团的振动频率分析239

8.1 碳氢振动239

8.1.1 CH3振动239

8.1.2 CH2振动241

8.1.3 CH振动243

8.2 碳碳振动245

8.2.1 C≡C伸缩振动245

8.2.2 C？C伸缩振动246

8.3.1 CO3振动247

8.2.3 C—C伸缩振动247

8.3 碳氧振动247

8.3.2 COz振动248

8.3.3 CO振动250

8.4 碳氮振动258

8.4.1 C≡N伸缩振动258

8.4.2 C？N伸缩振动259

8.4.3 C—N伸缩振动260

8.5 氧氢振动262

8.5.1 OH伸缩振动262

8.5.2 COH面内弯曲振动263

8.5.3 COH面外弯曲振动264

8.5.4 H2O和D2O的有关振动264

8.6.1 NH4振动266

8.6.2 NH3振动266

8.6 氮氢振动266

8.6.3 NH2振动267

8.6.4 NH振动268

8.7 氮氧振动270

8.7.1 NO3振动270

8.7.2 NO2伸缩振动271

8.7.3 NO伸缩振动271

8.8 硫的有关振动272

8.8.1 SO4振动272

8.8.2 SO3振动273

8.8.3 SO2和S？O伸缩振动275

8.8.4 硫氢、硫氧和硫碳伸缩振动276

8.9.2 P—O伸缩振动277

8.9.1 P？O伸缩振动277

8.9 磷的有关振动277

8.9.3 P—OH伸缩振动278

8.9.4 P—H伸缩振动278

8.9.5 P—C伸缩振动278

8.9.6 P—F伸缩振动278

8.9.7 P—Cl伸缩振动278

8.9.8 P？S伸缩振动278

8.10 卤素的有关振动280

8.10.1 C—F伸缩振动280

8.10.2 C—Cl伸缩振动281

8.10.3 C—Br和C—I伸缩振动282

8.11 硅的有关振动282

8.11.1 硅氢伸缩振动282

8.11.4 硅氮伸缩振动283

8.11.3 硅氧伸缩振动283

8.11.2 硅碳伸缩振动283

8.12 无机化合物的有关振动284

8.12.1 中性分子的振动频率284

8.12.2 简单无机盐的振动频率284

8.12.3 复杂阴离子的振动频率284

8.12.4 金属氧化物的振动频率287

第9章 红外光谱的定量分析和未知物的剖析288

9.1 红外光谱的定量分析288

9.1.1 朗伯-比耳定律288

9.1.2 峰高和峰面积的测量289

9.1.3 曲线拟合法测量峰高和峰面积294

9.1.4 固体混合样品的定量分析296

9.1.5 有机液体混合物的定量分析299

9.1.6 高分子共聚物和共混物的定量分析301

9.1.8 同系物多组分的定量分析302

9.1.7 有机溶剂中溶解固体溶质混合物的定量分析302

9.2 未知物的红外光谱剖析303

9.2.1 固体未知物样品的剖析303

9.2.2 液体未知物样品的剖析307

9.2.3 聚合物未知样品的剖析309

第10章 红外光谱仪的保养和维护311

10.1 红外仪器的安装311

10.1.1 安装条件311

10.1.2 仪器验收312

10.2 红外光谱仪的日常管理和维护315

10.3 红外光谱仪常见故障的处理317

10.4 红外光谱仪档案资料的建立和保管318

附录 有机化合物基团振动频率表320

主要参考文献327