1、红外光谱基本理论
当一束红外光照射在矿物上时,矿物就要吸收一部分能量,同时将吸收的能量转变为分子振动能和分子转动能。
分子振动光谱:分子振动能级比分子转动能级大,当分子振动能级跃迁时伴随有分子转动能级跃迁。
分子转动光谱:出现在远红外区,它能给出分子的转动惯量、核间距离、分子的对称性。
在近红外、中红外区光子激发分子振动能级的同时,也激发分子转动能级,但不能激发电子能级跃迁。
当一束红外光照射在矿物上时,一种可能为矿物内部分子运动全部吸收,不再从矿物内部射出,另一种可能为红外光束强度大,部分能量被分子能级跃迁吸收,还有部分能量透过矿物。
有关的名词解释:
波长―二个相邻波峰(波谷)之间距离,波长单位:微米(μ)。
波数―单位长度波振动次数(波长倒数cm-1),波数单位:厘米-1(cm-1)。
频率―每秒钟内振动次数(单位时间通过固定点波数)。
透射比―入射矿物光强度(I0),透过矿物光强度(I),I/I0。
透过率―I/I0×100。
红外吸收光谱图―不同频率的辐射于矿物上,导致不同透射比,以纵座标为透过率,横座标为频率,形成矿物变化曲线,则称该矿物红外吸收光谱图。
近红外―波长范围:0.78―2.5μ,波数:12820―4000cm-1。
中红外―波长范围:2.5―50μ,波数:4000―200cm-1。
远红外―波长范围:50―1000μ,波数:200―10cm-1。
单位变换:(μ微米、μm毫微米、Å埃、cm厘米)
1μ=1000nm=10000Å=10-4cm
1Å=10-1nm=10-4μ=10-8cm
1cm=104μ=107nm=108Å
1μm=10-7cm
2、矿物红外光谱特征
矿物红外光谱反映矿物化学成分、结构特征,矿物大多数属离子化合物,具各种阴离子团(硅酸盐、碳酸盐、硼酸盐、磷酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、砷酸盐、钒酸盐、铬酸盐),振动强大、稳定。
矿物红外光谱能较快测出各种阴离子团,以阴离子团再研究相关的阳离子成分及矿物成分结构。
具同一阴离子团矿物类,吸收频率、强度是一致的,因此利用矿物阴离子团及特征吸收频率,通过相应的研究能迅速测定矿物。
文章链接:光谱仪
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红外光谱在珠宝玉石中的应用
作者:盈昃冶金 更新日期:2012-06-15