В инфракрасной (ИК) спектроскопии изучают спектры погло­щения веществ в области 5000-650 см"1, в которой находятся полосы, наиболее характерные для молекулярных структур. Поэтому ИК спек­троскопия (ИКС) является универсальным методом изучения строения молекул [1].

В ИК-области кинетическими единицами, взаимодействую­щими с излучением, являются группы из двух-трех атомов, причем обмен энергией происходит только в том случае, если он сопровожда­ется изменением дипольного момента поглощающей группировки за счет увеличения ее амплитуды колебаний. В общем случае для моле­кулы из N атомов возможно 3N-6 собственных колебаний, а для ли­нейных молекул - 3N-5 колебаний. Если какие-то колебания имеют одинаковые частоты, то они вырождаются, т. е. взаимно поглощаются. Какие колебания вырождены, а какие активны - определяется симмет­рией строения молекулы [2].

Если колебание в молекуле происходит в направлении валент­ной связи, соединяющей атомы, то оно называется валентным. Не­смотря на то, что в колебании всегда участвует вся молекула, часто оно бывает локализовано в отдельных ее частях (группах атомов) и мало подвержено влиянию остальных атомов молекулы; такое коле­бание называют характеристическим. Существование характеристи­ческих колебаний является основой ИКС и позволяет определять на­личие и концентрацию функциональных групп в больших многоатом­ных молекулах по их характеристическим полосам поглощения. Кро­ме того, в ИК спектрах встречаются полосы небольшой интенсивно­сти, представляющие собой комбинации основных колебаний.

Примерное деление ИК-области на диапазоны и их практиче­ское применение приведены в табл. 9.1.

Для качественного анализа ИК-спектр образца записывают обычно в интервале 700-4000 см"1, хотя современные приборы позво­ляют это делать в более широком интервале волновых чисел. Это объ­ясняется тем, что информация, полученная в указанной области спек - гра, вполне достаточна для качественного анализа, и в большинстве атласов приводятся ИК спектры только в этом интервале [3, 4].

ИКС является одним из самых распространенных методов структурного анализа и идентификации органических соединений [5, 6]. Он применим для анализа разнообразных объектов, Так как прак­тически любой образец может быть препарирован В виде, пригодном для получения его ИК спектра, при этом не требуется перестройки аппаратуры в зависимости от физической или химической природы вещества. Если в образце содержатся соединения, не обладающие вы­сокой поглощающей способностью и слабо рассеивающие излучение, в количестве до 5-10 %, то они не искажают основные полосы погло­щения спектра полимера.

* Если в УФ и видимой спектроскопии принято оперировать понятием длины волны, то в ИК спектроскопии обычно шкала приборов градуируется в вол­новых числах v = 104 / X, см'1.