Способы изображения ИК-спектров минералов

Спектральные данные записываются как зависимость коэффициента поглощения от длины волны, т. е. выражаются с помощью двух переменных величин - фактора интенсивности и фактора длины волны (см. на рисунках в приложении обзорные спектры карбонатных минералов). Выбор наиболее подходящих выражений для этих двух факторов зависит от условий работы, области исследования, а также от дальнейшего применения полученных величин.

Фактор интенсивности может быть выражен следующим образом:

///₀ - пропускание, доля пропущенного излучения;

///₀ ? 100 - пропускание, %;

[/₀-///₀]-100- поглощение, %;

D = 1 g /₀// - оптическая плотность.

При указанных способах выражения фактор интенсивности, толщина слоя и концентрация могут быть измерены в любых единицах: толщина - в мм, см; концентрация - в весовых и объемных процентах, в г/л, мг/л, г/мл, мг/мл, моль/л и т. д.

В инфракрасной области спектра запись производится обычно в процентах пропускания или поглощения. Спектр поглощения может быть охарактеризован следующими величинами:

1) длинами волн максимумов поглощения и интенсивностью в этих максимумах;
2) длинами волн в минимумах кривой поглощения и интенсивностью в этих точках;
3) длинами волн, отвечающих перегибам кривой поглощения, и интенсивностью для этих точек.

При исследовании любого минерала производится запись спектра во всём исследуемом диапазоне в интервале 400...4000 см"¹ - это так называемые обзорные спектры (см. прил.), которые позволяют увидеть все области ИК-поглощения исследуемого образца. В обзорных спектрах минерала присутствуют характеристические полосы ИК-погло- щения, по которым проводится качественный анализ минерала, а также области поглощения воды (ОН-групп), содержащейся в минерале, в диапазоне 3200...3600 см ^!. В зависимости от решаемых практических задач можно выделить ту или иную область спектра для детального изучения (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Фрагмент спектров инфракрасного поглощения:

1 - (синий) магнезита (Урал . г. Хром-Тау); 2 - (красный) арагонита в области характерист и ческих част от

Следует отметить, что область поглощения гидроксильных групп, в ИК-спектрах, регистрируемых при комнатной температуре, обычно представлена широкой диффузной полосой. Для решения специальных геохимических задач требуется определение «тонкой» структуры данной области. Для этого необходимо проводить измерение ИК-спектров при температуре кипения жидкого азота (77 К), что требует специальной криогенной приставки к спектрофотометру.

ИК-спектр любого химического соединения (минерала) является одной из наиболее важных его характеристик и может использоваться для идентификации этого вещества точно так же, как используется, например, температура плавления, показатель преломления, оптическое вращение, рентгенограмма и другие физические константы. Поэтому, если сравниваются два соединения, то идентичность их ИК-спсктров, за очень редким исключением, указывает на идентичность самих соединений. ИК-спсктры любых веществ дают весьма ценные сведения об их внутренней структуре. Для использования ИК-спектров нужно найти соответствие между положением полос поглощения в спектре и наличием отдельных структурных элементов, а кроме того, уметь но данному спектру определять присутствие тех или иных атомных групп и их взаимное расположение.

2.5. Интерпретация спектров.