红外光谱中KBr的范围是多少？4000-400 cm⁻¹中红外光谱指南

对于红外（IR）光谱，溴化钾（KBr）的有效透射范围约为4000至400 cm⁻¹（波数）。这种广泛的透明度使其成为制备固体样品以及在中红外区域用作光学窗口的最常用材料，因为大多数基本的分子振动都发生在该区域。

KBr成为红外光谱标准的核心原因在于其在中红外关键范围内的广泛透明度。然而，其有用性不仅取决于这种透明度，也取决于其主要的实际局限性：它容易吸收水分（吸湿性），这会在光谱中引入显著的干扰。

为何KBr是中红外光谱的标准

溴化钾在常规红外分析中的主导地位并非偶然。它源于其优异的光学性能和实用的物理特性相结合。

宽广的透明范围

KBr最重要的特点是它在中红外区域（4000 - 400 cm⁻¹）不吸收红外辐射。

这是绝大多数有机和无机官能团表现出其特征振动吸收的光谱窗口，这使得KBr成为一种理想的、无干扰的分析介质。

样品制备的理想物理特性

KBr是一种柔软的结晶盐。在压力下，它表现出塑性流动，当与细磨的固体样品混合时，可以形成薄的、透明的、玻璃状的圆盘或“压片”。

这种KBr压片技术是用于通过透射红外光谱分析固体样品的基础方法。

成本效益

与更奇特的光学材料相比，KBr相对便宜。这使其成为高通量实验室、学术研究和质量控制应用的实用且易于获取的选择。

了解关键局限性：400 cm⁻¹截止

虽然KBr非常适用于中红外，但它不适用于所有光谱区域。它的效用在大约400 cm⁻¹处突然终止，使其在远红外区域不透明。

晶格振动的作用

截止并非随意设定；它是材料的基本属性。晶格中K-Br离子键有其自身的振动频率。

这种低频振动，称为声子模式，导致KBr本身在低于约400 cm⁻¹的区域强烈吸收红外辐射。这种吸收完全阻挡了该区域来自样品的所有信号。

对远红外分析的影响

如果您的工作涉及研究低频振动，如重原子骨架模式或有机金属键，KBr是不合适的。

对于远红外区域（<400 cm⁻¹）的分析，您必须使用不同的窗口材料，例如特殊制备的聚乙烯，它在这些较低能量下是透明的。

常见陷阱：KBr具有吸湿性

使用KBr时最显著的实际挑战是其吸湿性——它很容易从大气中吸收水分。这会严重损害您的光谱数据质量。

水分如何影响您的光谱

水（H₂O）是一种非常强的红外吸收剂。如果您的KBr吸收了水分，即使您的样品完全干燥，您也会在光谱中看到特征性的水峰。

这些干扰峰包括在3400 cm⁻¹附近非常宽的吸收带（O-H伸缩振动）和在1640 cm⁻¹附近尖锐的吸收带（H-O-H弯曲振动）。这些很容易掩盖您实际样品的峰。

正确处理和储存

为防止水分污染，KBr粉末必须储存在干燥器中。KBr光学元件（窗口和压片）应在干燥或低湿度环境下储存。

在制备KBr压片时，通常也会在使用前将粉末在烘箱中加热以驱除任何吸附的水分。

为您的目标做出正确选择

了解KBr的特性使您能够为特定的分析需求选择合适的采样技术。

• 如果您的主要重点是固体有机或无机化合物的常规分析：KBr几乎总是正确且最具成本效益的选择，用于在中红外范围内制作压片。
• 如果您正在处理水溶液或在非常潮湿的环境中：KBr压片是一个糟糕的选择。衰减全反射（ATR）附件，通常带有不溶于水的硒化锌（ZnSe）晶体，是一种更优越的方法。
• 如果您的分析需要低于400 cm⁻¹的数据（远红外）：您必须使用除KBr以外的材料。聚乙烯窗口和基质是该光谱区域的标准。

最终，选择正确的红外材料是获得清晰、准确和有意义光谱的第一步。

总结表：

属性	KBr在红外光谱中的详细信息
有效透射范围	4000 cm⁻¹至400 cm⁻¹（中红外）
主要用途	固体样品压片，光学窗口
主要优点	在基本中红外区域具有广泛的透明度
关键局限性	在400 cm⁻¹以下强烈吸收（远红外截止）
主要实际挑战	吸湿性（吸收水分，导致光谱干扰）

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