红外光谱在珠宝玉石中的应用.doc

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1、红外光谱在珠宝玉石中的应用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

2、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

3、。   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、

4、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。    矿物阴离子团及特征吸收频率（cm-1）矿物阴离子团特征吸收频率（cm-1）AsO43-880―770BO33-1500―1300、950―850、700―400BO45-880―700、700―400CO32-1530―1320、100―1040、890―800、745―670CrO42-900―820HCO32-3300―2000、1930―

5、1840、1700―1600、1000―940840―830、710―690、670―640H2O3650―3000、1700―1590MoO42-850―780、700―200NO3-1810―1730、1520―1280、1060―1020、850―800、770―715OH-3700―2900PO43-1200―940、650―540SiO44-1175―860、540―470SO42-1210―1040、680―570VO43-930―730U2O7900―880、480―470、280―270WO42-850―780、720―200   某些矿物特征吸收

6、频率（cm-1）矿物名称特征吸收频率（cm-1）萤石275方解石721、873―881、1435―1410白云石729菱铁矿737菱镁矿748菱锌矿743菱锰矿727白铅矿1410、677文石1471、707、692石英512―515、778―780、796―800、1084―1085微斜长石1142、1134、1120、1100、768、742、728、648、602、584、535、463、428、398高岭石3704―3689、3672―3664、3653―3650、3628―3620、1100―1093、1038―1035、1012―1000、918―91

7、2、542―535、475―468透闪石―铁阳起石3625、3648、3660、3673蒙脱石620―630、845―850、1080―1090伊利石822―845、1010―1025、1070―1080钙铝榴石―钙铁榴石550―650、800―1000镁橄榄石―铁橄榄石800―1000 3、红外光谱在宝玉石检测中的应用   宝玉石检测基本上是采用无损伤方式，随着宝玉石工艺的不断革新发展，人工优化改善充填技术日益提高。    在宝玉石检测中任何检测手段的应用，在某些方面都存在局限性，红外光谱也不例外。    红外光谱正常的矿物检测样品制备，先将矿物研磨成粉末状，再

8、渗入白色粉