红外光谱在微量物证分析中的应用（第二版）

　　微量物证检验是法庭科学的重要组成部分。塑料、纤维、橡胶、涂料、印泥、毒品、火炸药等是微量物证检验的重要内容。这些看似平常的物质在成为物证材料（共混/共聚后的物品）后，其红外光谱比均聚物和纯净物的红外光谱复杂得多，谱图解释也复杂、困难得多。本书是作者在30多年物证检验经验的基础上，对分析过的约几万张红外光谱图经分析、整理、归纳编写而成。书中内容由三部分构成：一、红外光谱基础知识；二、常见塑料、纤维、橡胶、涂料、印油等均聚物；三、塑料、纤维、橡胶、涂料、印泥等常用染料、颜料、填料、增塑剂；四、上述两类物质的共聚物、共混物；分别介绍了这些作为微量物证物质的组成、性能和红外光谱，并对红外光谱的特征谱峰和谱图解析进行了详细论述。 书的内容可供从事法庭科学红外光谱检验的同行参考，也可供相关专业从业人员参考，尤其适合熟悉红外光谱仪使用，但不熟悉法庭科学中微量物证红外光谱检验的从业人员参考。

　　冯计民，公安部物证鉴定中心已退休，人民检察院检查技术中心鉴定人，特聘专家，副研究员，三十余年从事红外光谱分析及物证鉴定，在红外光谱鉴定方面具有丰富的实战经验。

第1章  微量物证的基本概念 / 001

1.1  微量物证的定义 / 001

1.2  微量物证的特点 / 001

1.3  微量物证的检验及其特点 / 002

1.3.1  微量物证需要多种仪器综合性检验 / 002

1.3.2  微量物证检验要求尽可能是无损的 / 003

1.3.3  微量物证检验的结果要做必要的数理分析 / 003

1.3.4  红外光谱分析微量物证的步骤 / 003

1.4  微量物证的勘查提取 / 004

第2章  原子结构、共价键和分子的空间结构 / 006

2.1  原子的运动特征 / 006

2.1.1  量子性 / 006

2.1.2  波粒二象性 / 006

2.1.3  微观粒子运动的统计性 / 006

2.2  概率密度和电子云 / 007

2.3  表征原子核外电子运动状态的4个量子数 / 007

2.3.1  主量子数n  / 007

2.3.2  角量子数l  / 007

2.3.3  磁量子数m  / 008

2.3.4  自旋量子数s  / 009

2.4  原子核外电子的排布 / 009

2.4.1  原子轨道能级 / 009

2.4.2  核外电子分布的三个原则 / 009

2.4.3  原子的电子结构分布式 / 009

2.4.4  元素的电负性 / 009

2.5  共价键理论 / 010

2.5.1  键长 / 011

2.5.2  键能 / 011

2.5.3  键角 / 012

2.5.4  键的极性 / 012

2.5.5  键力常数 / 013

2.6  分子的极性 / 014

2.6.1  双原子分子的极性 / 014

2.6.2  多个不同原子组成的分子的极性 / 014

2.7  共价键的键型 / 014

2.7.1  σ键 / 014

2.7.2  π键 / 015

2.7.3  配位键 / 015

2.8  原子轨道杂化 / 015

2.8.1  sp3杂化 / 016

2.8.2  sp2杂化 / 016

2.8.3  sp杂化 / 017

2.8.4  碳原子发生三种杂化后性能比较 / 018

2.8.5  不等性杂化 / 019

第3章  红外光谱法 / 020

3.1  概述 / 020

3.2  红外光谱法的基本原理 / 021

3.2.1  红外光谱的表征 / 021

3.2.2  红外光谱与物质结构的关系 / 021

3.2.3  红外光谱产生的条件 / 022

3.2.4  基团振动谱带的频率 / 022

3.2.5  分子的基本振动模式 / 024

3.3  红外光谱仪和红外光谱图 / 026

3.4  红外光谱提供的主要信息 / 027

3.4.1  谱带位置（峰位） / 027

3.4.2  谱带强度（峰强） / 029

3.4.3  谱带形状（峰形） / 031

3.5  红外光谱吸收谱带的类型 / 033

3.5.1  基团频率 / 033

3.5.2  指纹频率 / 034

3.6  影响基团振动频率位移的主要内部因素 / 034

3.6.1  偶合效应 / 034

3.6.2  诱导效应 / 037

3.6.3  共轭效应 / 039

3.6.4  诱导效应和共轭效应同时存在时伸缩振动频率的位移 / 042

3.6.5  费米共振 / 043

3.6.6  共轭的空间位阻效应 / 044

3.6.7  氢键效应 / 045

第4章  基团的振动频率和分子结构的关系 / 047

4.1  碳氢基团的振动频率 / 047

4.1.1  CH3的振动频率 / 047

4.1.2  CH2的振动频率 / 055

4.1.3  CH的振动频率 / 061

4.2  碳碳基团的振动频率 / 062

4.2.1  烯烃C=C伸缩振动频率 / 062

4.2.2  C-C伸缩振动频率 / 065

4.3  芳香化合物的振动频率 / 067

4.3.1  苯环上=CH伸缩振动频率 / 067

4.3.2  苯环骨架振动频率 / 068

4.3.3  苯环上=CH面内变角振动频率 / 071

4.3.4  苯环上=CH面外变角振动频率 / 071

4.3.5  苯环上=CH面外变角振动的倍频与合频 / 072

4.4  碳氧基团的振动频率 / 073

4.4.1  CO32-的振动频率 / 073

4.4.2  杂化 / 073

4.4.3  羰基（C=O）的伸缩振动频率 / 075

4.4.4  C-OH的伸缩振动频率和面内变角振动频率 / 084

4.4.5  C-O-C的伸缩振动频率 / 088

4.5  碳氮基团的振动频率 / 094

4.5.1  氰化物-C≡N基团的伸缩振动频率 / 094

4.5.2  C=N基团的伸缩振动频率 / 096

4.5.3  C-N的伸缩振动频率 / 097

4.6  氮氮基团的振动频率 / 102

4.6.1  叠氮化合物的-N=N=N伸缩振动频率 / 102

4.6.2  重氮化合物的-N=N 伸缩振动频率 / 102

4.6.3  偶氮化合物的-N=N 伸缩振动频率 / 103

4.7  氮氧基团的振动频率 / 104

4.7.1  NO3-的振动频率 / 104

4.7.2  硝基化合物中NO2的伸缩振动频率 / 106

4.7.3  硝胺类化合物中NO2的伸缩振动频率 / 108

4.8  氮氢基团的振动频率 / 108

4.8.1  胺NHx的振动频率 / 108

4.8.2  铵盐中NHx+的振动频率 / 110