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紅外光譜分析
對物質分子進行的分析、鑒定
紅外光譜分析（infrared spectra analysis指的是利用紅外光譜對物質分子進行的分析和鑒定。將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。
基本信息
| 中文名 | 紅外光譜分析 |
| 外文名 | infrared spectra analysis |
| 類型 | 物理學名詞 |
| 所屬學科 | 物理學 |
| 用途 | 對物質分子進行的分析和鑒定 |
工作原理
每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，據此可以對分子進行結構分析和鑒定。紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置附近作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。當分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置附近作簡諧振動時，這種振動方式稱簡正振動（例如伸縮振動和變角振動）。分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應，因此當分子的振動狀態(tài)改變時，就可以發(fā)射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發(fā)分子而振動而產生紅外吸收光譜。分子的振動和轉動的能量不是連續(xù)而是量子化的。但由于在分子的振動躍遷過程中也常常伴隨轉動躍遷，使振動光譜呈帶狀。所以分子的紅外光譜屬帶狀光譜。
基本種類
主要用途
解析方法
常用術語
其它介紹
紅外吸收與振動 - 轉動光譜
1. 光譜的產生：
分子中基團的振動和轉動能級躍遷產生振-轉光譜，稱紅外光譜。
2. 所需能量：
近紅外（
），中紅外（
），遠紅外（
）
3. 研究對象：
具有紅外活性的化合物，即含有共價鍵、并在振動過程中伴隨有偶極矩變化的化合物。
4. 用途：
結構鑒定、定量分析和化學動力學研究等。
分子振動方程式
1. 振動頻率
2.振動能級（量子化）：
任意兩個相鄰的能級間的能量差為：
（用波數(shù)表示）
發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結構特征。
化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數(shù) K 越大）原子折合質量越小，化學鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。
鍵類型
力常數(shù)
峰位 4.5mm 6.0mm 7.0mm
分子的振動形式
紅外光譜產生的條件
1. 紅外光的頻率與分子中某基團振動頻率一致；
2. 分子振動引起瞬間偶極矩變化
偶極子在交變電場中的作用示意圖
紅外光譜峰的位置、峰數(shù)與強度
1.位置：
由振動頻率決定，化學鍵的力常數(shù) K 越大，原子折合質量 m 越小，鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（短波長區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)（高波長區(qū)）；
2.峰數(shù)：
非線性分子：
線性分子：
絕大多數(shù)化合物紅外吸收峰數(shù)遠小于理論計算振動自由度，其原因有：無偶極矩變化的振動不產生紅外吸收；吸收簡并；吸收落在儀器檢測范圍以外；儀器分辨率低，譜峰重疊等。
3．強度：
紅外吸收的強度與 躍遷幾率的大小和振動偶極矩變化的大小有關，躍遷幾率越大、振動偶極矩越大，則吸收強度越大。
4 ．紅外光譜圖：
縱坐標為吸收強度，橫坐標為波長 λ ， （ μ m ），和波數(shù)
，單位：
，可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強來描述
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