实验室光谱仪器--红外光谱基本结构概述
红外光谱法（infrared spectroscopy）是研究红外线与物质间相互作用的科学，即以连续变化的各种波长的红外线为光源照射样品时，引起分子振动和转动能级之间的跃迁，所测得的吸收光谱为分子的振转光谱，又称红外光谱。傅里叶光谱法就是利用干涉图和光谱图之间的对应关系，通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。和传统的色散型光谱仪相比较，傅里叶光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪，它能同时测量、记录所有谱元信号，并以更高的效率采集来自光源的辐射能量，从而使其具有比传统光谱仪高得多的信噪比和分辨率；同时，其数字化的光谱数据，也便于数据的计算机处理和演绎。正是这些基本优点，使傅里叶变换光谱方法发展为目前红外和远红外波段中最有力的光谱工具，并向近红外、可见和紫外波段扩展。
红外光谱在化学领域中主要用于两个方面：一是分子结构的基础研究，应用红外光谱可以测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型；根据所得的力学常数可以知道化学键的强弱；由简正频率来计算热力学函数。二是对物质的化学组成的分析，用红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物的结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。其中应用最广泛的还是化合物的结构鉴定，根据红外光谱的峰位、峰强及峰形判断化合物中可能存在的官能团，从而推断出未知物的结构。在研究了大量化合物的红外光谱后发现，不同分子中同一类型基团的振动频率是非常相近的，都在一较窄的频率区间出现吸收谱带，这种吸收谱带的频率称为基团频率（group frequency）。中红外光谱区可分为4000～1300cm-1和1300～600cm-1两个区域。4000～1300cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的吸收带。该区域内的吸收峰比较稀疏，易于辨认，常用于鉴定官能团，因此称为官能团区或基团频率区。在1300～600cm-1区域中，除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的复杂谱带。这些振动与分子的整体结构有关，当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子的特征，就像每个人都有不同的指纹一样，因此称为指纹区（fingerprint region）。指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助，而且可作为化合物存在某种基团的旁证。
分析红外光谱的顺序是先官能团区，后指纹区；先高频区，后低频区；先强峰，后弱峰。先在官能团区找出最强峰的归宿，然后再找对应的相关峰，确定分子中存在的官能团。
在解析图谱时，应了解样品的来源、制备方法、熔沸点及溶解性等。同时要区别和排除样品本身吸收的假谱带（如CO2、H2O 的吸收等）及微量杂质的存在对谱图造成的干扰。
目前人们对已知化合物的红外光谱图已陆续汇集成册，这就给鉴定未知物带来了极大的方便。如果未知物和某已知物具有完全相同的红外光谱，那么这个未知物的结构也就确定了。应当指出，红外光谱只能确定一个分子所含的官能团，即化合物的类型，要确定分子的准确结构，还必须借助其他波谱甚至化学方法的配合。十二烷的红外光谱如下图所示。
其中：（C—H伸缩振动，C—C弯曲振动）
红外光谱是由于分子振动能级（同时伴随转动能级）跃迁而产生的，物质吸收红外辐射应满足两个条件：①辐射光具有的能量应能满足物质产生振动跃迁所需的能量；②辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子，没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如 N2、O2、Cl2 等。非对称分子，有偶极矩，具备红外活性。因红外吸收只有振-转跃迁，所以能量低，且应用范围广，几乎所有有机物均有红外吸收；能更精细地表征分子结构，通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；分析速度快，固、液、气态样均可用，且样品用量少，不破坏样品；傅里叶变换红外光谱联用技术具有强大的定性功能，可以进行定量分析，它已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。
