第3章　紅外光譜分析法

3.1　引言

當物質受到頻率連續變化的紅外光照射時，分子吸收了某些頻率的輻射，由其振動或轉動引起偶極矩的變化，從而使分子振動能級和轉動能級從基態躍遷到激發態，得到分子振動能級和轉動能級的變化，該變化產生的振動-轉動光譜，稱為紅外光譜（infrared spectra，IR）。紅外光譜屬于分子吸收光譜。

20世紀60年代，采用光柵代替棱鏡作為色散元件，分辨率顯著提高，測量范圍變寬。20世紀70年代以后，由于計算機技術的飛速發展，加上快速傅里葉技術的推廣應用，使得基于光相干性原理而設計的干涉性-傅里葉變換紅外光譜儀器進入市場，解決了光柵儀器的固有弱點，使紅外光譜發展到了一個嶄新的階段。每一種物質的紅外光譜都有其自身的特征，就像人的指紋一樣，因此人們也稱紅外光譜為“分子的指紋光譜”。紅外光譜主要獲得的是分子振動和轉動的信息，絕大多數物質分子的結構都可以用紅外光譜來判斷。根據分子對紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、強度、形狀以及吸收譜帶和溫度、聚集狀態等的關系，便可確定分子的空間構型，求出化學鍵的鍵力常數、鍵長和鍵角，從而推斷分子中存在某一基團或化學鍵，進而確定分子的化學結構，也可以依據特征吸收譜帶強度的改變，對混合物及化合物進行定量分析。近年來，紅外光譜分析法應用于生命科學的各個研究領域，如蛋白質、DNA等結構的解析和測序等。