红外光谱仪

电磁光谱的红外部分根据其同可见光谱的关系，可分为 近红外光 、中红外光和远红外光。 远红外光（大约400-10 cm-1）同微波毗邻，能量低，可以用于旋转 光谱学 。中红外光（大约4000-400 cm-1）可以用来研究基础震动和相关的旋转-震动结构。更高能量的近红外光（14000-4000 cm-1）可以激发 泛音 和 谐波 震动。 红外光谱法 的工作原理是由于震动能级不同， 化学键 具有不同的频率。 共振频率 或者 振动频率 取决于分子 等势面 的形状、 原子质量 、和最终的相关 振动耦合 。为使分子的振动模式在红外活跃，必须存在永久双极子的改变。具体的，在波恩-奥本海默和谐 振子 近似中，例如，当对应于电子 基态 的分子 哈密顿量 能被分子几何结构的 平衡态 附近的 谐振子 近似时，分子电子能量基态的势面决定的 固有振荡 模，决定了共振频率。然而，共振频率经过一次近似后同键的强度和键两头的原子质量联系起来。这样，振动频率可以和特定的键型联系起来。简单的 双原子分子 只有一种键，那就是伸缩。更复杂的分子可能会有许多键，并且振动可能会共轭出现，导致某种 特征频率 的 红外吸收 可以和化学组联系起来。常在 有机化合物 中发现的 CH2 组，可以以 “对称和非对称伸缩”、“剪刀式摆动”、“左右摇摆”、“上下摇摆”和“扭摆”六种方式振动。