先简单介绍一下红外的基本知识:

1. 什么是光谱技术？红外属于哪一类？

光谱分析是一种根据物质光谱识别物质并确定其化学成分、结构或相对含量的方法。根据分析原理，光谱技术主要分为吸收光谱、发射光谱和散射光谱；根据被测位置的形式，光谱技术主要包括原子光谱和分子光谱。红外光谱属于分子光谱，包括红外发射和红外吸收光谱，通常用于红外吸收光谱。

2. 红外吸收光谱的基本原理是什么？

分子运动有四种:平动、旋转、振动和电子运动，其中后三种是量子运动。分子来自较低的能级E1，吸收一个能量为hv光子移到更高能级的光子E2,整个运动过程满足能量守恒定律E2-E1=hv。能级之间的差异越小，分子吸收的光频率越低，波长越长。

红外吸收光谱是由分子振动和旋转跳跃引起的。组成化学键或官能团的原子处于持续振动（或旋转）状态，其振动频率相当于红外光的振动频率。因此，当红外光照射分子时，分子中的化学键或官能组可以振动吸收，不同的化学键或官能组吸收频率不同，红外光谱将处于不同的位置，以获得分子中包含的化学键或官能组的信息。

红外光谱本质上是一种根据分子内原子之间的相对振动和分子旋转来确定物质分子结构和识别化合物的分析方法。

分子的转动能级差相对较小，吸收的光频率较低，波长较长，因此远红外地区出现了分子的纯转动能谱（25~300 μm）。振动能级差远大于旋转能级差，分子振动能级跃迁吸收的光频率较高，中红外地区一般出现分子纯振动能谱（2.5~25 μm）。(注:分子电子能级跃迁吸收的光属于紫外可见吸收光谱的范畴)

值得注意的是，只有当分子的偶极矩发生变化时，振动才具有红外活性（注：如果分子的极化率发生变化，则振动具有拉曼活性）。

3. 分子的主要振动类型

在中红外区域，分子中的基团主要有伸缩振动和弯曲振动两种振动模式。伸缩振动是指基团中的原子沿价键方向来回移动（对称和反对称），弯曲振动是指垂直于价键方向的运动（摇摆、扭曲、剪切等），如上图所示。

4. 红外光谱和红外光谱分区

红外光谱通常分为三个区域：近红外区(0.75~2.5 μm)、中红外区(2.5~25 μm)和远红外区(25~300 μm)。一般来说，近红外光谱是由分子的倍频和合频产生的；中红外光谱属于分子的基频振动光谱；远红外光谱属于分子的旋转光谱和某些基团的振动光谱。（注：由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带出现在中红外区域，中红外光谱仪

红外区是研究和应用最多的区域，数据积累最多，仪器技术。红外光谱通常指中红外光谱)

根据吸收峰的来源，吸收峰的来源绘制(2.5~25 μm)一般分为特征频率区（2.5~7.7 μm，即4000-1330 cm-1）以及指纹区（7.7~16.7μm,即1330-400 cm-1）两个区域。其中，特征频率区域的吸收峰基本上是由基团的伸缩振动产生的。数量不多，但特点强。因此，它在基团识别工作中非常有价值，主要用于识别官能团。例如，在酮、酸、酯或酰胺等化合物中，其伸缩振动始终存在5.9μm左右有强吸收峰，如谱图5.9μm左右有强吸收峰，大致可以断定分子中有基础。

指纹区的情况不同，峰多复杂，特点不强，主要由一些单键组成C-O、C-N和C-X(卤素原子)等C-H、O-H等待含氢基团的弯曲振动C-C骨架振动产生。当分子结构稍有不同时，该区域的吸收也有细微的差异。这种情况被称为指纹区，因为每个人都有不同的指纹。指纹区域对区分结构相似的化合物非常有帮助。

下表显示了一些特征基团的振动频率，我们将结合实例分享以下几期。

5. 红外光谱是定性分析还是定量分析？有哪些应用？

红外吸收光谱主要用于定性分析分子中的官能组或定量分析（很少使用，特别是在多组分中）。红外光谱广泛应用于样品、固体、液体或气体样品、无机、有机和聚合物化合物。

在分析未知产品时，红外可以给出群体信息，结合质谱、核磁性、单晶衍射等方法，帮助确认产品结构（应用泛）；红外，特别是原位红外，可用于确定中间产物、催化剂表面物种的吸附反应；通过特定物质的吸附，如吡啶吸附的酸类型和酸量，CO吸附的红外可以根据其出峰的情况判断材料上CO然后知道催化剂中的金属原子是否以单原子的形式存在。

6. 红外光谱的分析方法是什么？重要的数据库是什么？

光谱的分析通常首先通过特征频率来确定主要的群体信息。简单的红外光谱法通常采用比较法来识别物质，即与标准物质进行比较，并咨询标准光谱法，但该方法对样品有较高的要求，并依赖于光谱图库的大小。如果在光谱图库中找不到一致的光谱，则可以通过人工解谱进行分析，这需要大量的红外知识和经验积累。大多数化合物的红外光谱都很复杂，即使是有经验的专家也不能保证所有的分子结构信息都能从孤立的红外光谱中获得。如果需要确定分子结构信息，则需要使用其他分析方法，如核磁性、质谱、紫外光谱等。

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