文章更新于2021年3月31日
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红外光谱(IRS)是一种利用分离或混合物的光谱信息分析单个物质的技术。红外光谱(IRS)是通过测量被检测样品对红外光(IR)的吸收波长和强度，最终将IR转化为热。
使用的红外光谱通常来自中光谱，有足够的能量激发分子，使它们振动到更高的能级。光谱显示出吸收带，这是每种化学键的特征。该工具在检测有机和有机金属化合物时最有用。它根据分子中原子的扭曲、弯曲、旋转和振动得到数据。
基于吸收测量的红外光谱仪器主要分为色散、非色散、反射分光光度计和傅里叶变换红外(FTIR)分光光度计。在这些红外光谱中，吸收峰向下的方向与降低的辐射样品的透过率保持一致。通过透射、反射和红外发射光谱等特殊方法对得到的红外光谱进行分析。
红外光谱学基础
IR光谱基于：分子在与其结构上直接关系的频率下吸收辐射的事实。因此，据说辐射吸收发生在谐振频率下，所谓的因为辐射的频率吸收与分子振动的频率产生谐振。影响这些能量的因素包括捕获分子势能，原子质量和原子的振动和电子能量之间的耦合的原子位置。因此，当检查透射光谱时，它示出了每个频率或波长吸收的能量。
当光谱较简单且吸收键数较低时，表明样品为简单纯样品。更复杂的光谱，吸收带增加，表明一个更复杂的分子。
许多振动运动涉及到整个分子，当物质是未知的时候，这就使分析成为一个问题。红外光谱可分为官能团区和指纹区。第一个区域从每厘米4000到1500，而第二个区域包括所有低于这个区域的波数。
指纹区之所以被命名，是因为它反映了分子整体或主要部分的弯曲振动特征。然而，官能团区域显示出反映典型官能团的伸缩振动，从而更多地描述了组成有机分子的成分。这些频带非常可靠。
CH2X2组在有机化合物中常见的振动类型有纵向摆动或剪切运动;纵向摆动和扭转运动，以及径向对称或不对称振动。
红外分析的类型
传输（吸收）方法
在这里，红外光束聚焦在样品上，通过它的光被测量。透射光谱由辐照前光谱与辐照后光谱的比值得到。这可以用来分析气体、液体、薄膜或粉末的光谱。
反射(吸收)方法
在反射(吸收)法中，光从反射性非常强的基材反射回来，光通过基材表面的样品并作为倏逝波反射回来是独立测量的。这两者的比值给出了反射光谱。这里，它还是得到了吸收光谱。
排放的方法
用IR发射光谱检查，样品被激励以产生热量，或者是测量的IR光谱。由于发射发生在相反的吸收方向上，因此这是一种完全不同的方法。然而，具有高吸收率的物质是具有高吸收的物质。
傅里叶变换红外光谱的使用使得测量难以激发的物质的微弱辐射成为可能。其优点是利用了样品和基体材料之间的对比。这意味着即使是金属材料表面的低发射强度的有机薄膜也可以被测量。由于发射的各向同性(无论基材的表面材料是什么)，下表面的类型或形状是非物质的。此外，样品保存完好，不与测量工具接触。尽管有这些好处，红外发射光谱很少被使用。
先进的红外光谱
二维IR也被用于更先进的仪器，例如相关光谱。这里，多个样品IR光谱用于揭示复杂的属性，并显示出在扰动时发生的事情的整体情况。非线性2D IR光谱也可用，使用激光脉冲持续仅飞秒，首先激发系统的受控时段，然后是另一个探头脉冲产生发射。这些不同激发阶段的频率相关，以观察如何耦合不同的振动模式。结果是可以根据PICOSECONDS监控动态更改。
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