红外光谱分析（Infrared Spectroscopy）是一种利用红外光对物质分子进行分析和鉴定的技术。其基本原理是当红外光照射到物质上时，物质中的分子会吸收特定波长的红外光，导致分子振动能级和转动能级发生跃迁，从而在特定红外频率处产生吸收峰，形成红外吸收光谱。

红外光谱分析的基本原理

分子振动：

分子中的化学键在特定频率下振动，如拉伸、弯曲或扭转。当红外光的频率与分子振动的频率相匹配时，分子会吸收这一部分光能，引起振动能级跃迁。

红外吸收谱：

物质中的分子吸收红外光后产生的振动，会在特定的红外频率处产生吸收峰，形成一个红外吸收谱。这个谱就像是物质的指纹，每种物质的红外吸收谱都是独一无二的。

红外光谱仪的种类

棱镜和光栅光谱仪：

属于色散型，其单色器为棱镜或光栅，属单通道测量。

傅里叶变换红外光谱仪：

非色散型，其核心部分是一台双光束干涉仪。通过傅里叶变换的数学运算后，可以得到入射光的光谱。这种仪器的优点包括多通道测量、高信噪比、高灵敏度、高波数值精确度等。

红外光谱分析的应用

定性分析：

通过对比已知标准物的红外光谱图，可以确定未知物的化学结构。

定量分析：

选取合适的定量吸收峰，测定吸收峰的吸光度，依据朗佰-比尔定律，计算待测组分含量。

研究分子结构和化学键：

红外光谱可以揭示物质中化学键和官能团的信息，用于研究分子的结构和化学键。

红外光谱的特点

可见性：

红外光谱可以通过红外光谱仪直接测量得出，并以图形的方式显示，便于科学家直观、全面地理解和分析物质。

独特性：

红外光谱是由物质吸收红外光而引起能量级变化产生的，每一种物质的能量级分布、分子振动和转动模式都是独特的，因此红外光谱也是独特的，如同物质的指纹。

灵敏性：

红外光谱分析对物质的种类和数量都有高度的灵敏度，即使对于微量或痕量物质，也能得到准确的分析结果。

完整性：

红外光谱可以反映物质中所有能吸收红外光的分子的信息，包括化学结构、成分、性质等，信息内容丰富。

实用性：

红外光谱分析可以用于各种状态的物质（固态、液态和气态），并且可以实现在线、实时及非接触的远程测量，应用范围广泛。

红外光谱分析在化学、生物、材料、制药、环境监测等领域具有广泛的应用，是一种强大的定性和定量分析工具。