红外吸收光谱法是利用物质分子对红外辐射的特征吸收，来鉴别分子结构或定量的方法。红外光谱属于分子振动光谱，由于分子振动能级跃迁伴随着转动能级跃迁，为带光谱。

虽然早在1800年Herschel就通过实验发现了红外光的存在，直到1892年，Julius才用岩盐棱镜及测热辐射计，获得了20多种有机化合物的红外光谱。随后几十年间，量子力学和计算机科学等科学技术的发展使红外光谱的理论、技术及仪器全面而迅速地发展。1970年以后傅里叶变换红外光谱仪出现并普及，计算机用于存储及检索光谱，其他红外测定技术如全反射红外、显微红外、光声光谱以及气相色谱一红外、液相色谱一红外联用技术等也不断发展和完善，使红外光谱法得到广泛应用。

红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。近年来红外光谱的定量分析应用也有不少报导，尤其是近红外、远红外区的定量分析。如色谱一傅里叶变换红外光谱联用；近红外区用于含有与C,N,O等原子相连基团化合物的定量；远红外区用于无机化合物研究等。

一、红外光区的划分及应用

红外光区位于12800-10cm^-1波数范围或0.78-1000μm波长范围之间。根据红外光谱的应用和使用仪器不同，可分为近红外光区、中红外光区和远红外光区，其大致范围及分析应用列于表1-1。

1.1近红外光区

该光区的吸收主要是由低能电子跃迁、含氢官能团(O-H,N-H,C-H,S-H等）伸缩振动的倍频和合频吸收产生，谱带宽、重叠较严重，而且吸收信号弱，信息解析复杂，所以虽然该光谱区域发现较早，但分析价值一直未能得到足够的重视。近年来，由于超级计算机与化学计量学软件的发展，特别是化学计量学的深入研究和广泛应用，对该光区的研究日益引入注目。近红外光谱分析技术方便快速，无需对试样进行预处理，适于原位、无损、在线分析，因此在工业、农业、医药、环境、食品、化工、烟草等试样和过程控制中的例行定量分析与监测中发挥的作用越来越大，有些已取代繁琐费时的常规分析方法成为标准方法。分析对象包括水、醇、酚、胺、碳氢化合物、蛋白质和油脂等。所用溶剂有乙腈、苯、庚烷、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳等，只有四氯化碳、二硫化碳在整个光区无吸收。

1.2中红外光区

绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收出现在这一光区，由于基频吸收是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行结构和定性分析，通常人们所说的红外光谱即特指这一区域。中红外光谱技术最为成熟、简单，已积累了大量的数据资料，是红外光谱区应用最广的光谱方法，也是本章的介绍重点。随着该光区仪器和技术的发展，在用于结构和定性分析的同时，已扩展到定量分析、表面显微等。

1.3远红外光区

许多小分子的纯转动光谱出现在此区，因而通常将远红外区称为分子转动区。但在考虑分子中键的振动时，如果参与振动的最小原子的相对原子质量大或键的力常数小时，则其振动也出现在远红外区，如无机化合物中重原子之间的振动、所有的金属氧化物、硫化物、氯化物、溴化物、碘化物，特别是金属络合物配位键的伸缩振动和弯曲振动都在远红外区有其特征吸收。该区域特别适合研究无机化合物和小分子气体。由于该光区能量较弱，早期对其研究较少，随着傅里叶变换光谱仪的出现，对远红外光谱的研究已逐渐增多。

二、红外吸收光谱的特点

红外光谱的研究对象是分子振动时伴随偶极矩变化的有机及无机化合物，而除了单原子分子及同核的双原子分子外，几乎所有的有机物都有红外吸收，因此应用广泛；除光学异构体、相对分子质量相差极小的化合物及某些高聚物外，化合物结构不同，其红外光谱不同，具有特征性；红外吸收只有振动一转动跃迁，能量低；不受试样的某些物理性质如相态（气、液、固相）、熔点、沸点及蒸气压的限制；可用于物质的定性、定量分析及化合物键力常数、键长、键角等物理常数的计算。试样用量少且可回收，属非破坏性分析，分析速度快；与其他近代结构分析仪器如质谱、核磁共振波谱等比较，红外光谱仪构造简单，操作方便，价格较低，更易普及。

但色散型红外光谱仪分辨率低、灵敏度不高，不适于弱辐射的研究。一般来说，红外光谱法不太适用于水溶液及含水物质的分析。复杂化合物的红外光谱极其复杂，据此难以作出准确的结构判断，还需结合其他波谱数据加以判定。

下面就红外吸收光谱与已介绍过的紫外一可见吸收光谱作一比较（表1一2)。

三、红外吸收光谱图的表示方法

记录物质红外光的百分透射比与波数或波长关系的曲线即T-λ或T-σ曲线，就是红外吸收光谱，典型的红外吸收光谱如图10-1所示。图中纵坐标为透射比T，因此吸收峰的方向恰与以吸光度为纵坐标的紫外一可见吸收光谱相反，为倒峰．横坐标为波长λ(μm）或波数σ（cm-1)。由于中红外区的波数范围是4000-400cm-1，用波数描述吸收谱带的位置较为简单，且便于与Raman光谱比较。因此，红外光谱图一般采用波数等间隔分度的横坐标（称为线性波数标尺）表示。

与紫外一可见吸收光谱曲线相比，红外吸收光谱曲线具有如下特点：第一，峰出现的频率范围低，横坐标一般用微米或波数（cm-1）表示；第二，峰的方向相反；第三，吸收峰数目多，图形复杂；第四，吸收强度低。