理論
電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見(jiàn)光譜的關(guān)系,,可分為近紅外光、中紅外光和遠(yuǎn)紅外光。遠(yuǎn)紅外光(大約400-10cm-1)同微波毗鄰,,能量低,可以用于旋轉(zhuǎn)光譜學(xué),。中紅外光(大約4000-400cm-1)可以用來(lái)研究基礎(chǔ)震動(dòng)和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-震動(dòng)結(jié)構(gòu),。更高能量的近紅外光(14000-4000cm-1)可以激發(fā)泛音和諧波震動(dòng)。紅外光譜法的工作原理是由于震動(dòng)能級(jí)不同,,化學(xué)鍵具有不同的頻率,。共振頻率或者振動(dòng)頻率取決于分子等勢(shì)面的形狀,、原子質(zhì)量、和終的相關(guān)振動(dòng)耦合,。為使分子的振動(dòng)模式在紅外活躍,,必須存在雙極子的改變。具體的,,在波恩-奧本海默和諧振子近似中,,例如,當(dāng)對(duì)應(yīng)于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結(jié)構(gòu)的平衡態(tài)附近的諧振子近似時(shí),,分子電子能量基態(tài)的勢(shì)面決定的固有振蕩模,,決定了共振頻率。然而,,共振頻率經(jīng)過(guò)一次近似后同鍵的強(qiáng)度和鍵兩頭的原子質(zhì)量聯(lián)系起來(lái),。這樣,振動(dòng)頻率可以和特定的鍵型聯(lián)系起來(lái),。簡(jiǎn)單的雙原子分子只有一種鍵,,那就是伸縮。更復(fù)雜的分子可能會(huì)有許多鍵,,并且振動(dòng)可能會(huì)共軛出現(xiàn),,導(dǎo)致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學(xué)組聯(lián)系起來(lái)。常在有機(jī)化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組,,可以以“對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)伸縮”,、“剪刀式擺動(dòng)”、“左右搖擺”,、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動(dòng),。