1、理論基礎
紅外光譜是由于分子振動能級(同時伴隨轉動能級)躍遷而產生的,物質吸收紅外輻射應滿足兩個條件:①輻射光具有的能量應滿足物質產生振動躍遷所需的能量;②輻射與物質間有相互偶合作用。
2、紅外吸收與分子結構
紅外光譜源于分子振動產生的吸收,其吸收頻率對應于分子的振動頻率(例如雙原子分子的振動)。從經典力學的觀點,采用諧振子模型來研究雙原子分子的振動,即化學鍵的振動類似于無質量的彈簧連接兩個剛性小球,它們的質量分別等于兩個原子的質量。
根據胡克定律及胡克定律示意圖:

式中,v 為光速;k 為鍵力常數;μ 為折合質量。
實際上在一個分子中,基團與基團之間、化學鍵與化學鍵之間都會相互影響。因此,振動頻率不僅取決于化學鍵兩端的原子量和鍵力常數,還與內部結構和外部因素(化學環境)有關。由于原子的種類和化學鍵的性質不同,以及各化學鍵所處的環境不同,導致不同化合物的吸收光譜具有各自的特征。大量實驗結果表明,一定的官能團總是對應于一定的特征吸收頻率,即有機分子的官能團具有特征紅外吸收頻率。這對利用紅外譜圖進行分子結構鑒定具有重要意義,據此可以對化合物進行定性分析。