1.前情提要
1800年，英国物理学家赫谢尔（Herschel）用棱镜使太阳光色散，研究各部分的热效应，发现红色光的外侧具有最大的热效应，当时将它称为“红外线”。1892年，朱利叶斯（Julius）用盐棱镜和电阻温度计测得了20多种有机化合物的红外光谱，开拓了红外光谱研究的新阶段。1905年，库柏伦次（Coblentz）测得了128种有机和无机化合物的红外光谱，红外光谱技术进入了发展的阶段。此后，随着量子力学和计算机技术的发展，红外光谱成为光谱学的一个重要分支，在理论和实践上逐步完善和成熟。
2.身家背景
大家好，我叫分子吸收红外光谱，是在电磁辐射的作用下，分子中原子的振动能级和转动能级发生跃迁时产生的分子吸收光谱。通常大家看到的我是透过率（T/%）对波长（λ/nm）或波数（σ/cm-1）的曲线。
我是电磁波家族的一员，波长在0.78-300µm，人们根据分子能级跃迁类型把我分为三个区域：近红外区（0.76-2.5µm）是倍频及组频跃迁区域；中红外区（2.5-25µm）是大家最熟悉的对有机化合物结构和组成的分析区；远红外区（25-1000µm）是金属-有机键的振动、无机化合物的键振动、晶架振动及分子振动区域。
3.特技：慧眼识官能团
当一束连续波长的红外光照射物质时，物质会吸收一部分光能来实现自己转动或振动能级的跃迁，不同的基团，跃迁需要的能量不同，所以被吸收的波段通过一定的手段记录下来后，就能实现官能团与波长的一一对应关系。
当然，只有分子振动、转动跃迁需要的能量范围在红外光谱频率之间（8.37-41.87KJ/mol）且振动过程偶极矩有变化的化合物才能被识别。
4.常见官能团出峰位置
分子振动分为伸缩振动（v，键长改变，键角不变）和变形振动（δ，键角改变，键长不变）。吸收峰强度与分子偶极矩变化的平方成正比，分子对称度高，振动偶极矩小，产生的谱带就弱；反之则强。而偶极矩变化主要受化学键两端原子间的电负性差、振动形式以及共振、氢键、共轭等因素影响。通常用vs（很强）s（强） m（中强）w（弱）表示吸收强度。
除了官能团的内在因素，其位移也受化学环境的影响：吸电子诱导作用使临近基团波数升高，给电子又到作用使降低；吸电子共轭作用使基团波数升高，给电子共轭作用使降低；除环丙烯外的环内双键，张力越大波数越低，环外双键，张力越大，伸缩振动波数越高；氢键使伸缩振动频率移向低波数（分子间氢键随浓度而变，分子内氢键不随浓度变）。
5.谱图解析小贴士
已知分子式的可先计算不饱和度：Ω=n4+1+(n3-n1)/2
（n4、n3、n1分别表示分子中含有的四价、三价和一价原子数目，二价原子不参加计算。）
Ω=0时，分子饱和，可能是脂肪烃类；Ω=1时可能有一个双键或脂环；Ω=3时可能是两个双键或脂环，也可能是一个叁键；Ω=4时可能是一个苯环等。
图谱的解析主要是经验的积累，一般遵循着先官能团区再指纹区，先强峰后弱峰，先否定后肯定的原则。还有一个比较重要的参考就是标准谱库：萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图、 Sigma Fourier红外光谱图库、Aldrich红外谱图库。高聚物的光谱较之其单体的光谱吸收峰数目少、峰宽钝、强度低，但分子量不同的相同高聚物光谱无明显差异。
6.我还可以甄别无机离子团
红外光谱法可以测定分子的键长、键角，进而推断分子的空间构型，也可以根据所得的键力常数间接得知化学键的强弱。无机化合物的红外光谱主要是由阴离子（团）的晶格振动引起的。阴离子配位后强度会有所下降，反对称伸缩振动吸收峰向低波数位移。表中给出了常见无机阴离子的红外光谱特征吸收。
氢氧化物中无水碱性氢氧化物的OH-伸缩振动频率都在3550-3720 cm-1范围内，阳离子会对OH-的伸缩振动有一定的影响。 KOH羟基的伸缩振动频率为3678 cm-1，NaOH在3637 cm-1，Mg(OH)2为3698 cm-1，Ca(OH)2为3644 cm-1。两性氢氧化物中OH-的伸缩振动偏小，其上限在3660 cm-1。如Zn(OH)2、Al(OH)3分别为3260和3420 cm-1。
此外，某些金属氧化物也会在红外区有特征吸收。MgO、NiO、COO的吸收谱带分别在400、465、400 cm-1。 刚玉结构的M2O3化合物（Al2O3、Cr2O3、Fe2O3等）在低波数具有700-200 cm-1宽谱带，其中Fe2O3的振动频率低于相应的Cr2O3。
7.代理探寻超导奥秘
BCS 理论：电子间除了库伦力的直接作用，还存在以晶格振动为媒介的间接相互作用，当这种相互作用满足一定条件时，电子可以相互吸引，形成 “库珀对”，“库珀对”在晶格当中可以无损耗的运动，产生超导现象。
此理论解释超导存在的关键之处在于晶格振动的作用，而红外光谱能有效反应晶体晶格振动的信息。
8.自我评价
我是一种可以提供官能团信息的绿色、快速、高效的在线分析技术，可以实现固、液、气相样品中化合物鉴定和分子结构表征，样品用量少、可回收。
现在红外显微镜、漫反射傅立叶变换红外光谱技术、衰减全反射傅立叶变换红外光谱技术、光声光谱技术、时间分辨光谱、光热光谱、红外联用技术（GC-FTIR、LC-FTIR、SFC-FTIR等）等分析技术出现了，我会越来越能干的！
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