红外光谱的发展、原理、特点、分类

红外光谱的发展、原理、特点、分类红外光谱的技术在各领域中的应用相继经历了很长时期，逐渐完善着自身技术在领域中的应用，且将低成本高性能作为发展与创新的主要方向。本文简单介绍了红外光谱的发展、原理、特点、分类。

红外光谱的发展历史

在20世纪初，在红光谱技术领域已有100多种有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。

到50年代末，红外光谱数据已经累积得非常丰富了。

到了70年代，在电子计算机蓬勃发展的基础上，傅立叶变换红外光谱实验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具，它的特点是高灵敏度、高分辨率、快速扫描、联机操作和高度计算机化。

红外光谱的原理

红外光谱是一种分子吸收光谱，利用红外光谱法对有机物进行定性和定量的检测，通过红外线光谱仪发出红外线光线，再将光线照射到待检测物体的表面，有机物因其吸收特性会吸收红外光，从而产生红外光谱图。

技术人员可根据红外光谱图找到与吸收峰相对应的化学基团数据库，对待测物质的构成和所属状态进行定性分析。此外，红外光谱技术还可用于定量分析，测定物体的主要组成成分的含量。

红外光谱含有多种可供选择的特征波长，因此，固态、液态、气态物质均可通过红外光谱技术进行定量分析。例如通过采取傅里叶数字滤波方式可对饮料进行光谱数据的预处理，再根据其他化学、物理和统计方法对饮料中水分、能量、糖类等物质进行定量检测。

红外光谱特点

红外光谱是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级的跃迁)而产生的。红外光谱在化学领域中的应用大致可分为两个方面：

①分子结构的基础研究，应用红外光谱测定分子的键长、键角来推断、研究分子的基本结构。

②化学组成的分析，根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知分子的结构。用红外光谱作样品分析时基本不需处理，且不破坏和消耗样品，自身又不污染环境。

红外光谱的分类

红外光谱可分为近红外光谱技术、远红外光谱技术和傅立叶变换红外光谱技术。

近红外光谱技术的分子中存在4种不同形式的能量，分别是平动能，转运能，振动能和电子能。在近红外光谱技术中，近红外区域产生的倍频和合频的吸收往往比中红外弱，背景十分复杂，谱峰重叠的现象十分严重，有时必须借助化学计量方法才能提供有效的信息。

远红外光谱技术是利用物体在远红外区的吸收光谱，这个区域的光源能量十分弱小，吸收谱带主要是气体分子中的纯转动跃迁和液体中重原子的伸缩振动，因此一般不在远红外光谱区进行定量分析。

傅立叶变换红外光谱技术是一种快速，无损食品分析的检测技术，主要通过与化学计量学的方法相结合，实现定性定量分析。