待测样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子基团吸收特征频率的辐射，其振动或转动引起分子偶极矩的变化，振动能级和转动能级从基态到激发态的跃迁，形成分子吸收光谱，如下图所示。
红外吸收光谱是由分子振动和转动跃迁所引起的, 组成化学键或官能团的原子处于不断振动(或转动)的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，用红外光照射分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。分子的转动能级差比较小，所吸收的光频率低，波长很长，所以分子的纯转动能谱出现在远红外区（25~300 μm）。振动能级差比转动能级差要大很多，分子振动能级跃迁所吸收的光频率要高一些，分子的纯振动能谱一般出现在中红外区（2.5~25 μm）。（注：分子的电子能级跃迁所吸收的光在可见以及紫外区，属于紫外可见吸收光谱的范畴）。值得注意的是，只有当振动时，分子的偶极矩发生变化时，该振动才具有红外活性（注：如果振动时，分子的极化率发生变化，则该振动具有拉曼活性）。
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样品要求
红外测试一般主要分为溴化钾压片法、ATR及液体样品池方法。溴化钾压片方法适合粉末样品，此方法中涉及溴化钾带入的杂峰影响，所以我们一般选择扣除溴化钾背景和空气背景方法（具体方法客户可以指定），扣除溴化钾背景可以尽量避免溴化钾引入的杂峰（主要因为溴化钾极易吸水，羟基峰影响非常明显）。ATR方法适合各种固体，块状薄膜，液体等无法研磨成粉末样品，该方法优势是无其它杂质峰干扰，但是缺点为有些样品峰会比较弱。液体样品池法，一般适合于一些液体样品测试，如果采用的是溴化钾窗片，样品里不能含水，不能跟溴化钾反应。
透射光谱倾向于突出较小的峰，因此有时您可以更好地从视觉上评估样品。由于吸收光谱与浓度呈线性关系（透射光谱与浓度不呈线性关系），因此可用于定量分析技术、光谱差减技术或其他操作中。对于搜寻或较为一般的用途，可根据个人偏好进行选择。通常，旧的文献倾向于使用透过率，而在峰值细化分析中，由于光谱的线性特征，常常会用到吸光度。
红外测试中吸收和透过相互转换：用Omnic软件打开光谱数据 （1）将谱图转换为吸收谱：首先选择要转换的谱图，然后在“数据处理”菜单中选择“吸光度”命令。（2）将谱图转换为透射谱：首先选择要转换的谱图，然后在“数据处理”菜单中选择“%透过率”。
原因如下：(a) 样品吸收空气中的水；(b) KBr没有烘干。
ATR即衰减全反射，是红外光谱测试技术中一种应用十分广泛的采样技术，将待测样品置于ATR附件上方，红外光束在ATR晶体内发生衰减反射后到达检测器，在测试块体、薄膜、液体、浆状、胶状、粉末、柔软的聚合物等样品时大有用处，既可以免除压片制样的繁琐步骤，又可以避免溴化钾吸水带来的水的吸收峰对测试的干扰。
液体池是由后框架、垫片、后窗片、间隔片、前窗片和前框架7个部分组成。后框架和前框架由金属材料制成；前窗片和后窗片为溴化钾晶体薄片。液体池法，将液体样品用注射器注入液体池测试。该方法适合于定性定量分析。样品要求：不可以与溴化钾反应。
情况一：研究其他物质峰，溶剂水对样品谱图的干扰很大，测试数据几乎全是水的峰。
解决方案分析：
（1）采集水做背景，在采集溶液样品，仪器自动做差谱——这种测试效果不好，仪器自动扣除水的背景，扣除效果很差，会存在多扣少扣的情况，一般获得不了预期结果。
（2）分别测试水和溶液样品，使用软件自己做差谱——这个跟做差谱经验有关。
（3）同步采集背景和样品，采集时间会比较久，使用的是特殊配件测试，有些样品采用此种测试效果较好。情况二：主要测水溶液中水的峰，液体池和ATR都可以的，测试这种的一般是有文献参考的，可以参考下文献里使用的测试模式。
二维红外有2种定义，一种是对一系列相关的一维红外（普通红外）进行测试分析；另一种是直接通过仪器测试。目前我们提供的是第一种，常说的二维红外是对一系列相关的一维红外（普通红外）进行分析，这个是设置一个微扰条件，比如光、热、浓度等去测试，测试获得是一组（一般至少需要8个数据以上）常规红外数据（excel数据），而文献里面的二维红外光谱图，这些都是需要经过单独的分析作出来的图。
通过红外分析反应是否成功，需要提供反应物、产物的红外数据以及反应式。
含水的样品不能直接测试，测出来的水峰（3000-3500cm-1左右）太明显，会影响附近峰的分析，含水的样品测试前必须干燥，干燥的目的就是除水。
基线是否平和透过情况，是样品本身决定的，高温红外和普通红外测试一样，都不会太平滑，使基线变平整就修改了本身特征（红外测试完是可以手动调整基线的，但是有修改数据、数据造假的嫌疑，不建议调整）。
测试无机样，红外吸收不好，不建议测试吸收，一般透过率效果还好一些。
可以转，但仅限视图，无法得到转后的数据，如果想要原始数据，需要重新测试。
答：红外主要用于对物质结构、表面、纯度及官能团等的测定。在严格控制制样工艺的情况下，可通过图谱简单分析实现半定量，精确度和灵敏度较低。
答：样品纯度应尽量高，否则目标峰周围有较多杂峰或强吸收峰，可能分辨不出。
已知物对照应由标准品和被检物在完全相同的条件下，分别绘制红外光谱图进行对照，谱图相同则肯定为同一化合物。
标准谱图查对法是一种最直接、可靠的方法。在用未知物谱图查对标准谱图时，必须注意：测定所用仪器与绘制标准谱图的在分辨率和精度上的差别，可能导致某些峰细微结构的差别；未知物与标准谱图的测定条件必须一致，否则谱图会出现很大差别；必须注意引入杂质吸收带的影响。如KBr压片可能吸水而引入水吸收带等。对于未知化合物，可按照如下步骤解析谱图：先从特征频率区入手，找出化合物含有的主要官能团；指纹区分析，进一步找出官能团存在的依据；仔细分析指纹区谱带位置、强度和形状，确定化合物的可能结构；对照标准谱图，配合其他鉴定手段，进一步验证。
液体涂膜样的话，可能是溴化钾窗片表面不平整，用窗片做背景能量会比加入液体后的能量低，所以采集样品的时候透过率要比采集背景的时候透过率高；
粉末样品压片的话，可能由于空白压片太厚，而样品压片比较薄；造成基线透过率更强，透过率有可能会出现大于1 的情况；
第三种情况与样品有关，尤其测量样品的光程较长,会产生镜面反射效应,加强到达检测器的信号的强度,也会造成透过率超过100%。
液态样品是可以进行红外测试的，对于液态样品（本身为液态，但是不含水），具体测试方法是：1）ATR法：将样品滴加在ATR晶体表面，用ATR技术测试；2）液体涂膜法：直接将液体样品涂在盐片上测试；3）液体池法：将液体样品用注射器注入液体池测试；如果是水溶液，或液态样品含水，必须烘干后测试，因为含水的样品测出来的水峰（3000-3500cm-1左右）太明显，会影响附近峰的分析。
不是的，漫反射只是一种模式，既可以得到反射率，也可以得到吸收率或透过率，一般漫反射会选K-M模式，是漫反射函数校正后的结果。
透过率、反射率大于100%或吸收小于0，说明样品某些波数区域的透过率、反射率要好于背景（吸收比背景弱），可能是以下原因：（1）有可能是溴化钾片表面毛糙了，杂散光较多，所以背景透过率较小（吸收较大）；（2）没有扣除背底进行校正，这种情况不影响定性结果，可以直接用。
这种数据无法看出真实峰位，不能用来进行分析；造成这种曲线的的原因可能是：
（1）粉末样品的话，这种情况一般是样品量放太多了，需要重新测试；
（2）块体的话应该是样品吸收能力较强，需要用全反射模式进行测试。
22.红外测试是如何定性定量的？
定性：组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息；
定量：依据朗伯-比尔定律，峰的吸收强度A=a*b*c（其中a为吸收系数，常数；b为厚度；c为浓度）有内标法和外标法两种，一般采用内标法，利用不同基团吸收峰的面积的比值进行定量分析，但是红外定量只能算是半定量。
分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子，以极性键结合的双原子分子一定为极性分子，极性键结合的多原子分子视结构情况而定如CH4就不是极性分子。区分极性分子和非极性分子的方法:
非极性分子的判据:中心原子化合价法和受力分析法
1、中心原子化合价法:组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价等于族的序数,则该化合物为非极性分子，如:CH4,CCl4,SO3,PCl5
2、受力分析法:若已知键角(或空间结构),可进行受力分析,合力为0者为非极性分子.如:CO2,C2H4,BF3
3、同种原子组成的双原子分子都是非极性分子.
是由振动能级基态跃迁到第二、第三激发态时所产生的吸收峰。由于振动能级间隔不等距，所以倍频不是基频的整数倍。
有红外光谱标准数据库：NIST数据库比较全面！
http://webbook.nist.gov/chemistry/vib-ser.html
二面角是分子中的两个分别由三个原子组成的平面之间的夹角，一共涉及四个原子，公共边是一个化学键（两个原子），平面则由另两个原子分别与该化学键构成。
一般苯环的振动不仅在1650和1500和1480有三个峰表现骨架振动吸收峰，而C=O双键的峰一般是只有一个峰，而且苯环在指纹区750cm-1出现苯环的峰。
受限玻尔兹曼机（英语：restricted Boltzmann machine, RBM）是一种可通过输入数据集学习概率分布的随机生成神经网络。RBM最初由发明者保罗·斯模棱斯基于1986年命名为簧风琴（Harmonium），但直到杰弗里·辛顿及其合作者在2000年代中叶发明快速学习算法后，受限玻尔兹曼机才变得知名。受限玻兹曼机在降维、分类、协同过滤、特征学习和主题建模中得到了应用。根据任务的不同，受限玻兹曼机可以使用监督学习或无监督学习的方法进行训练。
游离态的羟基指的是羟基自由基,并不是氢氧根,而是OH（不带电）.由于OH极易得一个电子行成稳定的OH-,故有很活泼的化学性质。
红外书籍：陈允魁《红外吸收光谱法及其应用》
采用Lorentz与Gauss函数之和为子峰函数,以峰高、峰位、1/2半峰宽和峰形参数等4个参数作为子峰函数的表征,使用阻尼最小二乘法迭代解法,分离光谱重叠谱带,并使用尝试法和半峰宽一维搜索法对迭代初值寻优,使用多种约束条件限制不合理多值解产生,使分峰快速、精确和实用。
由于我们测定过程不可能在真空是进行，所以要对光谱的干涉图进行空白或背景的进行参考，以减少空气对光谱图的影响，所以要进行背景光谱进行扫描。这种扫描主要是消除大气中水气和二氧化碳对光谱的影响。对背景进行多次扫描进行累加，也是使收集的数据有一个可靠稳定的干涉图，因为单次扫描的能量太低，不利于光谱数据处理。
KBr作用：为了稀释样品，要不然很多精细峰出不来，或者透不过去，因为KBr的红外吸收微弱，从而降低基底物质因吸收红外波而对样品造成较大的影响。
衰减全反射（Attenuated Total Reflection，ATR）：光波入射时，入射面内偏振的单色平面光波在密－疏媒质的界上全反射时，光疏媒质中所形成的迅衰场(见衰减波)量可以被耦合到金属或半导体的表面上而使表面等离激元(SP)或表面极化激元共振激发。全反射的光强因而发生剧邃衰减的现象。利用光学中的迅衰场与SP相耦合衰减全反射方法在1968年由A.奥托提出。
200目数 =74um = 0.074毫米，KBr粒度一般在200目左右，试样和KBr都应经干燥处理,研磨到粒度小于2 微米,以免散射光影响，红外光的波长在2.5 ～ 25μm，如果固体试样颗粒粒度与波长相当，则红外光很容易产生衍射，影响吸收信号。使吸光度的值尽量准确，红外压片要求颗粒尽量细小，这样压出来的片才能够光洁而且透明，对光线的透过性好，打红外的时候就不会有光的折射或者散射出现了。如果你经常打红外，磨KBr的时候你会发现，粗的KBr在光线下可以看到闪闪发光，说明粗的KBr对于光线有很强的折射。一般测量红外光谱是用的中红外波段。
可以，一般涂一点在晶体上，等待一会溶剂挥发完后就可以做了
要看黑色粉末的具体成分是什么，比如碳黑不具有红外吸收，得分离才能做，因为碳黑对红外吸收影响大。
首先做一个空白的看看是否仪器问题，其他原因：样品的含水造成的，排除仪器噪声的情况下，建议充分干燥样品，烘干压片用溴化钾，降低红外仪器所在地方的空气相对湿度。
拉直基线：数据处理——吸光度——自动基线校正（手动基线调节）——透过率
计算相对强度，首先进行归一化处理，然后确定一个强度几乎不变的的峰，然后计算你关心的峰与这个峰的强度比值。或者计算每一张谱与某一张谱（最好是不含你关心的物质的红外光谱）的夹角，建立夹角与你关心物质含量的对应关系，这种方法前提是只有一个变化因素。
同系物分子量相近可以粗略比下，或同一物不同浓度比较，红外光谱峰的强度大小只是由于能级跃迁的概率和分子振动时偶极矩的，变化的程度决定的，红外光谱只是一个定性的测定，不能作为定量的依据，不同物质的红外光谱不能用于定量，比多少，因为吸光系数不同，不同化合物没有比较性。
8）选择A1（X）和peaksum两栏数据做出曲线既是分出的峰。
1、将谱图在omnic谱图库中检索一下，看看和哪些物质曲线比较像版，然后分析已知物质谱图上对应位置的峰是什么，如何分析对应位置的峰是什么呢：根据峰的位置、形状、强度，判断可能是什么官能团；一个峰可能会对应很多种官能团，可以在书上查找，也可以参考’红外峰检索 数据库及vba检索程序’，这个在百度文库可以找到，是excel文件，可以输入波数进行搜索；
2、在谱权图上标明官能团，再结合已有的其他物质信息综合判断最有可能是什么物质
NIST Chemistry WebBook：http://webbook.nist.gov/chemistry
蛋白质的二级结构可来以通过自单晶X-射线衍射计算得到，也可以通过如红外光谱、拉曼光谱等来进行测量。红外光谱对氢键敏感，而氢键是形成二级结构主要的作用力。蛋白质二级结构特征与氢键的形成方式紧密相关，无论α-螺旋、β-折叠、β-转角或其它构象，都有其特定的氢键结构，而这种氢键结构的差异能够在对于氢键敏感的红外光谱中得到反映，主要表现为谱带峰位及半峰宽的变化。这使我们有可能利用峰位不同的谱带来识别不同的二级结构及其组成情况。详见百度文库《应用红外光谱研究生物大分子的结构》。
这个选择模式是根据样品，一般薄膜的选择ATR模式，对于粉末或者液体选择透射模式。
可以区分的，金属会吸引配体一部分电子，使配体化学键强度减弱，容易振动，发生红移。
对存储的两张谱图进行差减，将透光率标度换算为吸光度，选择要差减组分的一个不受或基本上不受其他组分影响的独立峰，计算出它的吸光度。根据吸光度加和性原理，从混合谱图中各点处的总吸光度中减去欲差减组分的吸光度之后，再将谱图的吸光度标度重新换成透光率标度，便得到欲要的纯组分光谱图
金属会吸引配体一部分电子，使配体化学键强度减弱，容易振动，发生红移。
这个问题经常遇到，首先对于氨基含量特别低的材料在很有可能测不出来，其次，碳材料上面氨基分布不均匀，测试部位正好没有氨基。最后，可能是因为在溴化钾压片制样时候，加入的样品量过多，导致材料透过率很低，测不出来氨基。还有一种可能是在谱图中已经出现了，只是一个很小的峰，需要放大图谱，不放大看不到。
粉末样品如果能用压片机压实就可以用ATR测试。
红外光谱可以得到分子的化学键（官能团）信息。样品状态可以为液体，粉末，固体，薄膜。样品种类可以为无机物，有机物，高分子，蛋白质，天然产物。
本文源自微信公众号：科研测试站
原文标题：《【傅里叶红外光谱FTIR】基本原理、样品要求、数据分析、案例分析、常见问题》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/iYzSigzOsFNXdstR0WlbPQ
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