一定頻率的紅外光輻照能導(dǎo)致被照射物質(zhì)分子在振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上的躍遷。當(dāng)分子中某些化學(xué)鍵或基團(tuán)（具有偶極特性）的振動(dòng)頻率與紅外輻射的頻率一致時(shí)，分子便吸收此紅外輻射（一種共振吸收）。若以頻率連續(xù)改變的紅外光輻照試樣，由于試樣對(duì)不同頻率的紅外光的吸收不同，便得到以吸光度A或透光率T為縱坐標(biāo)，紅外輻射波數(shù)或波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)的紅外光譜圖。
一個(gè)分子的振動(dòng)涉及到多個(gè)原子的共同運(yùn)動(dòng)，它分為延著化學(xué)鍵的伸縮和彎曲兩類振動(dòng)方式。其振動(dòng)頻率主要決定于原子的質(zhì)量與化學(xué)鍵的強(qiáng)度。質(zhì)量越小，化學(xué)鍵越強(qiáng)，則振動(dòng)頻率越高。因此不同官能團(tuán)或基團(tuán)將有其特征頻率區(qū)。例如，—OH基團(tuán)在3650～3200cm－1區(qū)間有強(qiáng)寬峰，同時(shí)，在 1400～1260cm-1出現(xiàn)弱峰；—NH基團(tuán)在3500～3100cm－1處有強(qiáng)峰，還在1650～1550cm－1處出現(xiàn)弱峰； 基團(tuán)在1700cm－1左右有強(qiáng)峰，—CH3，—CH2，基團(tuán)在2960cm－1，2850cm－1有強(qiáng)峰，同時(shí)在1450cm-1，1375cm－1有強(qiáng)峰等。圖14－12是戊酮的紅外光譜圖。圖中從1300～4000cm－1的頻率范圍內(nèi)可以清楚地看到—CH3，—CH2—與 基團(tuán)的C—H，CO鍵的伸縮振動(dòng)的吸收峰。人們通常將此范圍內(nèi)的譜峰稱為官能團(tuán)區(qū)的譜峰，它對(duì)于了解所測(cè)定的化合物內(nèi)的官能團(tuán)十分重要。而在 1300～600cm－1范圍內(nèi)的譜峰特征性更強(qiáng)，由于此區(qū)的譜峰猶如人手的指紋，故稱為指紋區(qū)譜帶。指紋區(qū)譜帶比較復(fù)雜，辨認(rèn)起來(lái)比較困難。結(jié)構(gòu)分析時(shí)就是利用確定了的、所存在的化學(xué)基團(tuán)來(lái)推測(cè)鑒定未知物的結(jié)構(gòu)組成。
紅外光譜儀常用硅碳棒等在高溫下作為紅外光源。它所發(fā)生的紅外光透過樣品池（常用NaCl晶片做成）進(jìn)入光學(xué)單色器和檢測(cè)器，最后用記錄器記錄下紅外光譜。目前傅里葉變換紅外（FT－IR）光譜儀已相當(dāng)普及，可使測(cè)量快速，靈敏度提高。
紅外光譜法的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍是：
（1）FT－IR譜儀的廣泛使用使IR光譜法靈敏度大大提高，檢測(cè)限可達(dá)10-9～10－12g；分辨率高，精度可達(dá)0.01cm－1。
（2）操作方便、快速。
（3）廣泛用作定性分析。因?yàn)榛衔锓肿拥奈⑿〉慕Y(jié)構(gòu)差異常常可直接反映在IR譜圖上，所以可應(yīng)用于有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的結(jié)構(gòu)分析，尤其常應(yīng)用于鑒定有機(jī)分子中的官能團(tuán)。也可把紅外與其它儀器分析法配合起來(lái)使用進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
