第1章 红外光谱的基本概念 1
1.1 红外光谱的产生和红外光谱区间的划分 1
1.2 分子的量子化能级 3
1.3 分子的转动光谱 5
1.3.1 转动能级 6
1.3.2 转动频率 7
1.4 分子的纯振动光谱 10
1.4.1 双原子分子的伸缩振动 10
1.4.2 多原子分子的振动 12
1.5 分子的振-转光谱 15
1.6 振动模式 20
1.6.1 伸缩振动 21
1.6.2 弯曲振动 23
1.7 振动频率、基团频率和指纹频率 26
1.7.1 振动频率 26
1.7.2 基团频率 27
1.7.3 指纹频率 27
1.8 倍频峰 28
1.9 合（组）频峰 30
1.10 振动耦合 32
1.1 0.1 伸缩振动之间的耦合 32
1.10.2 弯曲振动之间的耦合 34
1.11 费米共振 34
1.12 诱导效应 35
1.13 共轭效应 38
1.13.1 π-π共轭效应 38
1.13.2 p-π共轭效应 39
1.13.3 超共轭效应 40
1.14 氢键效应 41
1.15 稀释剂效应 42
第2章 傅里叶变换红外光谱学 44
2.1 单色光干涉图和基本方程 44
2.2 二色光干涉图和基本方程 48
2.3 多色光和连续光源的干涉图及基本方程 50
2.4 干涉图数据的采集 53
2.4.1 干涉图数据点间隔 53
2.4.2 单向采集数据 55
2.4.3 双向采集数据 56
2.4.4 动镜的移动速度 57
2.5 切趾（变迹）函数 58
2.6 相位校正 61
2.6.1 干涉图数据点采集漂移引起相位误差 61
2.6.2 干涉图的余弦分量相位滞后引起相位误差 62
2.7 红外光谱仪器的分辨率 64
2.7.1 分辨率的定义 64
2.7.2 分辨率的测定方法 67
2.8 噪声和信噪比 71
2.8.1 红外光谱仪的噪声和信噪比 71
2.8.2 红外光谱的噪声和信噪比 72
2.8.3 影响红外光谱信噪比的因素 74
第3章 傅里叶变换红外光谱仪 80
3.1 中红外光谱仪 80
3.1.1 红外光学台 80
3.1.2 红外光源 82
3.1.3 光阑 84
3.1.4 干涉仪 85
3.1.5 检测器 94
3.2 近红外光谱仪和近红外光谱 97
3.2.1 仪器配置 97
3.2.2 近红外光谱的特点 99
3.2.3 近红外光谱测试技术 101
3.3 远红外光谱仪和远红外光谱 106
3.3.1 仪器配置 106
3.3.2 远红外光谱样品制备技术 110
3.3.3 影响远红外光谱测试的因素 113
3.3.4 远红外光谱的应用 115
3.4 红外仪器的安装、保养和维护 124
3.4.1 红外仪器的安装和验收 124
3.4.2 红外光谱仪的保养和维护 130
3.4.3 红外光谱仪常见故障的处理 133
3.4.4 红外光谱仪档案资料的建立和保管 134
第4章 傅里叶变换红外光谱仪附件 136
4.1 红外显微镜 136
4.1.1 红外显微镜的种类、原理和结构 137
4.1.2 红外显微镜附件 152
4.1.3 红外显微镜的使用技术 155
4.2 傅里叶变换拉曼光谱附件 160
4.2.1 傅里叶变换拉曼附件的结构 160
4.2.2 拉曼光谱和红外光谱的区别 162
4.2.3 FT-Raman光谱的热效应和荧光效应 164
4.2.4 FT-Raman光谱的波数校正 167
4.2.5 FT-Raman光谱的应用 170
4.3 气红联用（GC/FTIR）附件 171
4.3.1 气红联用接口 171
4.3.2 样品的测定和分析 173
4.4 衰减全反射附件 175
4.4.1 ATR附件工作原理 175
4.4.2 水平ATR（HATR）附件 180
4.4.3 单次反射ATR附件 183
4.5 漫反射附件 184
4.5.1 漫反射附件的工作原理 184
4.5.2 漫反射附件的种类 185
4.5.3 漫反射附件的使用技术 186
4.6 镜面反射和掠角反射附件 191
4.6.1 镜面反射和掠角反射附件工作原理 191
4.6.2 镜面反射附件的种类 195
4.6.3 镜面反射和掠角反射附件使用技术 196
4.7 变温红外光谱附件 198
4.7.1 变温红外光谱附件的种类 199
4.7.2 变温红外光谱的应用 202
4.8 红外偏振器附件 205
4.8.1 偏振光 206
4.8.2 红外偏振器 207
4.8.3 偏振红外光谱 210
4.9 光声光谱附件 215
4.10 高压红外光谱附件 216
4.11 样品穿梭器附件 220
第5章 红外光谱样品制备和测试技术 223
5.1 固体样品的制备和测试 224
5.1.1 压片法 224
5.1.2 糊状法 232
5.1.3 薄膜法 235
5.2 液体样品的制备和测试 238
5.2.1 液池窗片材料 239
5.2.2 液池种类 242
5.2.3 纯有机液体样品光谱的测试 246
5.2.4 有机溶液样品光谱的测试 247
5.2.5 水和重水溶液样品光谱的测试 250
5.3 超薄样品的测试 254
第6章 红外光谱数据处理技术 257
6.1 基线校正 257
6.2 光谱差减 262
6.2.1 背景扣除法 262
6.2.2 吸光度光谱差减法 263
6.3 光谱归一化、乘谱和加谱 269
6.3.1 光谱归一化 269
6.3.2 乘谱 272
6.3.3 加谱 273
6.4 生成直线 273
6.5 改变光谱数据点间隔和填充零 274
6.5.1 改变光谱数据点间隔 275
6.5.2 填充零 276
6.6 光谱平滑 277
6.7 导数光谱 279
6.7.1 一阶导数光谱 279
6.7.2 二阶导数光谱 280
6.7.3 四阶导数光谱 282
6.8 傅里叶退卷积光谱 284
第7章 红外光谱谱图解析 287
7.1 烷烃化合物基团的振动频率 287
7.1.1 CH3振动 288
7.1.2 CH2振动 294
7.1.3 CH振动 300
7.1.4 C—C伸缩振动 302
7.2 烯烃化合物基团的振动频率 304
7.2.1 ＝CH2振动 304
7.2.2 ＝CH振动 306
7.2.3 C＝C伸缩振动 309
7.3 芳香族化合物基团的振动频率 311
7.3.1 CH振动 311
7.3.2 芳环骨架振动 315
7.4 炔烃化合物基团的振动频率 316
7.4.1 CH伸缩振动 317
7.4.2 C＝C伸缩振动 318
7.5 醇和酚类化合物基团的振动频率 319
7.5.1 O—H伸缩振动 319
7.5.2 C—OH伸缩振动 321
7.5.3 C—O—H弯曲振动 323
7.6 醚类化合物基团的振动频率 324
7.6.1 饱和脂肪醚的C—O—C伸缩振动 324
7.6.2 环醚的C—O—C伸缩振动 326
7.6.3 烯醚的C—O—C伸缩振动 327
7.6.4 芳香醚的C—O—C伸缩振动 328
7.7 酮和醌类化合物基团的振动频率 329
7.7.1 酮的有关振动 329
7.7.2 醌的有关振动 332
7.8 醛类化合物基团的振动频率 333
7.8.1 醛羰基C＝O伸缩振动 333
7.8.2 醛基—CHO中的CH伸缩振动 334
7.8.3 醛基—CHO中的CH面内弯曲振动 335
7.8.4 醛基—CHO中的C—H 面外弯曲振动 336
7.8.5 芳香醛中C—C伸缩振动 336
7.9 羧酸类化合物基团的振动频率 336
7.9.1 羧酸羰基C＝O伸缩振动 337
7.9.2 羧基COOH的OH伸缩振动 340
7.9.3 羧基COOH的C—OH伸缩振动 340
7.9.4 羧基COOH的C—O—H 面内弯曲振动 340
7.9.5 羧基COOH的C—O—H面外弯曲振动 341
7.10 羧酸盐类化合物基团的振动频率 342
7.10.1 羧酸根COO伸缩振动 342
7.1O.2 羧酸根COO变角振动 344
7.10.3 羧酸根COO扭曲振动 344
7.10.4 羧酸根COO 面外摇摆振动 345
7.11 酯类化合物基团的振动频率 346
7.11.1 酯羰基C＝O伸缩振动 346
7.11.2 酯的C—O—C伸缩振动 348
7.12 酸酐类化合物基团的振动频率 350
7.12.1 酸酐羰基C＝O伸缩振动 350
7.12.2 酸酐的C—O—C伸缩振动 353
7.13 胺类化合物基团的振动频率 355
7.13.1 NH3振动 355
7.13.2 NH2振动 356
7.13.3 NH振动 359
7.13.4 C—N伸缩振动 360
7.14 铵盐类化合物基团的振动频率 363
7.14.1 NH＋4振动 363
7.14.2 NH＋3振动 364
7.14.3 NH＋2振动 367
7.14.4 NH＋伸缩振动 368
7.14.5 N＋的有关振动 369
7.15 氨基酸类化合物基团的振动频率 370
7.15.1 COO振动 370
7.15.2 NH＋3振动 373
7.15.3 NH＋2振动 374
7.16 酰胺类化合物基团的振动频率 375
7.16.1 酰胺Ⅰ谱带（酰胺羰基C＝O伸缩振动） 376
7.16.2 酰胺Ⅱ谱带和酰胺Ⅲ谱带（C—N伸缩振动） 378
7.16.3 酰胺Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ谱带 381
7.16.4 NH2伸缩振动 381
7.16.5 NH伸缩振动（酰胺A和酰胺B） 381
7.17 酰卤类化合物基团的振动频率 382
7.17.1 酰卤羰基C＝O伸缩振动 383
7.17.2 酰卤的碳卤C—X伸缩振动 384
7.17.3 酰卤基团O＝C—X的变角振动 385
7.17.4 芳香酰卤的C—C伸缩振动 385
7.18 糖类化合物基团的振动频率 386
7.18.1 糖类O—H伸缩振动 388
7.18.2 糖类C—OH伸缩振动 388
7.18.3 糖类C—O—C伸缩振动 388
7.18.4 糖类C—H伸缩振动和变角振动 389
7.19 含硼化合物基团的振动频率 390
7.19.1 硼氢振动 390
7.19.2 硼氧B—O振动 391
7.19.3 硼氟B—F振动 393
7.20 含硅化合物基团的振动频率 394
7.20.1 硅氢伸缩振动 394
7.20.2 硅碳伸缩振动 395
7.20.3 硅氧伸缩振动 395
7.20.4 硅氮伸缩振动 396
7.21 含氮化合物基团的振动频率 397
7.21.1 硝酸盐NO3振动 397
7.21.2 亚硝酸盐NO-2伸缩振动 399
7.21.3 硝基化合物NO2伸缩振动 399
7.21.4 亚硝基N—O伸缩振动 401
7.21.5 亚硝酰基N＝O伸缩振动 401
7.21.6 亚硝基胺N—N＝O的N＝O伸缩振动 402
7.21.7 肟C＝N—OH的有关振动 402
7.21.8 氰化物—C＝N的伸缩振动 403
7.21.9 氰酸盐和异氰酸盐（-O—C＝N和O＝C＝N-）的有关振动 404
7.21.10 氰酸酯和异氰酸酯（—O—C＝N和—N＝C＝O）的有关振动 405
7.21.11 硫氰酸盐和异硫氰酸盐（-S—C＝N和-N＝C＝S）的有关振动 405
7.21.12 硫氰酸酯和异硫氰酸酯（—S—C＝N和—N＝C＝S）的有关振动 407
7.21.13 碳二亚胺N＝C＝N伸缩振动 407
7.21.14 重氮化合物C＝N＝N和叠氮化合物N3伸缩振动 408
7.22 含磷化合物基团的振动频率 410
7.22.1 P＝O伸缩振动 410
7.22.2 P—O伸缩振动 413
7.22.3 P—OH伸缩振动 414
7.22.4 PO—H伸缩振动 415
7.22.5 P—H伸缩振动 415
7.22.6 P—C伸缩振动 416
7.22.7 P—F伸缩振动 416
7.22.8 P—Cl伸缩振动 416
7.22.9 P＝S伸缩振动 416
7.23 水、重水、氢氧化物和过氧化物的振动频率 418
7.23.1 H2O的振动 418
7.23.2 D2O的振动 421
7.23.3 金属氢氧化物的O—H伸缩振动 421
7.23.4 过氧化物的O—O伸缩振动 421
7.24 含硫化合物基团的振动频率 423
7.24.1 SO4振动 423
7.24.2 SO3振动 426
7.24.3 SO2振动 429
7.24.4 SO振动 429
7.24.5 S—H伸缩振动 431
7.24.6 CS振动 431
7.25 含卤素基团的振动频率 435
7.25.1 C—F振动 435
7.25.2 C—Cl振动 436
7.25.3 C—Br振动 438
7.25.4 C—I振动 440
7.26 无机化合物基团的振动频率 441
7.26.1 中性分子的振动频率 441
7.26.2 简单无机盐的振动频率 443
7.26.3 含氧酸盐阴离子的振动频率 444
7.26.4 金属氧化物的振动频率 449
第8章 红外光谱的定性分析和未知物的剖析 451
8.1 红外光谱的定性分析 451
8.1.1 已知物的验证 451
8.1.2 样品纯度和杂质检出限的确定 452
8.1.3 样品的比对 454
8.1.4 谱库检索 455
8.2 未知物的红外光谱剖析 457
8.2.1 固体未知物样品的剖析 457
8.2.2 液体未知物样品的剖析 462
8.2.3 聚合物未知样品的剖析 465
第9章 红外光谱的定量分析 467
9.1 朗伯-比耳定律 468
9.2 峰高和峰面积的测量 470
9.2.1 峰高的测量方法 470
9.2.2 峰面积的测量方法 473
9.3 曲线拟合法测量峰高和峰面积 475
9.4 导数光谱用于定量分析 478
9.5 固体样品的定量分析 479
9.6 液体样品的定量分析 480
9.6.1 液池厚度的测定 480
9.6.2 单一组分液体样品的定量分析 482
9.6.3 二组分液体的定量分析 483
9.6.4 三组分液体的定量分析 485
9.7 多组分液体的定量分析 486
9.8 高分子共聚物和共混物的定量分析 487
附录 基团振动频率表 490
参考文献 508