طیف‌شناسی فروسرخ
کاربرد

استفاده عمومی از طیف‌بینی مادون قرمز توسط شیمیدان‌های آزمایشگاهی برای شناسایی ترکیب‌های آلی بسیار معمول است. اگر طیف IR یک ترکیب آلی مجهول را در اختیار داشته باشیم، شناسایی این ترکیب آلی مجهول یک فرایند دو مرحله‌ای‌ست: مرحله اول شامل تعیین حضور محتمل‌ترین گروه‌های عاملی با بررسی ناحیه فرکانس گروهی (که تابش از حدود ۱۲۰۰ تا cm−1۳۶۰۰ را در بر می‌گیرد) می‌باشد. مرحله دوم شامل مقایسه جزئیات طیف مجهول با طیف ترکیب‌های خالصی که محتوی کلی گروه‌های عاملی یافت شده در مرحله اول هستند.
هنگامی که زاویه بزرگتر از ˚۹۰ (˚۱۲۰ در مثال فوق) باشد، ارتعاش کششی پیوند سادهC-C به دو جزء تقسیم می‌گردد که یکی از آن‌ها منطبق بر جهت ارتعاش کششی C=C است. هنگامی که یک یا دو گروه آلکیلی مستقیماً به پیوند دوگانه متصل باشند، افزایش قابل ملاحظه‌ای در فرکانس جذب پیوند دوگانه موجود در حلقه مشاهده می‌گردد. این افزایش برای حلقه‌های کوچک، به ویژه سیکلوپروپن‌ها، بسیار محسوس است. هنگامی که یک گروه آلکیل به پیوند دوگانه متصل گردد، مقدار پایه cm−1 ۱۶۵۶ برای سیکلوپروپن به حدود cm−1 ۱۷۸۸ افزایش می‌یابد؛ با وجود دو گروه آلکیل این مقدار به حدود cm−1 ۱۸۸۳ فزونی می‌یابد. در پیوندهای دوگانه خارجی، کاهش اندازه حلقه باعث افزایش فرکانس جذب می‌گردد. آلن نمونه بارزی از یک ترکیب دارای پیوند دوگانه خارجی است. حلقه‌های کوچکتر نیاز بیشتری به استفاده از خصلت p در ساخت پیوندهای C-C دارند تا جوابگوی نیاز زوایای کوچک باشند. این مسئله باعث از میان برداشته شدن خصلت p از پیوند سیگمای پیوند دوگانه شده، ولی در عوض به آن خصلت s بیشتری می‌دهد؛ بنابراین قدرت و استحکام پیوند دوگانه افزایش می‌یابد. پس ثابت نیروی K افزایش یافته و فرکانس جذب نیز فزونی می‌گیرد. گروه کربونیل در آلدهیدها، کتونها، اسیدها، استرها، آمیدها، آسیل‌ها و انیدریدها موجوداست. این گروه به علت تغییر زیادی که در گشتاور دو قطبی آن ایجاد می‌شود یک جذب قوی در cm−1 ۱۸۵۰–۱۶۵۰ می‌دهد. فرکانس کششی آلدئید معمولی cm−1۱۷۲۵در حدود است. چون موقعیت این جذب‌ها چندان تفاوتی با کتون‌ها ندارند، تشخیص آلدهیدها و کتون‌ها بر این پایه کار چندان ساده‌ای نیست. مزدوج شدن گروه کربونیل با یک پیوند دوگانه از نوع آلفا - بتا، نوار کششی C=O را به طرف فرکانس پایین‌تر (cm−1 ۱۷۰۰ –۱۶۸۰) منتقل می‌کند. ارتعاشC-H آلدئید که در حدود cm−1۲۷۵۰ و cm−1۲۸۵۰ یافت می‌شوند، برای تشخیص آلدهیدها از کتون‌ها بی‌نهایت مهم هستند. مهم‌ترین صفت مشخصه در طیف یک اسید کربوکسیلیک جذب بسیار پهنی است که در ناحیه cm−1 ۳۵۰۰–۲۴۰۰ ظهور می‌کند. این نوار مربو ط به پیوند هیدروژنی قوی در دیمرها است. این جذب اغلب با ارتعاشات کششی C–H که در همان ناحیه است تداخل می‌کند. اگر این نوار پهن پیوند هیدروژنی همراه جذب C=O وجود داشته باشد، به احتمال یقین می‌توان گفت که ترکیب، یک ترکیب کربوکسیلیک است. جذب کششی C=O برای دیمر اسیدهای کربوکسیلیک که در حدود cm−1 ۱۷۳۰–۱۷۰۰ ظاهر می‌شود، معمولاً پهن‌تر و شدیدتر از جذب C=O در یک آلدئید یا کتون خواهد بود. دو صفت بارز در استرها، جذب کششی قویC=O و C-Oهستند که به ترتیب در محدوده‌های cm−1 ۱۷۵۰–۱۷۳۵ و cm−1۱۳۰۰–۱۰۰۰ ظاهر می‌شوند.
هر چند گروه کربونیل برخی از استرها ممکن است در ناحیه‌ای که کتون‌ها جذب می‌دهند ظاهر شوند ولی، می‌توان وجود کتون را با مشاهده نوارهای کششی قوی و پهنC-O که در ناحیه cm−1 ۱۳۰۰ – ۱۰۰۰ ظهور می‌کنند، حذف کرد. در آمیدها، C=O کششی تقریباً درcm−1 ۱۶۸۰ – ۱۶۳۰ یافت می‌شود. N–Hکششی در آمیدهای نوع اول (-NH2) دو نوار نزدیکی ۳۳۵۰ و cm−1۳۱۸۰ می‌دهد. امید نوع دوم یک نوار (-NH2)در حدود cm−1 ۳۳۰۰ دارند. N–H خمشی برای آمیدهای نوع اول و دوم در حدود cm−1 ۱۶۴۰ – ۱۵۵۰ ظاهر می‌شود.
C=O کششی در کلر ور اسیدهای غیر مزدوج در محدوده cm−1۱۷۷۵ – ۱۸۱۰ یافت می‌شود. مزدوج شدن، باعث کاهش فرکانس تا cm−1 ۱۷۶۰ – ۱۷۸۰ می‌گردد. ظهور دو نوار قوی در ناحیه cm−1 ۱۸۳۰ – ۱۸۰۰ و cm−1 ۱۷۷۵–۱۷۴۰ از مشخصات انیدریدهای اشباع شده و غیر حلقوی است. این دو نوار حاصل ارتعاشات کششی نا متقارن و متقارن است. مزدوج شدن جذب را به طرف راست برده، در حالی که حلقوی شدن آن را به چپ منتقل می‌سازد. ارتعاش کششی قوی و پهن C – O در ناحیه cm−1 ۱۳۰۰ – ۹۰۰ ظاهر می‌گردد. N–H کششی در ناحیه cm−1۳۵۰۰ – ۳۳۰۰ ظاهر می‌شود. آمین‌های نوع اول دو نوار و آمین‌های نوع دوم یک نوار دارند. آمین‌های نوع سوم N–H کششی ندارند.N–H خمشی در آمین‌های نوع اول به صورت نوار پهن در cm−1 ۱۵۶۰ – ۱۶۴۰ ظاهر می‌گردد. آمین‌های نوع دوم در نزدیکی cm−1 ۱۵۰۰ جذب می‌دهند. N–H جذب خمشی خارج از صفحه‌ای گاهی در نزدیکی cm−1۸۰۰ مشاهده می‌شود. N–C کششی در ناحیه cm−1۱۳۵۰۰ – ۱۰۰۰ ظاهر می‌گردد.
طیف بینی فروسرخ در پژوهش، صنعت و علوم قضایی به عنوان یک روش ساده و مطمئن کاربرد دارد.