红外光谱产生必须具备的两个条件是什么?

本题考查红外光谱产生的条件这一知识点。解题思路是依据红外光谱的基本原理来分析其产生所需的条件。

条件一：红外辐射的能量应与振动能级差相匹配

分子具有不同的振动能级，当分子吸收红外辐射时，就会从一个振动能级跃迁到另一个振动能级。根据量子力学原理，只有当红外辐射的能量 $E_{光}$ 恰好等于分子振动能级差 $\Delta E_{\nu}$ 时，即 $E_{光}=\Delta E_{\nu}$，分子才能吸收该红外辐射，从而产生红外光谱。这就好比一个人要登上台阶，台阶的高度差就相当于分子的振动能级差，人所具有的能量就相当于红外辐射的能量，只有当人的能量刚好能克服台阶的高度差时，人才能登上台阶，同理，只有当红外辐射能量等于振动能级差时，分子才能吸收该辐射实现能级跃迁。

条件二：分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零

红外辐射是一种交变的电磁场，它会与分子的偶极矩相互作用。当分子在振动过程中偶极矩发生变化时，分子就会与红外辐射的电磁场发生相互作用，从而吸收红外辐射。如果分子在振动过程中偶极矩不发生变化，那么它就不会与红外辐射的电磁场相互作用，也就无法吸收红外辐射，不能产生红外光谱。例如，非极性分子 $O_2$、$N_2$ 等，它们的正负电荷中心重合，在振动过程中偶极矩始终为零，不发生变化，所以这些分子不会吸收红外辐射，没有红外光谱。