红外光谱产生必须具备的两个条件是什么?

红外光谱产生的核心原理是分子对红外辐射的吸收引起振动能级跃迁。要满足这一过程，必须同时具备两个关键条件：

1. 能量匹配：入射红外辐射的能量需与分子振动能级差相等，即光子能量能够引发跃迁。
2. 偶极矩变化：分子振动过程中必须伴随偶极矩的改变，使分子极化率变化，从而与红外辐射相互作用。

这两个条件缺一不可，若偶极矩无变化（如非极性分子），即使能量匹配也无法产生吸收。

条件一：能量匹配

根据量子力学，分子振动能级是量子化的。当红外辐射的光子能量 $E_{\text{光}}$ 恰好等于振动能级差 $\Delta E_\nu$ 时，分子吸收光子，发生振动能级跃迁，即：
$E_{\text{光}} = \Delta E_\nu = h\nu$
其中 $h$ 是普朗克常数，$\nu$ 是振动频率。

条件二：偶极矩变化

分子振动过程中，若偶极矩 $\mu$ 发生变化，则分子极化率 $\chi$ 随之改变，能够与红外辐射的电场相互作用，产生偶极振荡并吸收能量。若 $\Delta \mu = 0$（如对称分子CO₂），则无法吸收红外辐射。