第四章
振动光谱
Vibrational Spectroscopy
(IR & Raman Spectra)
?第一节 振动光谱的基本原理
?第二节 红外光和红外光谱
?第三节 红外光谱的应用
?第四节 拉曼光谱
?第一节 振动光谱的基本原理
? 一、定义及分类
? 所谓振动光谱是指物质分子或原子基团的振动所产
生的光谱。
? 如果将透过物质的电磁辐射用单色器加以色散，使
波长按长短依次排列，同时测量在不同波长处的辐射强度，
得到的是吸收光谱。
? 如果用的光源是红外光谱范围，即 0.78-1000μm，就
是红外吸收光谱。如果用的是强单色光，例如激光，产生
的是激光拉曼光谱。
?
?电磁波与物质的作用：
E=hν =hc/λ
电磁波的产生与两个能态上粒子的跃迁有关。
?在不同能量电磁波作用下,物质的不同状态将
出现共振吸收 ( Resonance),形成共振谱。
?在不同能量电磁波作用下,物质的不同状
态将出现共振吸收 ( Resonance),形成共
振谱。
物质的能量状态与对应的共振谱
状态 电磁波 λ 对应光谱
核能级 γ 〈 0.01nm) Mossbauer谱
电子 K,L层 X 0.1nm X-射线谱（ XPS）
原子的次外电子
层，晶体场分裂
UV,V 10nm 紫外 -可见（ UV-V） 谱
分子振动 IR,500nm 红外（ IR）,Raman谱
电子自旋亚能级 Micro-wave 100um 电子自旋共振（ EPR）
核自旋 Radio 10cm 核磁共振（ NMR） 谱
? 二、分子振动模型
? 1、双原子分子振动模型
? 双原子分子是很简单的分子，其振动形式是很简单的，
如 HCl分子，它只有一种 振动形式，即伸缩振动。双原子
分子的振动可以近似地看作为简谐振动，由经典力学的
HOOK定律可以推导出该体系的 振动频率公式：
? 式中,v~ 为振动波数；
? K为化学键的键力常数（达因 /厘米）；
? C为光速；
? M为两原子的折合质量（克）；
? m1 m2为两个原子的质量
= —— 2?C
K
M
1
~v m 1 m 2
m 1 + m 2M =
? 2、多原子分子振动模型
? （ 1）简正振动
? 多原子分子的振动是复杂的，但可以把它们的振动分
解成许多简单的基本振动单元，这些基本振动 称为简正振动。
简正振动具有以下特点：
1） 振动的运动状态可以用空间自由度（坐标）来表示，体
系中的每一质点具有 XYZ三个自由度；
2）振动过程中，分子质心保持不变，分子整体不转动；
3） 每个原子都在其平衡位置上作简谐振动，各原子的振动
频率及位相相同，即各原子在同一时间通过其平衡位置，又
在同一时间达到最大的振动位移；
4）分子中任何一个复杂振动都可以看成这些简正振动的线
性组合。
? （ 2）简正振动的基本类型
? （ 3）简正振动的数目
? 简正振动的数目称为振动自由度。每个振动
自由度对应于 IR谱图上的一个基频吸收带。 分子
的总自由度取决于构成分子的原子在空间中的位
置。每个原子空间位置可以用直角坐 标系中 x,y、
z三个坐标表示，即有三个自由度。显然，由 n个
原子组成的分子，具有 3n个总 自由度，即有 3n种
运动状态，而 3n种运动状态包括了分子的振动、
平动和转动。
? 即,
? 3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自由度
? 振动自由度 = 3n - 平动自由度 - 转动自由度
? 对于非线性分子，振动自由度 = 3n - 6
? 对于线性分子，振动自由度 = 3n - 5
? 例 1,H2O（非极性分子）
振动自由度 =3*3-6=3
振动形式：
吸收峰波数,
? 例 2,CO2（极性分子）
? 振动自由度 =3*3-5=4
? 振动形式：
? 振动相同，简并状态
? Vs振动为非活性振动，振动波数 1388cm-1，但不吸收红外
光。
? 注, + 表示垂直屛面向内移动,- 表示垂直屛面向外移动。
? 三、振动吸收的条件
? 1、振动的频率（ IR）与光谱中某段频率相同，
或者说,IR光的某些光子能量要与振动能相吻
合。 —— 必要条件
? 2、振动必须引起偶极矩变化，才是 IR活性的。
即正负电荷中心的间距发生变化。 —— IR活性振
动。
? 3、如果振动引起极化率变化，才是 Raman活性
的。在电磁波的作用下，正负电荷出现诱导偶极
矩，有些振动是红外活性的，但非拉曼活性，有
些相反。有些是双活性的，有些是双非活性的。
? 四、晶格振动
? 1、把晶格看作网络大分子，晶胞是其基本组成
单元，分析晶胞中原子的振动模型。
? 2、络阴离子团进入晶格后，可视为独立单元看
作。
第二节 红外光和红外光谱
? 1800年 英国天文学家 Hershl发现红外光（又
称红外辐射或红外线）。
?物质因受红外光的作用，引起分子或原子基
团的振动（热振动），从而产生对红外光的
吸收。利用物质对不同波长红外光的吸收程
度进行研究物质分子的组成和结构的方法，
称为红外吸收光谱法，常以 IR表示。
? 1、红外光
红外光是一种电磁波，它的波长介于可见光、
红色光和微波的波长之间的一段电磁辐射区，
波长在 0.77-1000μm，并可按波长不同划分三
个区域：
1,近红外（ NIR） 区,0.75～ 2.5μm（ 13300～ 4000cm-1）
2,中红外（ MIR） 区,2.5～ 25μm（ 4000～ 400cm-1）
3,远红外（ FIR） 区,25～ 1000μm（ 400～ 10cm-1）
注：波数 σ（ cm-1）＝ 1/λ（ cm ）＝ 104/ λ（ μm ）
? 2 红外吸收的基本原理
? 能量在 4,000 400cm-1的红外光可以使样
品产生振动能级与转动能级的跃迁。
? 分子在振动和转动过程中只有伴随偶极矩
变化的键才有红外活性。因为分子振动伴随
偶极矩改变时，分子内电荷分布变化会产生
交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率
相等时才会产生红外吸收。
? 3、红外光谱图
? 红外吸收光谱图：不同频率 IR光辐射于物质上，导致
不同透射比，以纵座标为透过率，横座标为频率，形成该
物质透过率随频率的变化曲线，即红外吸收光谱图。 红外
谱便 图中，横坐标：吸收波长 (?)或波数 (?)。吸收峰位置。
纵坐标：透过率 (T%)或吸光度 (A)。 吸收峰强度。
?
?红外光谱图的特征：
?（ 1）谱带的 数目,即振动数目。它与物质的种类、基
团存在与否有关，与对称有关，与成分复杂程度有关。
?（ 2）谱带的 位置,与元素种类及元素价态有关：元素
轻则高波数，元素重则低波数；高价则高波数，低价则
低波数。（回忆 v~ 与 M, K的关系）
?（ 3）谱带的 强度,与样品的厚度、种类及其含量有关，
与偶极矩变化有关。 IR可对某一基团定量分析。
?（ 4）谱带的 形状,与结晶程度及相对含量有关。结晶
差说明晶体结构中键长与键角有差别，引起振动频率有
一定变化范围，每一谱带形状就不稳定。可用半高宽表
示（ width at half full maximum,WHFM)。
吸收强度的
强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈
大，吸收强度愈大；偶极矩变化愈小，吸收强度愈
小；没有偶极矩变化,则不产生红外吸收。
例,VC=O 吸收强度大于 VC=C 。 对称烯、炔等无吸收
峰或吸收峰很弱。
吸收强度的表示：
vs (偶极矩变化 ε > 200),s(ε = 75~200),m(ε =
25~75),w(ε = 5~25),vw(ε < 5)。
4 红外吸收峰的强度
2 E2o
2 E2o
? 5、红外光谱仪
红外光谱仪也叫红外分光光度计
第一代：用棱镜作色散元件
第二代：用光栅作色散元件
第三代：干涉型傅立叶变换红外光谱仪
第四代：激光红外光谱仪
红外光谱仪与紫外 -可见分光光度计的组成基本相同，由
光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器
在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的
单色器一般在样品池之后。
?
色散型红外光谱仪
红外光谱仪的主要部件
1 光源
(1)能斯特灯
(2)硅碳棒
(3)氧化铝棒
2 单色器
核心部件，主要由狭缝、准直镜、色散元件组成
3 滤光器
4 检测器
(1)真空热电偶
(2)热电量热计
(3)光电管
5 放大器和记录系统
傅立叶变换红外光谱仪
傅立叶变换红外光谱仪的特点：
1 测试速度快，质量好。
2 没有狭缝限制，能量输出大，可测试透射比很低的样品
3 分辨能力高，波数精确度高，普通红外光谱仪分辨能力约
0.5cm-1左右，傅立叶红外光谱仪可达 0.005cm-1。
4 测定光谱范围宽，可研究整个红外区的光谱。
6、红外光谱测定中的样品处理技术
（ 1）固体样品
压片法, 固体样品常用压片法，它也是固体样品红外测
定的标准方法。将固体样品 0.5-1.0mg与 150mg左右的 KBr
一起粉碎，用压片机压成薄片。薄片应透明均匀。压片模
具及压片机因生产厂家不同而异。
? 调糊法, 固体样品还可用调糊法 (或重烃油法，
Nujol法 )。将固体样品 (5-10mg)放入研钵中充分研细，
滴 1-2滴重烃油调成糊状，涂在盐片上用组合窗板组装
后测定。若重烃油的吸收妨碍样品测定，可改用六氯
丁二烯。
? 薄膜法,适用于高分子化合物的测定。将样品溶于
挥发性溶剂后倒在洁净的玻璃板上，在减压干燥器中
使溶剂挥发后形成薄膜，固定后进行测定。常见盐片
的红外透明范围为,KBr(400 cm-1 ),NaCl(650 cm-
1 ),CsI(150 cm-1 )等。
? 粉末法, 是把固体样品研磨制 2μm左右的细粉，悬
浮在易挥发的液体中，然后移至盐窗上，待溶剂挥发
后即形成一均匀薄层，不适用于定量分析。
（ 2） 液体样品（液膜法）,液体样品常用液膜法。该法适
用于不易挥发 (沸点高于 80 C)的液体或粘稠溶液。使用两
块 KBr或 NaCl盐片，将液体滴 1-2滴到盐片上，用另一块盐
片将其夹住，用螺丝固定后放入样品室测量。测定时需注
意不要让气泡混入，螺丝不应拧得过紧以免窗板破裂。使
用以后要立即拆除，用脱脂棉沾氯仿、丙酮擦净。
? （ 3） 气体样品,气体样品的测定可使用窗板间隔为 2.5-
10cm的大容量气体池，抽真空后，向池内导入待测气体。
测定气体中的少量组分时使用池中的反射镜，其作用是将
光路长增加到数十米。
7 红外吸收光谱的特点
优点：
（ 1）特征性高。几乎很少有两个不同的化合物具有
相同的红外光谱。
（ 2）无机、有机、高分子等气、液、固均可测定。
（ 3）所需样品少，几毫克到几微克。
（ 4）操作方便、速度快、重复性好。
（ 5）已有的标准图谱较多，便于查阅。
缺点：
（ 1）灵敏度和精度不够高，含量小于 1％难于测出。
（ 2）多用于定性分析，定量分析的准确度和灵敏度
低于可见和紫外吸收光谱。
（ 3）有些物质不能产生红外吸收光谱。例如原子
（ Ar,Ne,He等），单原子离子（ K+,Na+、
Ca2+等），同质双原子分子（ H2,O2,N2 等）。
（ 4）有些吸收峰的理论解释难度大。
第三节 红外光谱的应用
1 煤、石油化工产品、染料、药物、食品、生物制品、环保等有机
化合物、产品的纯度、基团的鉴定、异构体的鉴别、分子结构的
推断、化学反应机理的研究、定量分析等。
2 合成纤维、橡胶、塑料、涂料、粘合剂等高聚物研究，用于单体、
聚合物、添加剂等的定性、定量和结构分析。
3 用于高聚物力学性能、聚合反应和光热老化机理的研究。高聚物
中无机填料的鉴别，催化剂表面结构，化学吸附和催化反应机理
的研究等。
4 用于粘土、矿石、矿物等类型的鉴别及其某些加工工艺过程的研
究。如 Si3N4中杂质 Si02及 Si/N比的测定，光纤中杂质 OH基的测
定，半导体材料中 O2,C等杂质元素的测定等。
? 一、红外光谱在晶体研究中的应用
? 1、矿物红外光谱特征
? 矿物红外光谱反映矿物化学成分、结构特征，矿物大
多数属离子化合物，具各种阴离子团（硅酸盐、碳酸盐、
硼酸盐、磷酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、砷酸盐、钒
酸盐、铬酸盐），振动强大、稳定。
? 矿物红外光谱能较快测出各种阴离子团，以阴离子团
再研究相关的阳离子成分及矿物成分结构。
? 具同一阴离子团矿物类，吸收频率、强度是一致的，
因此利用矿物阴离子团及特征吸收频率，通过相应的研究
能迅速测定矿物。
矿物阴离子团及特征吸收频率（ cm-1）
OH- 3700―2900
PO43- 1200―940, 650―540
SiO44- 1175―860, 540―470
SO42- 1210―1040, 680―570
VO43- 930―730
U2O7 900―880, 480―470, 280―270
WO42- 850―780, 720―200
矿物阴离子
团 特征吸收频率（ cm
-1）
AsO43- 880―770
BO33- 1500―1300, 950―850, 700―400
BO45- 880―700, 700―400
CO32- 1530―1320, 100―1040, 890―800, 745―670
CrO42- 900―820
HCO32- 3300―2000, 1930―1840, 1700―1600,1000―940 840―830, 710―690, 670―640
H2O 3650―3000, 1700―1590
MoO42- 850―780, 700―200
NO3- 1810―1730, 1520―1280, 1060―1020,850―800, 770―715
矿物名称 特征吸收频率（ cm-1）
萤石 275
方解石 721,873―881, 1435―1410
白云石 729
菱铁矿 737
菱镁矿 748
菱锌矿 743
菱锰矿 727
白铅矿 1410,677
文石 1471,707,692
石英 512―515, 778―780, 796―800, 1084―1085
微斜长石 1142,1134,1120,1100,768,742,728,648,602、584,535,463,428,398
高岭石
3704―3689, 3672―3664, 3653―3650, 3628―3620,
1100―1093, 1038―1035, 1012―1000, 918―912,
542―535, 475―468
透闪石 ― 铁阳起石 3625,3648,3660,3673
蒙脱石 620―630, 845―850, 1080―1090
伊利石 822―845, 1010―1025, 1070―1080
钙铝榴石 ― 钙铁榴石 550―650, 800―1000
镁橄榄石 ― 铁橄榄石 800―1000
F-H磷灰石的 FTIR spectrum
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
F h a p 3 -a l l
a
b
sorb
a
n
ce
v (cm
-1
)
B
金云母的 FTIR谱
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
v u t 1 8 7 -a l l
a
b
sorb
a
n
ce
v( c m
-1
)
B
粘土矿物类型的鉴别
? 2 红外光谱在宝玉石检测中的应用
? 宝玉石检测基本上是采用无损伤方式，随着宝玉石工
艺的不断革新发展，人工优化改善充填技术日益提高。
? 红外光谱能较快准确测定宝玉石中 (OH)n,H2O,H3O、
OH-及高分子材料（硅基聚合物、环氧树脂、塑料）确定
宝玉石名称及优化处理内涵。
? 合成宝玉石虽与天然宝玉石在红外光谱上有不同反映：
? 天然祖母绿在 3400―3800cm -1有一强吸收峰，这与天然祖
母绿中含有一定结晶水（ H2O）有关。
助熔剂合成祖母绿无此强吸收水峰,水热法合成祖母
绿还具 2745,2830,2995,3490cm-1吸收峰，而它们不
存在于天然祖母绿中。
天然绿松石中无 2950cm-1吸收峰；
注塑绿松石中具 2950cm-1吸收峰。
?
? 天然欧泊中无 5725,5810,5780,5810,5890、
5925cm-1吸收峰；
? 聚合物充填欧泊中具 5725,5810,5780,5810、
5890,5925cm-1吸收峰。
?
? 天然紫晶中无 3540cm-1吸收峰；
? 合成紫晶中具 3540cm-1吸收峰。
? 3 物相分析
?可查 Sadtler图集,APJ（ 美国石油协会）图
集及相应软件。
?石膏、半水石膏的研究（ P256表）
碳酸盐的研究
λ(cm-1) v3 v2 v4
方解石 CaCO3 1425 877 712
白云石
CaMg(CO3)2
1440 881 729
菱镁矿 MgCO3 1441 884 747
4水的存在状态
μas bending μs
游离 H2O 固态 3220 1620 3400
液态 3615 1640 3450
气态 3756 1959 3657
吸附 H2O 3435 1630
结晶 H2O 3200 1670
羟基 3640 1300
? 5 定量分析应用
? 红外光谱用于定量分析远远不如紫外 -可见光谱法。其
原因是：
? 1、红外谱图复杂，相邻峰重叠多，难以找到合适的检测
峰。
? 2、红外谱图峰形窄，光源强度低，检测器灵敏度低，因
而必须使用较宽的狭缝。这些因素导致对比尔定律的偏离。
? 3、红外测定时吸收池厚度不易确定，参比池难以消除吸
收池、溶剂的影响。
? 定量分析依据是比尔定律,ecl=logI0/I或 A=ecl。如果
有标准样品，并且标准样品的吸收峰与其它成分的吸收峰
重叠少时，可以采用标准曲线法以及解联立方程的办法进
行单组分、多组分定量。
?第四节 拉曼光谱
1 拉 曼 效 应,
当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射
光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利
散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，
后一现象统称为拉曼效应。由分子振动、固体
中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生
的非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射
和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。
由于拉曼散射非常弱，所以一直到 1928年才被
印度物理学家拉曼等所发现。
The Nobel Prize in Physics 1930
,for his work on the scattering of light and for
the discovery of the effect named after him”
? Sir Chandrasekhara Venkata Raman
(1888 – 1970)
? Calcutta University
Calcutta,India
他们在用汞灯的单色光来照射某些液体
时, 在液体的散射光中观测到了频率低
于入射光频率的新谱线 。 在拉曼等人宣
布了他们的发现的几个月后, 苏联物理
学家兰德斯别尔格等也独立地报道了晶
体中的这种效应的存在 。
拉曼频率及强度、偏振等标志着散射
物质的性质。从这些资料可以导出物质
结构及物质组成成分的知识。
拉曼效应起源于分子振动 (和点阵振
动 )与转动，因此从拉曼光谱中可以得到
分子振动能级 (点阵振动能级 )与转动能
级结构的知识。
激光器的出现使拉曼光谱学技术发
生了很大的 变革。
? 2 拉曼光谱的特点：
? 1、波长位移在中红外区。有红外及拉曼活性的
分子,其红外光谱和拉曼光谱近似。
? 2、可使用各种溶剂，尤其是能测定水溶液，样
品处理简单。
? 3、低波数段测定容易, 弥补红外光谱的远红外
区不适用于水溶液，选择窗口材料、检测器困难等
不足。
?
? 4、由 Stokes、反 Stokes线的强度比可以测定样
品体系的温度。
? 5、显微拉曼的空间分辨率很高，为 1mm。
? 6、时间分辨测定可以跟踪 10-12s量级的动态
反应过程。
? 7、利用共振拉曼、表面增强拉曼可以提高测
定灵敏度。
? 8 其不足之处在于，激光光源可能破坏样品；
荧光性样品测定一般不适用等。
? 3 瑞利和拉曼散射的产生
? 1、瑞利 (Rayleigh)散射，光子与分
子间发生弹性碰撞，碰撞时只是方向发
生改变而未发生能量交换。
? 2、拉曼散射，光子与分子碰撞后
发生了能量交换，光子将一部分能量传
递给样品分子或从样品分子获得一部分
能量,因而改变了光的频率。 形成
Stokes线（能量减小）与反 Stokes线
（能量加大）。能量变化所引起的散射
光频率变化称为拉曼位移。
?
?由于室温下基态的最低振动能级的分子数
目最多,与光子作用后返回同一振动能级
的分子也最多,所以上述散射出现的几率
大小顺序为：瑞利散射 >Stokes线 >反
Stokes线。随温度升高，反 Stokes线的强
度增加。
请注意：
1),在示意图中斯托克斯线和反斯托克
斯线对称地分布于瑞利线的两侧, 这是由
于在上述两种情况下分别相应于得到或失
去了一个振动量子的能量 。
? 其中 ?是激发光的频率,?i是振动频率,h是 Planck
常数,k是 Boltzmann常数,T是绝对温度。
瑞利线与拉曼线的波数差称为拉曼位移,
kT
h
i
i
S t o k e s
S t o k e sA n t i e
I
I ?
??
?? ??
?
?? 4)(
2),反斯托克斯线的强度远小于斯托克斯
线的强度，这是由于 Boltzmann分布，处于
振动基态上的粒子数远大于处于振动激发
态上的粒子数。实际上，反斯托克斯线与
斯托克斯线的强度比满足公式：
? 记录下斯托克斯线就得到 Raman谱
300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
F h a p 1 -a l l
I
n
t
e
n
si
t
y
R a m a n sh i f t (cm
-1
)
B
磷灰石的 RAMAN谱
4 拉曼光谱的实验装置
拉曼分光光度计有成套的设备, 也可以分部
件装配 。 下图为谱仪的装置示意图, 主要有激光
光源, 外光路系统及样品装置, 单色仪和探测记
录装置, 现分述如下 。
激光光源
以前主要用低压水银灯作为光源, 目前已少用
。 为了激发喇曼光谱, 对光源最主要的要求是应
当具有相当好的单色性, 即线宽要窄, 并能够在
试样上给出高辐照度 。 气体激光器能满足这些要
求 。
最常用的是氩离子激光, 波长为 514.5nm和
488.0nm的谱线最强, 单频输出功率为 0.2～ 1W左
右 。 也可以用氦氖激光 （ 632.8nm,约 50mW） 。 而
Nd:YaG激光器则在 1064nm的近红外区使用 。
下图是天津港东的激光喇曼 /荧光光谱仪
的外光路系统及样品装置。
天津市港东科技发展有限公司激光喇曼 /荧光光谱仪
（ LRS-III 配有进口的陷波滤波片）
? 检测器,为光电倍增管、多探测器 (如 CCD,
Charge Coupled Device)等。
? 微区分析装置的应用,微区分析装置是拉曼
光谱仪的一个附件，由光学显微镜、电子摄像
管、显象荧光屏、照相机等组成。可以对薄片
等显微样品进行测量。
5 实验中应注意的几个问题
在拉曼光谱实验中，为了得到高质量的谱图，
除了选用性能优异的谱仪外，准确地使用光谱仪，
控制和提高仪器分辨率和信噪比是很重要的。
狭缝,出射入射和中间狭缝是喇曼光谱仪的重要
部分。狭缝的主要功能是控制仪器分辨率，并抑
制杂散光。随着狭缝宽度加大，强度增大，但分
辨率线性下降，使谱线展宽。
孔径角,实际测量中应注意把散射光正确地聚焦
到入射狭缝上，否则不但降低了分辨率也影响了
信号灵敏度。
激发功率,提高激发光强度或增加缝宽能够提高
信噪比，但这样做常常会因增加了杂散光。
激发波长,激光波长对杂散光及信噪比的影响十
分显著，一般用长波长的激光谱线作为激发光，
对获得高质量的谱图有利。
? 总之，一般应首先用适当减小狭缝宽度，保
证仪器光路准直等方法，尽量降低杂散光，
然后再考虑用重复扫描；增加取样时间；或
计算机累加平均等方法来消除激光器、光电
倍增管及电子学系统带来的噪声,以保证谱
图质量。
? 6 拉曼光谱在无机材料研究中的应用
? 相的确定；
? 晶体结构研究；
?
Raman散射与红外吸收方法机理不同, 所遵守的选择定则
也不同 。 两种方法可以相互补充 。 下图是 Nylon 66的 Raman与
红外光谱图 。
练习
? 1波长为 10um的 IR光的波数是多少？
? 2 CO的 IR谱中有 2170cm-1的吸收带,求 C-
O键的力常数。
? 3Ar气、氧气、氮气的 IR吸收带在何位置？
振动光谱
Vibrational Spectroscopy
(IR & Raman Spectra)
?第一节 振动光谱的基本原理
?第二节 红外光和红外光谱
?第三节 红外光谱的应用
?第四节 拉曼光谱
?第一节 振动光谱的基本原理
? 一、定义及分类
? 所谓振动光谱是指物质分子或原子基团的振动所产
生的光谱。
? 如果将透过物质的电磁辐射用单色器加以色散，使
波长按长短依次排列，同时测量在不同波长处的辐射强度，
得到的是吸收光谱。
? 如果用的光源是红外光谱范围，即 0.78-1000μm，就
是红外吸收光谱。如果用的是强单色光，例如激光，产生
的是激光拉曼光谱。
?
?电磁波与物质的作用：
E=hν =hc/λ
电磁波的产生与两个能态上粒子的跃迁有关。
?在不同能量电磁波作用下,物质的不同状态将
出现共振吸收 ( Resonance),形成共振谱。
?在不同能量电磁波作用下,物质的不同状
态将出现共振吸收 ( Resonance),形成共
振谱。
物质的能量状态与对应的共振谱
状态 电磁波 λ 对应光谱
核能级 γ 〈 0.01nm) Mossbauer谱
电子 K,L层 X 0.1nm X-射线谱（ XPS）
原子的次外电子
层，晶体场分裂
UV,V 10nm 紫外 -可见（ UV-V） 谱
分子振动 IR,500nm 红外（ IR）,Raman谱
电子自旋亚能级 Micro-wave 100um 电子自旋共振（ EPR）
核自旋 Radio 10cm 核磁共振（ NMR） 谱
? 二、分子振动模型
? 1、双原子分子振动模型
? 双原子分子是很简单的分子，其振动形式是很简单的，
如 HCl分子，它只有一种 振动形式，即伸缩振动。双原子
分子的振动可以近似地看作为简谐振动，由经典力学的
HOOK定律可以推导出该体系的 振动频率公式：
? 式中,v~ 为振动波数；
? K为化学键的键力常数（达因 /厘米）；
? C为光速；
? M为两原子的折合质量（克）；
? m1 m2为两个原子的质量
= —— 2?C
K
M
1
~v m 1 m 2
m 1 + m 2M =
? 2、多原子分子振动模型
? （ 1）简正振动
? 多原子分子的振动是复杂的，但可以把它们的振动分
解成许多简单的基本振动单元，这些基本振动 称为简正振动。
简正振动具有以下特点：
1） 振动的运动状态可以用空间自由度（坐标）来表示，体
系中的每一质点具有 XYZ三个自由度；
2）振动过程中，分子质心保持不变，分子整体不转动；
3） 每个原子都在其平衡位置上作简谐振动，各原子的振动
频率及位相相同，即各原子在同一时间通过其平衡位置，又
在同一时间达到最大的振动位移；
4）分子中任何一个复杂振动都可以看成这些简正振动的线
性组合。
? （ 2）简正振动的基本类型
? （ 3）简正振动的数目
? 简正振动的数目称为振动自由度。每个振动
自由度对应于 IR谱图上的一个基频吸收带。 分子
的总自由度取决于构成分子的原子在空间中的位
置。每个原子空间位置可以用直角坐 标系中 x,y、
z三个坐标表示，即有三个自由度。显然，由 n个
原子组成的分子，具有 3n个总 自由度，即有 3n种
运动状态，而 3n种运动状态包括了分子的振动、
平动和转动。
? 即,
? 3n = 振动自由度 + 平动自由度 + 转动自由度
? 振动自由度 = 3n - 平动自由度 - 转动自由度
? 对于非线性分子，振动自由度 = 3n - 6
? 对于线性分子，振动自由度 = 3n - 5
? 例 1,H2O（非极性分子）
振动自由度 =3*3-6=3
振动形式：
吸收峰波数,
? 例 2,CO2（极性分子）
? 振动自由度 =3*3-5=4
? 振动形式：
? 振动相同，简并状态
? Vs振动为非活性振动，振动波数 1388cm-1，但不吸收红外
光。
? 注, + 表示垂直屛面向内移动,- 表示垂直屛面向外移动。
? 三、振动吸收的条件
? 1、振动的频率（ IR）与光谱中某段频率相同，
或者说,IR光的某些光子能量要与振动能相吻
合。 —— 必要条件
? 2、振动必须引起偶极矩变化，才是 IR活性的。
即正负电荷中心的间距发生变化。 —— IR活性振
动。
? 3、如果振动引起极化率变化，才是 Raman活性
的。在电磁波的作用下，正负电荷出现诱导偶极
矩，有些振动是红外活性的，但非拉曼活性，有
些相反。有些是双活性的，有些是双非活性的。
? 四、晶格振动
? 1、把晶格看作网络大分子，晶胞是其基本组成
单元，分析晶胞中原子的振动模型。
? 2、络阴离子团进入晶格后，可视为独立单元看
作。
第二节 红外光和红外光谱
? 1800年 英国天文学家 Hershl发现红外光（又
称红外辐射或红外线）。
?物质因受红外光的作用，引起分子或原子基
团的振动（热振动），从而产生对红外光的
吸收。利用物质对不同波长红外光的吸收程
度进行研究物质分子的组成和结构的方法，
称为红外吸收光谱法，常以 IR表示。
? 1、红外光
红外光是一种电磁波，它的波长介于可见光、
红色光和微波的波长之间的一段电磁辐射区，
波长在 0.77-1000μm，并可按波长不同划分三
个区域：
1,近红外（ NIR） 区,0.75～ 2.5μm（ 13300～ 4000cm-1）
2,中红外（ MIR） 区,2.5～ 25μm（ 4000～ 400cm-1）
3,远红外（ FIR） 区,25～ 1000μm（ 400～ 10cm-1）
注：波数 σ（ cm-1）＝ 1/λ（ cm ）＝ 104/ λ（ μm ）
? 2 红外吸收的基本原理
? 能量在 4,000 400cm-1的红外光可以使样
品产生振动能级与转动能级的跃迁。
? 分子在振动和转动过程中只有伴随偶极矩
变化的键才有红外活性。因为分子振动伴随
偶极矩改变时，分子内电荷分布变化会产生
交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率
相等时才会产生红外吸收。
? 3、红外光谱图
? 红外吸收光谱图：不同频率 IR光辐射于物质上，导致
不同透射比，以纵座标为透过率，横座标为频率，形成该
物质透过率随频率的变化曲线，即红外吸收光谱图。 红外
谱便 图中，横坐标：吸收波长 (?)或波数 (?)。吸收峰位置。
纵坐标：透过率 (T%)或吸光度 (A)。 吸收峰强度。
?
?红外光谱图的特征：
?（ 1）谱带的 数目,即振动数目。它与物质的种类、基
团存在与否有关，与对称有关，与成分复杂程度有关。
?（ 2）谱带的 位置,与元素种类及元素价态有关：元素
轻则高波数，元素重则低波数；高价则高波数，低价则
低波数。（回忆 v~ 与 M, K的关系）
?（ 3）谱带的 强度,与样品的厚度、种类及其含量有关，
与偶极矩变化有关。 IR可对某一基团定量分析。
?（ 4）谱带的 形状,与结晶程度及相对含量有关。结晶
差说明晶体结构中键长与键角有差别，引起振动频率有
一定变化范围，每一谱带形状就不稳定。可用半高宽表
示（ width at half full maximum,WHFM)。
吸收强度的
强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈
大，吸收强度愈大；偶极矩变化愈小，吸收强度愈
小；没有偶极矩变化,则不产生红外吸收。
例,VC=O 吸收强度大于 VC=C 。 对称烯、炔等无吸收
峰或吸收峰很弱。
吸收强度的表示：
vs (偶极矩变化 ε > 200),s(ε = 75~200),m(ε =
25~75),w(ε = 5~25),vw(ε < 5)。
4 红外吸收峰的强度
2 E2o
2 E2o
? 5、红外光谱仪
红外光谱仪也叫红外分光光度计
第一代：用棱镜作色散元件
第二代：用光栅作色散元件
第三代：干涉型傅立叶变换红外光谱仪
第四代：激光红外光谱仪
红外光谱仪与紫外 -可见分光光度计的组成基本相同，由
光源、样品室、单色器以及检测器等部分组成。两种仪器
在各元件的具体材料上有较大差别。色散型红外光谱仪的
单色器一般在样品池之后。
?
色散型红外光谱仪
红外光谱仪的主要部件
1 光源
(1)能斯特灯
(2)硅碳棒
(3)氧化铝棒
2 单色器
核心部件，主要由狭缝、准直镜、色散元件组成
3 滤光器
4 检测器
(1)真空热电偶
(2)热电量热计
(3)光电管
5 放大器和记录系统
傅立叶变换红外光谱仪
傅立叶变换红外光谱仪的特点：
1 测试速度快，质量好。
2 没有狭缝限制，能量输出大，可测试透射比很低的样品
3 分辨能力高，波数精确度高，普通红外光谱仪分辨能力约
0.5cm-1左右，傅立叶红外光谱仪可达 0.005cm-1。
4 测定光谱范围宽，可研究整个红外区的光谱。
6、红外光谱测定中的样品处理技术
（ 1）固体样品
压片法, 固体样品常用压片法，它也是固体样品红外测
定的标准方法。将固体样品 0.5-1.0mg与 150mg左右的 KBr
一起粉碎，用压片机压成薄片。薄片应透明均匀。压片模
具及压片机因生产厂家不同而异。
? 调糊法, 固体样品还可用调糊法 (或重烃油法，
Nujol法 )。将固体样品 (5-10mg)放入研钵中充分研细，
滴 1-2滴重烃油调成糊状，涂在盐片上用组合窗板组装
后测定。若重烃油的吸收妨碍样品测定，可改用六氯
丁二烯。
? 薄膜法,适用于高分子化合物的测定。将样品溶于
挥发性溶剂后倒在洁净的玻璃板上，在减压干燥器中
使溶剂挥发后形成薄膜，固定后进行测定。常见盐片
的红外透明范围为,KBr(400 cm-1 ),NaCl(650 cm-
1 ),CsI(150 cm-1 )等。
? 粉末法, 是把固体样品研磨制 2μm左右的细粉，悬
浮在易挥发的液体中，然后移至盐窗上，待溶剂挥发
后即形成一均匀薄层，不适用于定量分析。
（ 2） 液体样品（液膜法）,液体样品常用液膜法。该法适
用于不易挥发 (沸点高于 80 C)的液体或粘稠溶液。使用两
块 KBr或 NaCl盐片，将液体滴 1-2滴到盐片上，用另一块盐
片将其夹住，用螺丝固定后放入样品室测量。测定时需注
意不要让气泡混入，螺丝不应拧得过紧以免窗板破裂。使
用以后要立即拆除，用脱脂棉沾氯仿、丙酮擦净。
? （ 3） 气体样品,气体样品的测定可使用窗板间隔为 2.5-
10cm的大容量气体池，抽真空后，向池内导入待测气体。
测定气体中的少量组分时使用池中的反射镜，其作用是将
光路长增加到数十米。
7 红外吸收光谱的特点
优点：
（ 1）特征性高。几乎很少有两个不同的化合物具有
相同的红外光谱。
（ 2）无机、有机、高分子等气、液、固均可测定。
（ 3）所需样品少，几毫克到几微克。
（ 4）操作方便、速度快、重复性好。
（ 5）已有的标准图谱较多，便于查阅。
缺点：
（ 1）灵敏度和精度不够高，含量小于 1％难于测出。
（ 2）多用于定性分析，定量分析的准确度和灵敏度
低于可见和紫外吸收光谱。
（ 3）有些物质不能产生红外吸收光谱。例如原子
（ Ar,Ne,He等），单原子离子（ K+,Na+、
Ca2+等），同质双原子分子（ H2,O2,N2 等）。
（ 4）有些吸收峰的理论解释难度大。
第三节 红外光谱的应用
1 煤、石油化工产品、染料、药物、食品、生物制品、环保等有机
化合物、产品的纯度、基团的鉴定、异构体的鉴别、分子结构的
推断、化学反应机理的研究、定量分析等。
2 合成纤维、橡胶、塑料、涂料、粘合剂等高聚物研究，用于单体、
聚合物、添加剂等的定性、定量和结构分析。
3 用于高聚物力学性能、聚合反应和光热老化机理的研究。高聚物
中无机填料的鉴别，催化剂表面结构，化学吸附和催化反应机理
的研究等。
4 用于粘土、矿石、矿物等类型的鉴别及其某些加工工艺过程的研
究。如 Si3N4中杂质 Si02及 Si/N比的测定，光纤中杂质 OH基的测
定，半导体材料中 O2,C等杂质元素的测定等。
? 一、红外光谱在晶体研究中的应用
? 1、矿物红外光谱特征
? 矿物红外光谱反映矿物化学成分、结构特征，矿物大
多数属离子化合物，具各种阴离子团（硅酸盐、碳酸盐、
硼酸盐、磷酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、砷酸盐、钒
酸盐、铬酸盐），振动强大、稳定。
? 矿物红外光谱能较快测出各种阴离子团，以阴离子团
再研究相关的阳离子成分及矿物成分结构。
? 具同一阴离子团矿物类，吸收频率、强度是一致的，
因此利用矿物阴离子团及特征吸收频率，通过相应的研究
能迅速测定矿物。
矿物阴离子团及特征吸收频率（ cm-1）
OH- 3700―2900
PO43- 1200―940, 650―540
SiO44- 1175―860, 540―470
SO42- 1210―1040, 680―570
VO43- 930―730
U2O7 900―880, 480―470, 280―270
WO42- 850―780, 720―200
矿物阴离子
团 特征吸收频率（ cm
-1）
AsO43- 880―770
BO33- 1500―1300, 950―850, 700―400
BO45- 880―700, 700―400
CO32- 1530―1320, 100―1040, 890―800, 745―670
CrO42- 900―820
HCO32- 3300―2000, 1930―1840, 1700―1600,1000―940 840―830, 710―690, 670―640
H2O 3650―3000, 1700―1590
MoO42- 850―780, 700―200
NO3- 1810―1730, 1520―1280, 1060―1020,850―800, 770―715
矿物名称 特征吸收频率（ cm-1）
萤石 275
方解石 721,873―881, 1435―1410
白云石 729
菱铁矿 737
菱镁矿 748
菱锌矿 743
菱锰矿 727
白铅矿 1410,677
文石 1471,707,692
石英 512―515, 778―780, 796―800, 1084―1085
微斜长石 1142,1134,1120,1100,768,742,728,648,602、584,535,463,428,398
高岭石
3704―3689, 3672―3664, 3653―3650, 3628―3620,
1100―1093, 1038―1035, 1012―1000, 918―912,
542―535, 475―468
透闪石 ― 铁阳起石 3625,3648,3660,3673
蒙脱石 620―630, 845―850, 1080―1090
伊利石 822―845, 1010―1025, 1070―1080
钙铝榴石 ― 钙铁榴石 550―650, 800―1000
镁橄榄石 ― 铁橄榄石 800―1000
F-H磷灰石的 FTIR spectrum
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
F h a p 3 -a l l
a
b
sorb
a
n
ce
v (cm
-1
)
B
金云母的 FTIR谱
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
v u t 1 8 7 -a l l
a
b
sorb
a
n
ce
v( c m
-1
)
B
粘土矿物类型的鉴别
? 2 红外光谱在宝玉石检测中的应用
? 宝玉石检测基本上是采用无损伤方式，随着宝玉石工
艺的不断革新发展，人工优化改善充填技术日益提高。
? 红外光谱能较快准确测定宝玉石中 (OH)n,H2O,H3O、
OH-及高分子材料（硅基聚合物、环氧树脂、塑料）确定
宝玉石名称及优化处理内涵。
? 合成宝玉石虽与天然宝玉石在红外光谱上有不同反映：
? 天然祖母绿在 3400―3800cm -1有一强吸收峰，这与天然祖
母绿中含有一定结晶水（ H2O）有关。
助熔剂合成祖母绿无此强吸收水峰,水热法合成祖母
绿还具 2745,2830,2995,3490cm-1吸收峰，而它们不
存在于天然祖母绿中。
天然绿松石中无 2950cm-1吸收峰；
注塑绿松石中具 2950cm-1吸收峰。
?
? 天然欧泊中无 5725,5810,5780,5810,5890、
5925cm-1吸收峰；
? 聚合物充填欧泊中具 5725,5810,5780,5810、
5890,5925cm-1吸收峰。
?
? 天然紫晶中无 3540cm-1吸收峰；
? 合成紫晶中具 3540cm-1吸收峰。
? 3 物相分析
?可查 Sadtler图集,APJ（ 美国石油协会）图
集及相应软件。
?石膏、半水石膏的研究（ P256表）
碳酸盐的研究
λ(cm-1) v3 v2 v4
方解石 CaCO3 1425 877 712
白云石
CaMg(CO3)2
1440 881 729
菱镁矿 MgCO3 1441 884 747
4水的存在状态
μas bending μs
游离 H2O 固态 3220 1620 3400
液态 3615 1640 3450
气态 3756 1959 3657
吸附 H2O 3435 1630
结晶 H2O 3200 1670
羟基 3640 1300
? 5 定量分析应用
? 红外光谱用于定量分析远远不如紫外 -可见光谱法。其
原因是：
? 1、红外谱图复杂，相邻峰重叠多，难以找到合适的检测
峰。
? 2、红外谱图峰形窄，光源强度低，检测器灵敏度低，因
而必须使用较宽的狭缝。这些因素导致对比尔定律的偏离。
? 3、红外测定时吸收池厚度不易确定，参比池难以消除吸
收池、溶剂的影响。
? 定量分析依据是比尔定律,ecl=logI0/I或 A=ecl。如果
有标准样品，并且标准样品的吸收峰与其它成分的吸收峰
重叠少时，可以采用标准曲线法以及解联立方程的办法进
行单组分、多组分定量。
?第四节 拉曼光谱
1 拉 曼 效 应,
当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射
光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利
散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，
后一现象统称为拉曼效应。由分子振动、固体
中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生
的非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射
和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。
由于拉曼散射非常弱，所以一直到 1928年才被
印度物理学家拉曼等所发现。
The Nobel Prize in Physics 1930
,for his work on the scattering of light and for
the discovery of the effect named after him”
? Sir Chandrasekhara Venkata Raman
(1888 – 1970)
? Calcutta University
Calcutta,India
他们在用汞灯的单色光来照射某些液体
时, 在液体的散射光中观测到了频率低
于入射光频率的新谱线 。 在拉曼等人宣
布了他们的发现的几个月后, 苏联物理
学家兰德斯别尔格等也独立地报道了晶
体中的这种效应的存在 。
拉曼频率及强度、偏振等标志着散射
物质的性质。从这些资料可以导出物质
结构及物质组成成分的知识。
拉曼效应起源于分子振动 (和点阵振
动 )与转动，因此从拉曼光谱中可以得到
分子振动能级 (点阵振动能级 )与转动能
级结构的知识。
激光器的出现使拉曼光谱学技术发
生了很大的 变革。
? 2 拉曼光谱的特点：
? 1、波长位移在中红外区。有红外及拉曼活性的
分子,其红外光谱和拉曼光谱近似。
? 2、可使用各种溶剂，尤其是能测定水溶液，样
品处理简单。
? 3、低波数段测定容易, 弥补红外光谱的远红外
区不适用于水溶液，选择窗口材料、检测器困难等
不足。
?
? 4、由 Stokes、反 Stokes线的强度比可以测定样
品体系的温度。
? 5、显微拉曼的空间分辨率很高，为 1mm。
? 6、时间分辨测定可以跟踪 10-12s量级的动态
反应过程。
? 7、利用共振拉曼、表面增强拉曼可以提高测
定灵敏度。
? 8 其不足之处在于，激光光源可能破坏样品；
荧光性样品测定一般不适用等。
? 3 瑞利和拉曼散射的产生
? 1、瑞利 (Rayleigh)散射，光子与分
子间发生弹性碰撞，碰撞时只是方向发
生改变而未发生能量交换。
? 2、拉曼散射，光子与分子碰撞后
发生了能量交换，光子将一部分能量传
递给样品分子或从样品分子获得一部分
能量,因而改变了光的频率。 形成
Stokes线（能量减小）与反 Stokes线
（能量加大）。能量变化所引起的散射
光频率变化称为拉曼位移。
?
?由于室温下基态的最低振动能级的分子数
目最多,与光子作用后返回同一振动能级
的分子也最多,所以上述散射出现的几率
大小顺序为：瑞利散射 >Stokes线 >反
Stokes线。随温度升高，反 Stokes线的强
度增加。
请注意：
1),在示意图中斯托克斯线和反斯托克
斯线对称地分布于瑞利线的两侧, 这是由
于在上述两种情况下分别相应于得到或失
去了一个振动量子的能量 。
? 其中 ?是激发光的频率,?i是振动频率,h是 Planck
常数,k是 Boltzmann常数,T是绝对温度。
瑞利线与拉曼线的波数差称为拉曼位移,
kT
h
i
i
S t o k e s
S t o k e sA n t i e
I
I ?
??
?? ??
?
?? 4)(
2),反斯托克斯线的强度远小于斯托克斯
线的强度，这是由于 Boltzmann分布，处于
振动基态上的粒子数远大于处于振动激发
态上的粒子数。实际上，反斯托克斯线与
斯托克斯线的强度比满足公式：
? 记录下斯托克斯线就得到 Raman谱
300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
F h a p 1 -a l l
I
n
t
e
n
si
t
y
R a m a n sh i f t (cm
-1
)
B
磷灰石的 RAMAN谱
4 拉曼光谱的实验装置
拉曼分光光度计有成套的设备, 也可以分部
件装配 。 下图为谱仪的装置示意图, 主要有激光
光源, 外光路系统及样品装置, 单色仪和探测记
录装置, 现分述如下 。
激光光源
以前主要用低压水银灯作为光源, 目前已少用
。 为了激发喇曼光谱, 对光源最主要的要求是应
当具有相当好的单色性, 即线宽要窄, 并能够在
试样上给出高辐照度 。 气体激光器能满足这些要
求 。
最常用的是氩离子激光, 波长为 514.5nm和
488.0nm的谱线最强, 单频输出功率为 0.2～ 1W左
右 。 也可以用氦氖激光 （ 632.8nm,约 50mW） 。 而
Nd:YaG激光器则在 1064nm的近红外区使用 。
下图是天津港东的激光喇曼 /荧光光谱仪
的外光路系统及样品装置。
天津市港东科技发展有限公司激光喇曼 /荧光光谱仪
（ LRS-III 配有进口的陷波滤波片）
? 检测器,为光电倍增管、多探测器 (如 CCD,
Charge Coupled Device)等。
? 微区分析装置的应用,微区分析装置是拉曼
光谱仪的一个附件，由光学显微镜、电子摄像
管、显象荧光屏、照相机等组成。可以对薄片
等显微样品进行测量。
5 实验中应注意的几个问题
在拉曼光谱实验中，为了得到高质量的谱图，
除了选用性能优异的谱仪外，准确地使用光谱仪，
控制和提高仪器分辨率和信噪比是很重要的。
狭缝,出射入射和中间狭缝是喇曼光谱仪的重要
部分。狭缝的主要功能是控制仪器分辨率，并抑
制杂散光。随着狭缝宽度加大，强度增大，但分
辨率线性下降，使谱线展宽。
孔径角,实际测量中应注意把散射光正确地聚焦
到入射狭缝上，否则不但降低了分辨率也影响了
信号灵敏度。
激发功率,提高激发光强度或增加缝宽能够提高
信噪比，但这样做常常会因增加了杂散光。
激发波长,激光波长对杂散光及信噪比的影响十
分显著，一般用长波长的激光谱线作为激发光，
对获得高质量的谱图有利。
? 总之，一般应首先用适当减小狭缝宽度，保
证仪器光路准直等方法，尽量降低杂散光，
然后再考虑用重复扫描；增加取样时间；或
计算机累加平均等方法来消除激光器、光电
倍增管及电子学系统带来的噪声,以保证谱
图质量。
? 6 拉曼光谱在无机材料研究中的应用
? 相的确定；
? 晶体结构研究；
?
Raman散射与红外吸收方法机理不同, 所遵守的选择定则
也不同 。 两种方法可以相互补充 。 下图是 Nylon 66的 Raman与
红外光谱图 。
练习
? 1波长为 10um的 IR光的波数是多少？
? 2 CO的 IR谱中有 2170cm-1的吸收带,求 C-
O键的力常数。
? 3Ar气、氧气、氮气的 IR吸收带在何位置？
