红外光谱分析与激光拉曼光谱分析

红外光谱分析与激光拉曼光谱分析一红外光谱分析概述红外光区的划分红外吸收产生的原理红外分析方法5红外图谱解析6基团特征频率典型红外图谱8红外分析的步骤1概述（1）红外－拉曼红外光的电磁波本质（波长、折射率不同）当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并使得这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波长关系的曲线，即为红外光谱，所以又称之为红外吸收光谱。红外吸收光谱与分子结构有关系

红外光谱属于分子振动光谱。根据分子振动理论计算简单分子的基频和力常数利用基频和转动惯量计算了分子和键长、比热和其他热力学常数1概述（3）红外光谱图：纵坐标为百分透射率（T%）或吸光度（A），横坐标为波长λ（μm）和波数1/λ

单位：cm-1可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。“分子指纹”朗伯—比尔定律：A=lg(1/T)=Kbc1概述（5）红外－拉曼

红外光谱英文为

InfraredSpectrometry(IR)

样品吸收红外辐射的主要原因是：分子中的化学键因此,IR可用于鉴别化合物中的化学键类型，可对分子结构进行推测。既适用于结晶质物质，也适用于非晶质物质。2红外光区的划分（1）红外－拉曼

红外光区介于可见光与微波之间，波长范围约为0.76-1000μm，为了便于描述，引入一个新的概念——波数。波数：，波长的倒数，每厘米的波长个数，单位cm－1

＝1/（cm）＝104/（m）2红外光区的划分（2）红外－拉曼近红外：0.76―2.5μ，13158―4000cm-1

主要为OH，NH，CH的倍频吸收中红外：2.5―25μ，4000―400cm-1

主要为分子振动，伴随振动吸收远红外：25―1000μ，400―10cm-1

主要为分子的转动吸收其中，中红外区是研究的最多、最深的区域，一般所说的红外光谱就是指中红外区的红外吸收光谱。3红外吸收产生的原理3.1红外光的本质与一般的电磁波一样，红外光亦具有波粒二像性：既是一种振动波，又是一种高速运动的粒子流。其波长表示为波数的形式

＝1/（cm）＝104/（m）所具有的能量为：

E＝hc/＝hc

红外光所具有的能量正好相当于分子（化学键）的不同能量状态之间的能量差异。因此才会发生对红外光的吸收效应。3红外吸收产生的原理3.2分子与光谱分子能量E=Ee+Er+Ev+EftEN+Ei（分别为电子能量，分子的转动能量，分子的振动能量，分子质心在空间的平动能量，分子的核内能，分子基团间的内旋转能。）分子光谱来源于分子内部不同能级之间的跃迁，由于平动能量和内旋转能是连续，核能级在要磁场中才能分裂，因此光谱主要取决于E=Ee+Er+Ev电子能级差1～20eV（可见区和紫外区）振动能级差0.05～1eV（中红外区）转能能级差0.001～0.05eV（远红外和微波区）红外光谱属于分子振动-转动光谱3红外吸收产生的原理

分子的振动所需的能量远大于分子的转动所需的能量，因此对应的红外吸收频率也有差异：远红外区：波长长，能量低，对应分子的转动吸收中红外区：波长短，能量高，对应分子的振动吸收近红外区：能量更高，对应分子的倍频吸收（从基态－－第二或第三振动态）3.3双原子分子的振动双原子分子是简单的分子，简单的伸缩振动（1）谐振子模型Hook定律：双原子分子吸收红外光时，沿轴线上作振动，在弹簧伸长或受压缩时产生一线性恢复力ff=-K△r(K为弹性系数或化学键的力常数）f=ma考虑力与质量及加速度考虑双原子的谐振动，匀速圆周运动在圆周上的投影经典力学处理以HCl为例实测吸收波数为2886cm-1应用经典力学的方法可以讨论双原子分子的振动，证明双原子分子的振动光谱的特征。亦可由量子力学得证。经典力学的红外吸收解释：是分子固有的振动频率，振动时若发生偶极距的变化，即产生了频率(波数)为的交变电磁场。若有一辐射频率相同的红外光照射该分子，则分子振动的交变电磁场与红外辐射的交变电磁场发生耦合作用（或叫共振）。红外辐射的能量转移到分子上，分子吸收了红外光，频率不变，而振幅变大，振动能级发生跃迁，产生了红外吸收光谱分子中的振动能级是量子化的，而不是连续的。从量子力学的波动方程所得到的振动位能解为:

量子力学处理式中，v为振动量子数，取值0、1、2…，为分子振动的频率，即为根据能级跃迁的光谱选律，△v

=±1，即振动能级跃迁时，允许的是相邻能级的跃迁，而且主要的是从v=0跃迁到v=1,跃迁时能级差为吸收红外辐射光子的能量必需等于振动能级差△Ev，

分别为被吸收红外辐射的频率和波数。可见，量子力学解决了振动能级量子化、吸收红外的频率等于分子振动频率的问题（2）非谐振子模型双原子分子振动位能比较

1．谐振子振动位能曲线；2．双原子分子振动位能曲线非谐振子模型表明，当分子振动使核间距r小于平衡时的核间距re时，即r＜re，两原子靠拢时，两原子核之间的库仑斥力与化学键的复原力同向，使分子位能Ev随r的减少上升得更快些；而当r太大时，化学键要断裂，发生分子的分解。非谐振子的双原子分子实际吸收峰位置比按谐振子处理时低一定的波数。双原子分子吸收红外辐射后发生振动能级的跃迁，除了按光谱选律的△v

=±1跃迁外，量子力学的非谐振子处理还可以取△v

=±2,△v

=±3等。基频：△v

=±1，且由于在室温下分子处于最低的振动能级，v

=0，即为基态，所以跃迁为v=0到v

=1，称为基频。这种跃迁的几率大，所产生的红外吸收强度大，在红外光谱分析中最有价值；(3)双原子分子的红外吸收光谱红外吸收的种类：倍频：△v

=±2或△v

=±3等，振动能级从v=0跃迁到v

=2或v

=3等。这种跃迁的几率很小，吸收强度弱；热频：△v

=±2或△v

=±3等，且从高于v

=0的能级跃迁到更高的振动能级，这种跃迁的几率也很小，吸收强度弱。3.4多原子分子的振动(1)简谐振动分子的理想化振动x=Acos(2*π*t/T+φ)，简谐振动曲线3.4多原子分子的振动(2)简正振动的类型即分子中所有原子以相同频率和相同位相在平衡位置附近所作的简谐振动多原子分子的振动形式基本可分为两大类，一类是键长发生变化的伸缩振动，一类是键角发生变化的弯曲振动(或变形振动)。3.4多原子分子的振动A.伸缩振动(stretchingvibration)分子沿成键的键轴方向振动，键的长度发生伸、缩变化。分对称伸缩s(symmetricalstretchingvibration)和不对称伸缩as(asymmetricalstretchingvibration)。

一些化学键的伸缩振动对应的红外波数键分子波数cm－1H-FHF3958H-ClHCl2885H-BrHBr2559H-OH2O(结构水)（羟基）3640H-OH2O(结晶水)3200-3250C-C单键1195

双键1685

三键20703.4多原子分子的振动3.4多原子分子的振动B.弯曲振动（亦称变形振动）基团键角发生周期性变化而键长不变的振动。分为面内变形和面外变形振动。面内变形分为剪式（δ）和平面摇摆振动（ρ）。面外变形振动分为非平面摇摆（ω）和扭曲振动（τ）。

一些化学键的弯曲振动对应的红外波数键波数cm－1XOH1200－600H2O1650－1600NO3900－800CO3900－700BO3800－600SO4680－580SiO4560－420多原子分子的简振振动类型总结简正振动的数目称为振动自由度。每个振动自由度对应于红外光谱上的一个基频吸收带。以直角坐标系中，x,y,z三个坐标轴。n个原子组成的分子，具有3n个总自由度。3n个总自由度=分子的振动自由度+平动自由度+转动自由度分子的振动自由度=3n-平动自由度-转动自由度一个由n个原子组成的分子有3n－6(直线型分子为3n－5)种简正振动。3.4多原子分子的振动(3)简正振动的数目例1：H2O的红外吸收

3*3-6=3个简正振动例2：CO2分子的红外吸收

3*3-5=4个简正振动简正振动有相同的频率基频吸收谱带较多，在分子振动过程中就有基频的组合，因而产生了较基频吸收谱带为弱的倍频、组频、差频等吸收谱带。泛频谱带是弱吸收带，在光谱分析中用处不大，但有时在“光谱诊断”时也会起到重要作用，可以通过加大浓度使这些谱带变强而进行分析。(4)多原子分子的红外吸收光谱每个简正振动都有一个特征频率，对应于红外光谱上可能的一个吸收峰。实际红外吸收峰的数目少于简正振动数原因：振动非活性简并检测仪器的灵敏度不足分子振动能量低，吸收频率落在仪器测量范围之外大多数分子是多原子分子，要计算其振动频率（波数）需要很复杂的数学处理过程实践证明，多原子分子的每一个简正振动是分子中某一个基团或化学键起主导作用，而分子的其它部分起附带作用可以把多原子分子进行切割，把每一个振动归属于某一基团或化学键，再利用双原子分子的模式处理多原子分子，用双原子分子计算伸缩振动的频率（波数）公式来计算多原子分子的伸缩振动频率（波数）。(5)多原子分子的振动羰基C=O的伸缩振动频率（波数），K=12.1牛顿/厘米。酮R─CO─R、醛R─CH〓O、羧酸及羧酸及其衍生物：R─CO─OH羧酸、R─CO─OR′羧酸酯、R─CO─O─CO─R′酸酐等

计算羰基C=O的伸缩振动频率（波数），K=12.1牛顿/厘米。实验值：酮中的C=O，大约为1715cm-1；醛中的C=O，大约为1725cm-1。分子转动能级跃迁所需的能量较振动能级跃迁小100倍左右，所以转动能级跃迁所吸收的辐射波长更长，处于远红外区和微波区。转动能级依照量子力学方法处理J为转动惯动量子数，取0，1，2…正整数，I为转动惯量（惯性矩）

五、分子的转动六、分子红外吸收产生的条件（选律）A、当照射分子的红外辐射光子的能量与分子振动能级跃迁所需的能量相等

即红外辐射的频率与分子某一振动方式的频率相等，从而使分子吸收红外辐射能量产生振动能级的跃迁。这是产生红外吸收的必要条件。B、偶极矩的变化：分子在振动过程中，由于键长和键角的变化，而引起分子的偶极矩的变化，结果产生交变的电场，这个交变电场会与红外光的电磁辐射相互作用，从而产生红外吸收。而多数非极性的双原子分子（H2,N2,O2)，虽然也会振动，但振动中没有偶极矩的变化，因此不产生交变电场，不会与红外光发生作用，不吸收红外辐射。称之为非红外活性。苯是12个原子组成的非极性分子，它有30种简正振动方式，其中许多种能够引起分子固有偶极矩的变化，可观察到红外光谱光谱。但有一些振动方式就没有红外活性。例如它的呼吸振动。偶极矩与极化率偶极矩：正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积。μ=r×q。它是一个矢量，方向规定为从负电荷中心指向正电荷中心。极化率：分子的平均偶极矩u与电场强度E的比值为。α=μ/E。对于非极性分子，若极化率α越大，则在外电场诱导出的偶极矩越大。极性分子具有永久偶极矩，极化率是原子极化、电子极化与定向极化的总和。

Fourier变换红外光谱仪工作原理示意图主要部件有光源（硅碳棒、高压汞灯等）、麦克尔逊（Mickelson）干涉仪、样品池、检测器（常用TGS、MCT检测器）、计算机及记录仪。4红外分析方法（1）核心部分是干涉仪和计算机。干涉仪将光源来的信号以干涉图的形式送往计算机进行快速的Fourier变换的数学处理，最后将干涉图还原为通常解析的光谱图。

Michelson干涉仪光学示意及工作原理图单色光：只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉单色光：动镜移动使光程差为波长的整数倍为强度增加，使光程差为半波长的奇数位为强度最低FTIR光谱干涉图中心极大而向两侧迅速衰减的对称干涉图当多色光通过试样时，由于试样选择吸收了某些波长的光，则干涉图发生了变化，变得极为复杂复杂的干涉图是难以解释的，需要经过计算机进行快速的Fourier变换，就可得到一般所熟悉透射比随波数变化的普通红外光谱图FTIR光谱仪和特点扫描速度快，测量时间短，可在1s至数s内获得光谱图便于与色谱法的联用；灵敏度高，检测限低，可达10-9-10-12g,因为可以进行多次扫描（n次），进行信号的叠加，提高了信噪比倍；分辨本领高，波数精度一般可达0.5cm-1，性能好的仪器可达0.01cm-1；测量光谱范围宽，波数范围可达10-104cm-1，涵盖了整个红外光区；测量的精密度、重现性好，可达0.1％，而杂散光小于0.01％。4红外分析方法（1）红外－拉曼红外辐射光源：a）能斯特灯：氧化锆、氧化钍、氧化钇的混和物b）硅碳棒：由合成的SiC加压而成c）氧化铝棒：中间放置铂－铑加热丝的氧化铝管棒辐射源在加热1500－2000k时，会发射出红外辐射光。4红外分析方法（2）红外－拉曼

从光源发射的红外辐射，被均分为两路，一路通过标准参比物质（无明显红外吸收），一路通过试样。当两路光的某一波数到达检测器的强度有差异时，即说明试样吸收了某一波数的红外光。4红外分析方法（3）红外－拉曼4红外分析方法（4）红外－拉曼样品的制备（气、液、固）：a)可将它直接充入已预先抽真空的气体池中进行测量，池内测量气体压力约50mmHg。b)对液体或溶液样品可以采用液体池法和液膜法。c）固体样品可以用压片法、调糊法、薄膜法和溶液法四种。4红外分析方法（5）红外－拉曼样品的制备：1）薄膜法样品研磨成2微米左右，使之悬浮于容易挥发的液体中，把含有试样的悬浮液涂成层状，待溶剂挥发后，即形成薄层状的样品。2）压片法（固体样品最常用的制样方法）称量样品0.3-3mg，与约200mg的KBr共同研磨，并混和均匀，用15MPa的压力压成片状。（KBr从4000－250cm－1都是透明的，即不产生红外吸收）5红外谱图解析（1）红外－拉曼中红外光谱区可分成两个区域：

4000cm-1~1800cm-1(1300cm-1)：基团频率区

1800cm-1~600cm-1：为指纹区基团频率区为官能团的伸缩振动吸收带，容易辨认。指纹区内除单键的伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种化学键的旁证。5红外谱图解析（2）红外－拉曼（1）基团频率区：可进一步分为三个区域：（A）4000~2500：X-H伸缩振动区，X可以是O、N、C或S等原子。O-H基的伸缩振动出现在3650~3200，它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。C-H的伸缩振动可分为饱和与不饱和两种：饱和的C-H约3000~2800cm-1。如-CH3：2960和2876；

R2CH2：2930和2850；

R3CH：2890。5红外谱图解析（3）红外－拉曼不饱和的C-H伸缩振动出现在3000cm-1以上，以此来判别化合物中是否含有不饱和的C-H键。如：苯环的C-H：3030附近。不饱和的双键=C-H：3010~3040；末端=CH2的吸收出现在3085附近。Ξ键上CH的C-H伸缩振动出现在更高的区域（3300）附近。5红外谱图解析（4）红外－拉曼（B）2500~1900为Ξ键和累积双键区。R-CΞCH的伸缩振动出现在2100~2140附近；R-CΞC-R出现在2190~2260cm-1附近；R-CΞC-R分子是对称，为非红外活性。5红外谱图解析（5）红外－拉曼（C）1900~1200为双键伸缩振动区①C=O伸缩振动出现在1900~1650，是红外光谱中特征的且往往是最强的吸收。②C=C伸缩振动。烯烃的C=C伸缩振动出现在1680~1620，一般很弱。单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1600和1500附近，有两个峰。③苯的衍生物的泛频谱带，出现在2000~1650范围，是C-H面外和C=C面内变形振动的泛频吸收。5红外谱图解析（6）红外－拉曼（2）指纹区（A）1800~900是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、Si-O等单键的伸缩振动和C=S、S=O、P=O等双键的伸缩振动吸收。其中C-H对称弯曲振动：1375，（鉴别甲基）C-O的伸缩振动：1300~1000。（B）900~650cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型。如确定苯环的取代类型等。

苯环取代类型在2000～1667cm-1和900～600cm-1的谱形

红外光谱的最大特点是具有特征性，这种特征性与各种类型化学键的特征相联系。不管分子结构多么复杂，都是有许多原子基团组成的，这些原子基团在分子受激发后都会产生特征的振动。基团或化学键的特征吸收频率（列表）5红外谱图解析（7）6基团特征频率红外－拉曼1.键振动6基团特征频率红外－拉曼2.饱和烃（官能团主要为-CH2/—CH3)6基团特征频率红外－拉曼3.不饱和烃6基团特征频率红外－拉曼4.含有C、H、O等元素

6基团特征频率红外－拉曼5.含有C、H、N等元素

6基团特征频率红外－拉曼6.含有C、H、N、O等元素

6基团特征频率红外－拉曼7.含有P、S、卤素等元素7典型红外图谱（1）红外－拉曼3500cm-1：O-Hstretchingvibrations.

1600cm-1

：O-Hbendingvibrationband.~1100cm-1：Si-O-Sifundamentalvibration.7典型红外图谱（2）红外－拉曼1－己烯7典型红外图谱（4）红外－拉曼7典型红外图谱（5）红外－拉曼1原始珍珠岩2改性珍珠岩填料3人工混匀的珍珠岩7典型红外图谱（6）红外－拉曼1人工混匀样清洗2次2改性样清洗2次3改性样清洗多次7典型红外图谱（7）7典型红外图谱（8）辛烷7典型红外图谱（9）甲苯泛频7典型红外图谱（10）1-已炔7典型红外图谱（11）1-已烯8红外分析的步骤（1）红外－拉曼

一般程序是先官能团区，后指纹区；先强峰后弱峰；先否定后肯定。首先在官能团区（4000~1300cm-1）搜寻官能团的特征伸缩振动，再根据指纹区的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。如果是芳香族化合物，应定出苯环取代位置。最后再结合样品的其它分析资料，综合判断分析结果，提出最可能的结构式，然后用已知样品或标准图谱对照，核对判断的结果是否正确。8红外分析的步骤（2）红外－拉曼1.已知物的鉴定将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。如果两张谱图不一样或峰位不一致，则说明两者有差异或者样品有杂质。如用计算机谱图检索，则采用相似度来判别。8红外分析的步骤（3）红外－拉曼2.未知物结构的测定测定未知物的结构，是红外光谱法定性分析的一个重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标准谱图进行查对：（1）查阅标准谱图的谱带索引，寻找与试样光谱吸收带相同的标准谱图；（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后再由化学分类索引查找标准谱图对照核实。由化学式计算化合物的不饱和度（或称不饱和单元）--化合物不饱和度的计算公式为:式中n1、n3和n4分别为分子中一价(通常为氢及卤素)、三价(通常为氮)和四价(碳)元素的原子数目，二价元素(如氧、硫等)的原子数目与不饱和度无关。不饱和度Ω的数值为化合物中双键数与环数之和(三键的Ω为2)。

Ω＝0时，表明化合物为无环饱和化合物；Ω＝1时，表明分子有一个双键或一个饱和环；Ω＝2时，表明分子有两个双键或两个饱和环，或一个双键再加上一个饱和环，或一个三键；Ω=4时，可能有一个苯环，以此类推。8红外分析的步骤（4）红外－拉曼几种红外标准谱图库：（1）萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图（2）Aldrich红外谱图库（3）SigmaFourier红外光谱图库网上有这些资源，可以查询。红外光谱的三要素是吸收峰的位置、强度和形状8红外分析的步骤（5）红外－拉曼

下图为在Sadtler数据库中，检索到的三苯基甲醇的Sadtler标准红外光谱图：8红外分析的步骤（5）红外－拉曼

对应的文字资料如下：例1，某化合物的分子式为C8H14，其红外光谱如下图所示，试进行解释并判断其结构。例2，有一种液态化合物，相对分子质量为58，它只含有C、H和O三种元素，其红外光谱如下图所示，试推测其结构。定量分析理论依据——与紫外--可见分光光度法相同，是依据光吸收定律（朗伯－比耳定律），即A=εbC

应用上的局限性——由于红外光谱法定量分析上有如下的固有缺点，准确度、灵敏度较低，所以在应用意义上不如紫外－可见分光光度法。光吸收定律（朗伯－比耳定律），即A=εbC设入射光强度为I0，入射光穿过佯品槽后强度为I，样品的厚度为b，一束平行单色光穿过无限小的吸收层以后，则其强度的减弱量与入射光的强度和样品的厚度成正比当需要对某未知液的浓度cx

进行定量测定时，只需在相同条件下测得未知液的吸光度Ax。吸收度的测量由红外光谱中的测量峰测出入射光强度I0及透射光强度It，求出吸收度A

测量I0、It的方法有一点法和基线法两种。当背景吸收较小，可以忽略不计，吸收峰对称且无其它吸收峰影响时，可用一点法测量I0、It红外光谱吸光度的获得一点法背景吸收较大不可忽略，有其它峰影响使测量峰不对称时，可用基线法测量I0、It。通过测量峰两边的峰谷作一切线，以两切点连线的中点确定I0,以峰最大处确定It基线法测量A顶点强度法的一个弱点是不能完全定量地反映化学结构与吸光度的关系。例如，宽的和窄的吸收带吸收的能量是不同的，但用顶点强度法测量时，它们可能具有同样的吸光度值。而积分强度法测量的是某一振动形式所引起吸收的全部强度值。积分强度法也叫面积强度法光谱复杂，谱带很多，测量谱峰容易受到其它峰的干扰，容易导致吸收定律的偏差；红外辐射能量很小，强度很弱，摩尔吸光系数ε很小，灵敏度很低，只能作常量的分析；测量光程很短，吸收厚度（b）难以测准，样品池受到的影响因素多，参比不够准确。因此准确度较差；必须绘出红外吸收曲线，才能测量百分透射率（T％）或吸收度（A）。标准曲线法：实际分析工作中最常用的一种方法。配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液作参比，测定标准系列溶液的吸光度，绘制吸光度－浓度曲线，称为校正曲线（也叫标准曲线或工作曲线）。方法一吸收强度比法（比例法）用于只有两组份（或三组份）混合物样品的分析。选择两组份各一个互相不受干扰的吸收峰作为测量峰。根据吸收定律A1＝ε1b1C1，A2＝ε2b2C2

C用质量百分数或摩尔分数表示，则C1＋C2＝1。

方法二取用两组份的纯物质配制一系列不同的混合样品作为标准样品，绘制光谱、并测得各自吸光度，得到一系列R值，作R-校正曲线，得到一斜率为K的直线或曲线如图所示。吸收强度比法（比例法）由未知试样的Rx从校正曲线中求补偿法（差示法）是在双光束红外分光光度计的参比光路中，加入混合试样中对被测物质有干扰的组分，从而抵消其对被测组分的干扰。某混合试样a中有主要组分b和被测组分c方法三

b对c的测量有严重干扰。比较试样a和纯物质b两光谱，可见仅在A、B处显示微小差别，此为b、c叠加的结果。如果将b组分加入参比光路中，并仔细调节光程厚度，可使其完全补偿试样光路中b的吸收，即可获得c组分的纯光谱（图中c曲线）。再由标准曲线求组分c的含量。红外光谱法(IR)的特点优点：⒈应用很广泛。●几乎所有的有机物都有红外吸收；●不受样品物理性质如相态（气、液、固相）、熔点、沸点及蒸气压的限制；●进行物质的结构分析，定量分析，计算化合物的键力常数、键长、键角等物理常数缺点：色散型仪器的分辨率低，灵敏度低，不适于弱辐射的研究。不能用于水溶液及含水物质的分析。对某些物质不适用：如振动时无偶极矩变化的物质，左右旋光物质的IR谱相同，不能判别，长链正烷烃类的IR谱相近似等。复杂化合物的光谱极复杂，难以作出准确的结构判断，往往需与其它方法配合。二激光拉曼光谱红外－拉曼1概述2拉曼效应3拉曼光谱仪4拉曼光谱图5红外与拉曼比较1概述红外－拉曼1800年，英国科学家W.Herschel在测色温时(即波长越长，所具有的温度越高)，发现了红外光，Infra－Red。由于存在红外非活性的问题，因此人们又继续研究探索，在1928年的时候，由印度科学家V.C.Raman发现了拉曼效应，并获得1930年度Nobel物理奖。2拉曼效应（1）红外－拉曼1）瑞利散射

一个频率为的单色光（一般为可见光），当不被物体吸收时，大部分将保持原来的方向穿过物体，但大约有1/105——1/103的光被散射到各个方向。并且在与入射光垂直的方向，可以看到这种散射光。

1871年科学家Rayleigh发现了这种现象，因此称之为瑞利散射。

该种散射为弹性碰撞，光的频率不变。波长较短的光，其瑞利散射强一些。这也是天空呈现蓝色的原因(日光中蓝光的瑞利散射是红光强度的10倍)。2拉曼效应（2）红外－拉曼2）拉曼散射

当单色光照射在样品上，发生瑞利散射的同时，总发现有1％左右的散射光频率与入射光不同。把频率与入射光频率不等的这部分效应命名为拉曼效应（喇曼效应）。2拉曼效应（3）红外－拉曼