振动光谱

拿起一排用弹簧连起来的小球，晃一晃：弹簧会伸长、压缩、弯折，各有各的节律。分子的化学键正是如此，即使分子看上去静止不动，它们也在不停地颤动。振动光谱所聆听的就是这些颤动，因为一根键只能以某几个允许的能量份额来振动，并吸收能量恰好等于跃迁间隔的光。

振动光谱研究的是分子量子化振动能级之间的跃迁——也就是化学键的伸缩和弯曲。这些能级间隔落在红外区，所以这门技术主要由红外光谱（探测吸收）和拉曼光谱（探测能量发生偏移的散射光）来实现。分子每一种独特的振动方式称为一个简正模式，各自在自己的频率上吸收，这个频率由原子的质量和键的硬度共同决定。

它之所以宝贵，是因为振动频率对分子究竟含有哪些键和基团极为敏感，因而是辨认材料、跟踪化学反应的可靠手段。其中的微妙之处在于：红外和拉曼看到的并不是同一些振动——一个模式只有改变偶极矩才会出现在红外里，只有改变极化率才会出现在拉曼里，所以两种技术互为补充，合起来才给出更完整的图景。