用另一种方式问同一个问题
红外光谱法问分子：“你会吞掉哪些能量的光？”拉曼光谱法问的是一个更狡猾的问题：“如果我用一束单一明亮的颜色轰击你，你会不会把它的一小部分还回来，并且略微变了样？”这两个问题其实都在探测同一件事——分子的振动——只不过拉曼是通过散射、而不是吸收去触及它们。
当你把激光——一束纯粹单一颜色的光——照到样品上时，几乎所有的光都原封不动地反弹回来。但大约每一百万个光子里，会有一个带着略微偏移的颜色回来，它要么把一点点能量交给了某次振动，要么从某次振动那里偷走了一点点。那一缕微弱的偏移光就是拉曼信号，它偏移的多少告诉你那次振动的能量。
为什么拉曼能看到红外漏掉的东西
回想一下红外的规则：只有当振动改变了分子电荷的偏心时，键才会吸收。拉曼遵循一条不同的、几乎相反的规则：只有当振动改变了分子电子云被压扁和拉伸的难易程度时，它才会显现。这两条规则偏爱不同的振动——而这正是拉曼值得与红外并肩存在的全部理由。
拿那根对红外隐形的对称 O=O 键来说。对拉曼来说它却很亮，因为拉伸它确实改变了电子云的“软硬”。作为一条粗略的经验法则：对称、平衡的振动在拉曼里发亮，而偏心、极性的振动在红外里发亮。这两种技术不是对手；它们是互相填补盲点的伙伴。
和红外一样，拉曼光谱也有自己的高能区，那里满是官能团的特征，也有自己的低能指纹区，用来比对整个化合物。你学过的关于读红外图的一切都直接搬过来，只是每个峰的亮度不一样了。
拉曼的两大长处
第一，水在拉曼里几乎不露面。水吸收红外的胃口太大，能把样品的信号淹没，这让红外在面对任何潮湿东西时都很尴尬。而水在拉曼里几乎是沉默的，所以你可以研究活组织、血液，或烧杯里的溶液，而不必和溶剂搏斗。对生物学和医学来说，这是一个巨大的优势。
第二，激光和散射光能穿过透明玻璃和许多塑料。这意味着一台拉曼仪器可以读取一个密封瓶子或透明胶囊里的内容物，而完全不必打开它。机场安检和药房正是用这一点，在液体或药片仍待在容器里时就检查它。
代价：一缕极微弱的低语
诚实很重要。拉曼信号弱得惊人——只有那百万分之一的光子。要捕捉它，你需要一束强劲稳定的激光和一个非常灵敏的探测器，还得把杂散的室内光挡在外面。几十年来，这种微弱让拉曼一直是专家的工具；只有当激光和探测器变得又好又便宜时，它才变成你如今在边境口岸看到的那种手持扫描仪。
还有一个值得知道的麻烦：有些样品在激光下会发光，一团明亮的雾叫做荧光，能把娇弱的拉曼峰埋掉。我们将在下一篇指南里把这种发光当作一种独立的工具来认识——在这里是麻烦的东西，在那里却成了全部的重点。