紅外光譜與拉曼光譜比較.doc

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1、拉曼光譜紅外光譜相同點(diǎn)給定基團(tuán)的紅外吸收波數(shù)與拉曼位移完全相同，兩者均在紅外光區(qū)，都反映分子的結(jié)構(gòu)信息產(chǎn)生機(jī)理電子云分布瞬間極化產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極振動(dòng)引起偶極矩或電荷分布變化入射光可見(jiàn)光紅外光檢測(cè)光可見(jiàn)光的散射紅外光的吸收譜帶范圍40-4000cm-1400-4000cm-1水可做溶劑不能作為溶劑樣品測(cè)試裝置玻璃毛細(xì)管做樣品池不能用玻璃儀器制樣固體樣品可以直接測(cè)需要研磨制成溴化鉀片拉曼光譜紅外光譜拉曼位移相當(dāng)于紅外吸收頻率。紅外中能得到的信息在拉曼中也會(huì)出現(xiàn)?；パa(bǔ)拉曼光譜也同樣有三要素，此外，還有退偏振比。解析三要素（峰位、峰強(qiáng)、峰形）非極性基團(tuán)譜帶強(qiáng)（S

2、-S、C-C、N-N）極性基團(tuán)的譜帶強(qiáng)烈（C=O、C-Cl）容易表征碳鏈振動(dòng)較容易測(cè)定鏈上的取代基紅外光譜又叫做紅外吸收光譜，它是紅外光子與分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的量子化能級(jí)共振產(chǎn)生吸收而產(chǎn)生的特征吸收光譜曲線。要產(chǎn)生這一種效應(yīng)，需要分子內(nèi)部有一定的極性，也就是說(shuō)存在分子內(nèi)的電偶極矩。在光子與分子相互作用時(shí)，通過(guò)電偶極矩躍遷發(fā)生了相互作用。因此，那些沒(méi)有極性的分子或者對(duì)稱性的分子，因?yàn)椴淮嬖陔娕紭O矩，基本上是沒(méi)有紅外吸收光譜效應(yīng)的。拉曼光譜一般也是發(fā)生在紅外區(qū)，它不是吸收光譜，而是在入射光子與分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)量子化能級(jí)共振后以另外一個(gè)頻率出射光子。入射和出射光

3、子的能量差等于參與相互作用的分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷能級(jí)。與紅外吸收光譜不同，拉曼光譜是一種階數(shù)更高的光子——分子相互作用，要比紅外吸收光譜的強(qiáng)度弱很多。但是由于它產(chǎn)生的機(jī)理是電四極矩或者磁偶極矩躍遷，并不需要分子本身帶有極性，因此特別適合那些沒(méi)有極性的對(duì)稱分子的檢測(cè)。相同點(diǎn)在于：對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)鍵，其紅外吸收頻率與拉曼位移相等，均代表第一振動(dòng)能級(jí)的能量。因此，對(duì)某一給定的化合物，某些峰的紅外吸收波數(shù)和拉曼位移完全相同，紅外吸收波數(shù)與拉曼位移均在紅外光區(qū)，兩者都反映分子的結(jié)構(gòu)信息。拉曼光譜和紅外光譜一樣，也是用來(lái)檢測(cè)物質(zhì)分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)不同點(diǎn)在于：兩

4、者產(chǎn)生的機(jī)理不同；紅外光譜的入射光及檢測(cè)光均為紅外光，而拉曼光譜的入射光大多數(shù)是可見(jiàn)光，散射光也是可見(jiàn)光；紅外光譜測(cè)定的是光的吸收，而拉曼測(cè)定的是光的散射；紅外光譜對(duì)于水溶液、單晶和聚合物的檢測(cè)比較困難，但拉曼光譜幾乎可以不必特別制樣處理就可以進(jìn)行分析，比較方便；紅外光譜不可以用水做溶劑，但是拉曼可以，水似拉曼光譜的一種優(yōu)良溶劑；拉曼光譜的是利用可見(jiàn)光獲得的，所以拉曼光譜可用普通的玻璃毛細(xì)管做樣品池，拉曼散射光能全部透過(guò)玻璃，而紅外光譜的樣品池需要特殊材料做成的。本質(zhì)區(qū)別：紅外是吸收光譜，拉曼是散射光譜；拉曼光譜光譜與紅外光譜兩種技術(shù)包含的信息通常是

5、互補(bǔ)的。主要區(qū)別：（1）光譜的選擇性法則是不一樣的，紅外光譜是要求分子的偶極矩發(fā)生變化才能測(cè)到，而拉曼是分子的極化性發(fā)生變化才能測(cè)到；（2）紅外很容易測(cè)量，而且信號(hào)很好，而拉曼的信號(hào)很弱；（3）使用的波長(zhǎng)范圍不一樣，紅外光譜使用的是紅外光，尤其是中紅外，而拉曼可選擇的波長(zhǎng)很多，從可見(jiàn)光到NIR，都可以使用；（4）拉曼和紅外大多數(shù)時(shí)候都是互相補(bǔ)充的，就是說(shuō)，紅外強(qiáng)，拉曼弱，反之也是如此；（5）在鑒定有機(jī)化合物方面，紅外光譜具有較大的優(yōu)勢(shì)，無(wú)機(jī)化合物的拉曼光譜信息量比紅外光譜的大。（6）理論基礎(chǔ)和檢測(cè)方法存在明顯的不同。我們說(shuō)物質(zhì)分子總在不停地振動(dòng)，這種

6、振動(dòng)是由各種簡(jiǎn)正振動(dòng)疊加而成的。當(dāng)簡(jiǎn)正振動(dòng)能產(chǎn)生偶極矩的變化時(shí)，它能吸收相應(yīng)的紅外光，即這種簡(jiǎn)正振動(dòng)具有紅外活性；具有拉曼活性的簡(jiǎn)正振動(dòng)，在振動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生極化度的變化，它能與入射光子產(chǎn)生能量交換，使散射光子的能量與入射光子的能量產(chǎn)生差別，這種能量的差別稱為拉曼位移，它與分子振動(dòng)的能級(jí)有關(guān)，拉曼位移的能量水平也處于紅外光譜區(qū)。紅外光譜法的檢測(cè)直接用紅外光檢測(cè)處于紅外區(qū)的分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能量；而拉曼光譜法的檢測(cè)是用可見(jiàn)激光來(lái)檢測(cè)處于紅外區(qū)的分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能量，它是一種間接的檢測(cè)方法。