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紅外光譜與拉曼光譜的區(qū)別與聯(lián)系
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天津市能譜科技有限公司

時(shí)間: 2019-01-16 瀏覽量: 153

紅外光譜和拉曼光譜的區(qū)別在哪里?下面由能譜科技工程師為您簡(jiǎn)單闡述一下。

一、紅外光譜與拉曼光譜的介紹

紅外光譜與拉曼光譜的區(qū)別與聯(lián)系

1、紅外光譜

當(dāng)樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí),分子吸收了某些特定頻率的輻射,并由其振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起偶極矩的變化,產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷,使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱。將測(cè)得的吸收強(qiáng)度對(duì)入射光的波長(zhǎng)或波數(shù)作圖,就得到紅外光譜。

利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收的特性來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法,稱紅外吸收光譜法。

紅外光譜與拉曼光譜的區(qū)別與聯(lián)系 

 

2、拉曼光譜

當(dāng)光照射到物質(zhì)上時(shí),會(huì)發(fā)生非彈性散射,在散射光中除有與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的彈性成分(瑞利散射)外,還有和激發(fā)光波長(zhǎng)不同的成分,后一現(xiàn)象統(tǒng)稱為拉曼效應(yīng)。這種現(xiàn)象于1928年由印度科學(xué)家拉曼所發(fā)現(xiàn),因此這種產(chǎn)生新波長(zhǎng)的光的散射被稱為拉曼散射,所產(chǎn)生的光譜被稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。拉曼光

譜是通過測(cè)定散射光相對(duì)入射光頻率的變化來獲取分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。

圖片5.png

 

 

 

二、紅外光譜與拉曼光譜的異同

 

1、相同點(diǎn)

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,也是用來檢測(cè)物質(zhì)分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。

 

2、不同點(diǎn)

(1)紅外光譜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。它是吸收光譜,信息是從分子對(duì)入射電磁波的吸收得到的。拉曼光譜一般也是發(fā)生在紅外區(qū),它不是吸收光譜,而是散射光譜,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)。它的信息是從入社光頻率的差別得到的。

 

(2)要產(chǎn)生紅外光譜效應(yīng),需要分子內(nèi)部有一定的極性,也就是說存在分子內(nèi)的電偶極矩。在光子與分子相互作用時(shí),通過電偶極矩躍遷發(fā)生了相互作用。因此,那些沒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,基本上是沒有紅外吸收光譜效應(yīng)的。 拉曼光譜產(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有極性的對(duì)稱分子的檢測(cè)。

 

(3)紅外容易測(cè)量,信號(hào)很好。而拉曼信號(hào)比較弱。

 

(4)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,水是拉曼光譜的一種優(yōu)良溶劑;

 

(5)在鑒定有機(jī)化合物時(shí),紅外光譜比拉曼有優(yōu)勢(shì)。而無化合物的拉曼光譜信息量比紅外光譜大。

 

(6)拉曼光譜的是利用可見光獲得的,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玻璃,而紅外光譜的樣品池需要特殊材料做成的。

 


 

可以總結(jié),紅外與拉曼的比較如下表:


紅外

拉曼

產(chǎn)生的機(jī)理

振動(dòng)引起分子偶極矩或電荷分布變化產(chǎn)生的

由于鍵上電子云分布產(chǎn)生瞬間變形引起暫時(shí)極化,是極化率的改變,產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,當(dāng)返回基態(tài)時(shí)發(fā)生的散射。散射的同時(shí)電子云也恢復(fù)原態(tài)

常規(guī)測(cè)量范圍

400—4000cm-1

40—4000cm-1

光譜產(chǎn)生的方式

吸收光譜

散射光譜

檢測(cè)對(duì)象

化學(xué)分子的的偶極距

分子的電子云的極化。

測(cè)定要求

能斯特?zé)?、碳化硅棒等作光源;樣品需前處?/p>

激光作光源;樣品不需前處理

水溶液樣品

水的吸收強(qiáng),嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果,限制了應(yīng)用領(lǐng)域

吸收弱,可以應(yīng)用于生物的活體測(cè)試

譜圖信息

主要反映分子的官能團(tuán)

主要反映分子的骨架,用于分析生物大分子

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