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与红外光谱法相比较,拉曼光谱是一种阶数更高的光子—分子相互作用

发布时间:2019/10/30 点击量:

  拉曼光谱是研究分子振动的一种光谱方法,它的原理和机制都与红外光谱不同,红外光谱的产生是由于吸收光的能量,引起分子中偶极矩改变的振动;拉曼光谱的产生是由于单色光照射后产生光的综合散射效应,引起分子中极化率改变的振动。
       红外光谱是吸收光谱,拉曼光谱是散射光谱,但它们提供的结构信息是类似的,只是研究分子间作用力的种类不同,对于一个给定的化学键,其红外吸收频率与拉曼位移相等,均代表第一振动能级的能量,都是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况,从而可以用来鉴定分子中存在的官能团。
       对某一给定的化合物,某些峰的红外吸收波数与拉曼位移完全相同,红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,两者都反映分子的结构信息。分子偶极矩变化是红外光谱产生的原因,而拉曼光谱是分子极化率变化诱导的,它的谱线强度取决于相应的简正振动过程中极化率的变化的大小。由于拉曼光谱对振动基团极化率的变化敏感,所以喇曼光谱对于研究物质的骨架特征最为有效。一般对称振动会出现显著的喇曼谱带。在分子结构分析中,拉曼光谱与红外光谱是相互补充的。拉曼光谱适于表征对称性高而电子云密度变化大的振动,而红外光谱则适于表征对称性低而偶极矩改变大的振动。例如:电荷分布中心对称的键,

与红外光谱法相比较,拉曼光谱是一种阶数更高的光子—分子相互作用

  如 C-C、N=N、S-S 等,红外吸收很弱,而拉曼散射却很强,因此,一些在红外光谱仪无法检测的信息在拉曼光谱能很好地表现出来。

  (1) 红外光谱的入射光及检测光均是红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光 ,散射光也是可见光;

  (2) 红外谱测定的是光的吸收,横坐标用波数或波长表示,而拉曼光谱测定的是光的散射,横坐标是拉曼位移;

  (3) 两者的产生机理不同。红外吸收是由于振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的。拉曼散射是由于键上电子云分布产生瞬间变形引起暂时极化,是极化率的改变,产生诱导偶极,当返回基态时发生的散射。散射的同时电子云也恢复原态;

  (4) 红外光谱用能斯特灯、碳化硅棒或白炽线圈作光源而拉曼光谱仪用激光作光源;

  (5) 用拉曼光谱分析时,样品不需前处理。而用红外光谱分析样品时,样品要经过前处理,液体样品常用液膜法和液体样品常用液膜法,固体样品可用调糊法,高分子化合物常用薄膜法,体样品的测定可使用窗板间隔为 2.5~10 cm的大容量气体池;

  (6) 红外光谱主要反映分子的官能团,而拉曼光谱主要反映分子的骨架主要用于分析生物大分子;

  (7) 拉曼光谱和红外光谱可以互相补充,对于具有对称中心的分子来说,具有一互斥规则:与对称中心有对称关系的振动,红外不可见,拉曼可见;与对称中心无对称关系的振动,红外可见,拉曼不可见。