红外光谱与拉曼光谱比较
红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)
3.3红外分光光度计
按分光器将红外分光光度计分为四代： 以人工晶体棱镜作为色散元件的第一代; 以光栅作为分光元件的第二代; 以干涉仪为分光器的傅里叶变换红外光度计是第3代;
用可调激光光源的第4代仪器。
3.3.1双光束红外分光光度计的工作原理:
3.3.2 红外分光光度计的主要部件:
(1）光源： 光源的作用是产生高强度、连续的红外光。 （a）硅碳棒。由硅碳砂加压成型并经锻烧做成。工作温 度1300~1500℃，工作寿命1000小时。硅碳棒不需要预热， 寿命也较长。价格便宜。
波长或波数可以按下式互换：
_
( cm-1)=1/λ(cm)=104/λ(μm)
在2.5μm处，对应的波数值为： _ = 104/2.5 (cm-1)=4000cm-1
一般扫描范围在4000~400cm-1。 波长在2.5~25μm，叫中红外区。 波长0·75~2·5μm叫近红外区。 波长在25~100μm叫远红外区。
到了六十年代，用光栅代替棱镜作分光器的第二代红 外光谱仪投入了使用。这种计算机化的光栅为分光部件的 第二代红外分光光度计仍在应用。
七十年代后期，干涉型傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) 投入了使用，这就是第三代红外分光光度计。
近来，已采用可调激光器作为光源来代替单色器，研制 成功了激光红外分光光度计，即第四代红外分光光度计， 它具有更高的分辨率和更广的应用范围，但目前还未普及。
υ as
面内变 形振动
δ 面内
面外变 形振动 δ 面外
面内摇摆 ρ
剪式振动
δs
面外摇摆 ω 扭曲振动 τ
跃迁时能级变化的大小为：as > s > δ。
能级变化大的出峰在高频区，即波数值大；能级变化小 的出峰在低频区，即波数值小。
红外线与拉曼光谱
波数, cm-1 = 104 /（ , µm ）
2
红外光谱与拉曼光谱的区别：信号产生的方式不同
红外光谱为吸收光谱，拉曼光谱为散射光谱（一般信号很弱） 二者在研究分子结构上具有互补性
3
红外光谱法的特点
紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物，特别是具有 共轭体系的有机化合物
红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没 有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）
除单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等外，几乎所有的 有机化合物在红外光谱区均有吸收；
除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有 微小差异的化合物外，凡是具有结构不同的两个化合物，其红外 光谱一定不相同
25
红外吸收峰的强度
e ＞100 L cm-1 mol-1 20 ＜ e ＜100 10＜ e ＜20 1＜ e ＜10
非常强峰（vs） 强峰（s） 中强峰（m） 弱峰（w）
影响因素 振动能级的跃迁概率，跃迁时的偶极矩变化大小;而
偶极矩与分子结构的对称性有关
基频吸收峰：基态向第一激发态跃迁，概率大，峰较强 倍频吸收峰：基态向第二激发态跃迁，概率小，峰较弱
例如1: C-C、 CC、 CC三种碳碳键的质量相同， 键力常数的顺序是三键>双键>单键。因此在红外光谱中， CC的吸收峰出现在 2222 cm-1，而CC约在1667 cm-1 ， C-C 在 1429 cm-1;
例如2: C-C、C-O、C-N键的力常数相近，但相对折合质量不 同: C-C < C-N < C-O，这三种键的基频振动峰分别出现在1430 cm-1 、1330 cm-1 、1280 cm-1附近
拉曼光谱和傅里叶红外光谱的关系和区别
拉曼光谱和傅里叶红外光谱的关系和区别
拉曼光谱和傅立叶红外光谱都是用于研究物质分子结构的光谱学技术，但它们的原理和应用场合略有不同：
1. 原理不同
傅里叶红外光谱是基于物质的分子振动，即当红外光谱穿过物质时，物质中的分子会吸收光谱能量，分子的振动状态发生变化，从而产生特定的吸收峰。
而拉曼光谱则是基于拉曼散射现象，即当光线照射到物质表面时，光子和分子进行非弹性碰撞，产生散射光谱（即拉曼光谱）。
在拉曼散射过程中，分子的电磁场会引起光子的电磁场的微小变化，从而使得散射光谱具有与吸收光谱不同的信息。
2. 应用场合不同
傅里叶红外光谱一般用于物质的结构分析、属性鉴定和质谱分析等方面。
由于吸收峰的强度与结构、分子间的相互作用以及化学键的种类等相关，因此可以用来定性和定量分析化合物的组成和结构。
而拉曼光谱的应用则更加广泛，可用于分析固体、液体、气体甚至表面所形成的薄膜等。
拉曼光谱的优势在于它可以检测表面物质的结构和组成，对于具有结构
差异的同一样品，拉曼光谱相对较容易区分。
3. 检测灵敏度不同
拉曼光谱的灵敏度较低，对于检测含量较小的有机物质等比较困难，但其优势在于非接触检测和对于一些无法单独检测的样品成分的检测。
而傅里叶红外光谱的灵敏度较高，可检测含量较低的有机物质等。
红外光谱和拉曼光谱的异同
红外光谱和拉曼光谱的异同红外光谱和拉曼光谱是研究分子结构及组态、物质成分鉴定和结构分析的有力工具，由于具有无损伤、灵敏度高和时间短等特点，在物理、化学、生物学、矿物学、考古学和工业产品质量控制等领域中得到了广泛的应用，在物质结构分析中，极性基团如C=O,N-H及S-H 具有强的红外延伸振动，而非极性基团如C=C,C-C及S-S有强的拉曼光谱带，因此，红外光谱和拉曼光谱常常在一起，共同用于完成一个物质分子结构的完整分析。
通常，红外光谱适用于分析干燥的非水样品，拉曼光谱适合于含水的生物系统分析。
总体来说：红外光谱与拉曼光谱同属于分子振动光谱，但红外光谱是吸收光谱，拉曼光谱是散射光谱，二者机制不同，但互为补充。
红外光谱和拉曼光谱的联系和区别具体如下:(1)红外光谱常用于研究极性基团的非对称振动;拉曼光谱常用于研究非极性基团与骨架的对称振动。
红外吸收弱或无吸收的官能团在拉曼散射谱中均有强峰;反之，拉曼散射峰弱则红外吸收强。
例如，许多情况下C =C伸缩振动的拉曼谱带比相应的红外谱带较为强烈，C= O的伸缩振动的红外谱带比相应的拉曼谱带更为显著。
(2)拉曼光谱一次可以同时覆盖40-4000cm-1波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。
若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器，(3)拉曼光谱可测水溶液，而红外光谱不适用于水溶液的测定。
(4)红外光谱解析中的定性三要素(即吸收频率、强度和峰形)对拉曼光谱解析也适用。
但拉曼光谱中还有去偏度P，通过测定P，可以确定分子的对称性。
光源红外光谱光源一、一般是黑体或者是通电碳化硅棒，黑体通常情况下是最佳的光源，原因是处在相同的温度的时候，黑体的辐射功率密度比其他热辐射红外光源都要大得多。
白炽灯泡也能被称为红外光源，有些朋友会觉得不解，白炽灯不是可见光源吗?其实不然，白炽灯可以把它75%的电能都转化成红外辐射光，因此也可以把它叫做红外光源，但因为白炽灯辐射出的红外辐射都被它外面的玻璃壳吸收掉了，所以呈现出来的红外线光并不多，所以说它是一种接近红外光线的光源。
红外光谱IR和拉曼光谱Raman课件
优缺点分析
IR光谱
优点是检测的分子类型广泛，可用于多种类型的化学分析；缺点是需要样品是固态或液态，且某些基团可能无法 检测。
Raman光谱
优点是无需样品制备，对气态、液态和固态样品都适用；缺点是检测灵敏度相对较低，可能需要更长的采集时间 和更强的光源。
选择与应用指南
选择
根据样品的类型和所需的化学信息，选择合适的分析方法。对于需要检测分子振动信息 的样品，IR光谱更为合适；而对于需要快速、非破坏性检测的样品，Raman光谱更为
领域的研究和应用。
04
CATALOGUE
红外光谱（IR）与拉曼光谱（ Raman）比较相似性与差异性Fra bibliotek相似性
两种光谱技术都利用光的散射效应来 检测物质分子结构和振动模式。
差异性
IR光谱主要检测分子中的伸缩振动， 而Raman光谱则主要检测分子的弯曲 振动。此外，IR光谱通常需要样品是 固态或液态，而Raman光谱对气态和 液态样品也适用。
拉曼散射是由于物质的分子振动或转动引起的，散射光的频率与入射光的频率不同 ，产生拉曼位移。
拉曼散射的强度与入射光的波长、物质的浓度和温度等因素有关。
拉曼活性与光谱强度
拉曼活性是指物质在拉曼散射中的表 现程度，与物质的分子结构和对称性 有关。
在拉曼光谱实验中，可以通过控制入 射光的波长和强度，以及选择适当的 实验条件来提高拉曼光谱的强度和分 辨率。
红外光谱解析
特征峰解析
根据红外光谱的特征峰位置和强 度，推断出分子中存在的特定振
动模式。
官能团鉴定
通过比较已知的红外光谱数据，可 以鉴定分子中的官能团或化学键。
结构推断
结合其他谱图数据（如核磁共振、 质谱等），可以推断分子的可能结 构。
拉曼与红外联系与区别
红外吸收光谱是由分子振动和转动跃迁所引起的。只有当振动时，分 子的偶极矩发生变化时（固有偶极矩），该振动才具有红外活性。
+对于d 分-子中的同+一d个` -基团，它+-的红d=0外光谱+-吸d收=0 峰的位置和拉曼光谱峰Байду номын сангаас位置是相同的。
极性分子
非极性分子（N2、O2等）
固有偶极矩（Permanent dipole）： 如图中的水分子，对于极性分子， 都会存在，由于电荷点乘位置矢量 叠加后的总矢量不为零。
吸收光谱
散射光谱
化学分子的偶极矩
分子的电子云极化
能斯特灯、碳化硅棒等作光源； 样品需前处理
激光作光源；样品不需前处理
水的吸收强，严重影响测试结 吸收弱，可以应用于生物的活
果，限制了应用领域
体测试
主要反映分子的官能团
主要反应分子的骨架，用于分 析生物大分子
红外光谱仪
拉曼光谱仪
产生的机理
常规测量范围 光谱产生的方式
检测对象 检测要求 水溶液样品 谱图信息
红外
拉曼
振动引起分子偶极矩或电荷分 布变化产生的
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
400-4000 cm-1
40-4000 cm-1
反斯托克斯线(anti-Stokes)：发 射光子频率高于原入射光子频率。
Rayleigh
Stokes Anti-Stokes
拉曼位移(Raman shift)：对不同物质：△V不同；
（横坐标）
对同种物质：拉曼位移与入射频率V0无关，表征 分子振-转能级的特征物理量。
拉曼光谱与红外光谱的区别
拉曼光谱和红外光谱是两种常用的光谱分析技术，它们在分子结构和化学成分分析方面有 一些区别。
1. 原理：拉曼光谱是通过测量样品散射光的频移来分析样品的分子振动和转动模式。而红 外光谱是通过测量样品吸收红外光的频率来分析样品的分子振动模式。
2. 能量变化：拉曼光谱是非弹性散射，测量的是光子与分子相互作用后的能量变化。红外 光谱是通过分子吸收红外光的能量来分析分子的振动模式。
拉曼光谱与红外光谱的区别
3. 可测量的范围：拉曼光谱可以测量分子的振动和转动模式，包括低频和高频振动。红外 光谱主要用于测量分子的振动模式，包括伸缩振动和弯曲振动。
4. 样品要求：拉曼光谱对样品的要求相对较松，可以测量固体、液体和气态。
5. 信息获取：拉曼光谱提供了关于分子的化学键和结构的信息，能够检测非常细微的结构 变化。红外光谱提供了关于分子的官能团和官能团之间的化学键的信息，能够确定化合物的 功能团。
拉曼光谱与红外光谱的区别
总的来说，拉曼光谱和红外光谱是两种互补的光谱技术，可以提供不同层面的分子结构和 化学成分信息。选择使用哪种技术取决于所需的分析目的和样品特性。
拉 曼 光 谱
拉曼光谱1.1 引言拉曼光谱和红外光谱都反映了分子振动的信息，但其原理却有很大差别：红外光谱是吸收光谱，而拉曼光谱是散射光谱。
红外光谱的信息是从分子对入射电磁波的吸收得到的，而拉曼光谱的信息是从入射光与散射光频率的差别得到的。
拉曼光谱的突出优点是可以很容易地测量含水的样品，而且拉曼散射光可以在紫外和可见光波段量测。
由于紫外光和可见光能量很强，因此其量测比红外波段要容易和优越得多。
拉曼光谱得名于印度物理学家拉曼(Raman)。
1928年，拉曼首先从实验观察到单色的入射光投射到物质中后产生的散射，通过对散射光进行谱分析，首先发现散射光除了含有与入射光相同频率的光外，还包含有与入射光频率不同的光。
以后人们将这种散射光与入射光频率不同的现象称为拉曼散射。
拉曼因此获得诺贝尔奖。
当一束入射光通过样品时，在各个方向上都发生散射。
拉曼光谱仪收集和检测与入射光成直角的散射光。
由于收集和检测的散射光强度非常低，因此拉曼光谱的应用和发展受到很大限制。
六十年代激光开始广泛应用，拉曼光谱仪以激光作光源，光的单色性和强度都大大提高，拉曼散射仪的信号强度因而大大提高，拉曼光谱技术得以迅速发展，应用领域遍及物理，材料，化学，生物等学科，并已成为光谱学的一个分支−拉曼光谱学。
2.1拉曼光谱原理2.1.1光的散射入射光通过样品后，除了被吸收的光之外，大部分沿入射方向穿过样品，一小部分光则改变方向，发生散射。
一部分散射光的波长与入射光波长相同，这种散射称为瑞利散射(Rayleigh scattering)。
1899年，瑞利从实验中得出结论：晴天时天空呈兰色的原因是大气分子对阳光的散射。
瑞利还证实：散射光的强度与波长的四次方成反比。
这就是瑞利散射定律。
由于组成白光的各种颜色的光中，兰光的波长最短，因而散射光强度最大。
天空因而呈现兰色。
瑞利当时并没有考虑到散射光的频率变化。
他认为散射光与入射光的频率是相同的。
所以后来把与入射光波长相同的散射称为瑞利散射，而把波长与入射光不同的散射称为拉曼散射。
红外光谱和拉曼光谱的联系和区别
量、 分 子结 构及 表面 形态 等研 究方 面具 有一定 的指 导意 义．
关 键词 红外 光谱 ； 拉 曼光谱 ； 基本 原理 ； 联系； 区别
ＴＨＥ ＲＥＬＡＴＩ ｏＮＳ ＨＩ ＰＳ ＡＮＤ ＤＩ ＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＢＥＴＷ ＥＥＮ ＴＨ Ｅ Ｉ ＮＦＲＡＲＥＤ Ｓ ＰＥＣＴＲＯＭ ＥＴＲＹ ＡＮＤ ＲＡＭ ＡＮ ＳＰＥＣＴＲｏ Ｍ ＥＴＲＹ
ｔ ｏ ４ ０ ０ ０ ｅ ｍ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ；（ ３ ）Ｒａ ｍａ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ —
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ｔ ｈｅ ｂ ａｓ ｉ ｃ — ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ａ ｂ ｏｕ ｔ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｍｅ ｔ ｒ ｙ ａ ｎｄ Ｒａ ｍａｎ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ． Ｔｈｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈｉ ｐｓ ａ ｎｄ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｓ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈｅ ｍ ｗｅ ｒ ｅ ｅ ｍｐｈ ａｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｅ ｄ：（ １ ）Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｏｍｅ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ ａ ｓ ｙ ｍ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｇ ｒ ｏｕ ｐ，ｗｈｉ ｌ ｅ ｔ ｈｅ Ｒａ ｍａ ｎ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｍｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｎｏ ｎ — ｐｏ ｌ ａ ｒ ｇ ｒ ｏｕ ｐｓ ａｎ ｄ ｔ ｈｅ ｓ ｋｅ ｌ ｅ ｔ ｏ ｎ；（ ２）ｔ ｈ ｅ ｗａ ｖ ｅ — ｎ ｕｍｂｅ ｒ ｓ ｏｆ Ｒａ ｍａ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｒ ａ ｎｇ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏｍ ４０
红外与拉曼比较
对称分子：
对称振动→拉曼活性。
不对称振动→红外活性
2024/10/15
4. 红外与拉曼谱图对比
红外光谱：基团； 拉曼光谱：分子骨架测定；
2024/10/15
红外与拉曼谱图对比
2024/10/15
5.选律 1 S C S
振动自由度：3N- 4 = 4
拉曼活性
2 S C S
红外活性
3 S C S
4
或键的强度没有很大差别。II. 羟基和甲基的质量仅相差2 单位。 III.与C-H和N-H谱带比较，O-H拉曼谱带较弱。
2024/10/15
2941，2927cm-1 ASCH2 2854cm-1 SCH2 1444，1267 cm-1 CH2
1029cm-1 （C-C） 803 cm-1环呼吸
2024/10/15
水可作为溶剂
水不能作为溶剂
样品可盛于玻璃瓶，毛细管等容器 中直接测定
不能用玻璃容器测定
固体样品可直接测定
需要研磨制成 KBR 压片
2024/10/15
二、拉曼光谱的应用
由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息： 1）同种分子的非极性键S-S，C=C，N=N，CC产生强拉曼
谱带， 随单键双键三键谱带强度增加。 2）红外光谱中，由C N，C=S，S-H伸缩振动产生的谱带一
3060cm-1r-H) 1600,1587cm-1 c=c)苯环 1039, 1022cm-1单取代
1000 cm-1环呼吸 787 cm-1环变形
2024/10/15
三、激光Raman光谱仪
激光光源：He-Ne激光器，波长632.8nm；
Ar激光器， 波长514.5nm，
488.0nm； 散射强度1/4 单色器： 光栅，多单色器； 检测器： 光电倍增管， 光子计数器；
拉曼光谱跟红外光谱的区别
拉曼光谱跟红外光谱的区别
拉曼光谱和红外光谱是两种不同的光谱技术，有以下几个主要区别：
1. 基本原理：红外光谱是通过测量分子吸收红外光的能量来分析样品的功能团信息，而拉曼光谱则是通过测量样品中分子振动引起的光散射来分析样品的化学结构。
2. 分析范围：红外光谱通常适用于分析样品中的官能团、化学键类型和某些结构特征，而拉曼光谱则可以提供更详细和全面的关于样品分子振动模式和化学结构信息。
3. 样品要求：红外光谱需要样品具有一定的吸收能力，因此大多数有机化合物和无机物都可以进行红外光谱测试。
而拉曼光谱对样品的要求相对较低，可以测试几乎所有类型的样品，包括固体、液体和气体。
4. 干扰因素：红外光谱对水分和二氧化碳有较强的吸收能力，因此在测试液体或气体样品时需要特别注意这些干扰因素。
而拉曼光谱对水和二氧化碳的干扰较小。
5. 仪器配置：红外光谱需要使用红外光源和红外检测器，且样品通常需要准备成KBr片或涂布在红外透明基板上。
而拉曼光谱则需要使用激光光源和拉曼散射检测器。
总的来说，虽然红外光谱和拉曼光谱都可以用于化学分析，但它们的原理、应用范围和仪器配置等方面有着一定的区别。
在
实际应用中，选择使用哪种光谱技术取决于需要分析的样品类型和所关注的分析信息。
拉曼光谱77个常见问题与答案
拉曼光谱77个常见问题与答案一、请问激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?1.象形的解释一下，红外光谱是“凹”，拉曼光谱是“凸”。
两者两者互为补充。
2.(1)从本质上面来说，两者都是振动光谱，而且测量的都是基态的激发或者吸收，能量范围都是一样的。
(2).拉曼是一个差分光谱。
形象的来说，可乐的价钱是1毛钱，你扔进去1毛钱，你就能得到可乐，这是红外。
可是如果你扔进去1块钱，会出来一瓶可乐和9毛找的钱，你仍旧可以知道可乐的价钱，这就是拉曼。
(3).光谱的选择性法则是不一样的，IR是要求分子的偶极矩发生变化才能测到，而拉曼是分子的极化性(polarizibility)发生变化才能测到。
(4).IR很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱。
(5).使用的波长范围不一样，IR使用的是红外光，尤其是中红外，好多光学材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可选择的波长很多，从可见光到NIR，都可以使用。
当然了还有很多不同的地方，比如制样方面的，IR有时候相对比较的复杂，耗时间，而且可能会损坏样品，但是拉曼并不存在这些问题。
(6).拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱，反之也是如此!但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。
3.本质上是这样的,红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱,偶老板告诉我的,虽然他不是做这个方面的.红外是当被测分子被一定能量的光照射是,分子振动能级发生跃迁,同时由于分子的振动能量高于转动能级,那样,振动的同时,肯定含有转动,所以,红外是分子的振转吸收,也就是它将能量吸收.拉曼是当一束光子撞击到被测分子上时,从量子力学上讲,光子与分子发生非弹性碰撞,光子的能量经过碰撞之后增加或者减少,这样就是拉曼散射.也就是说光子的能量没有完全吸收.当然也有完全弹性碰撞,那种情况不是拉曼散射,是瑞利散射.从能级的角度来讲拉曼散射,是分子先吸收了。
红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)
第二代红外光谱仪的色散元件是衍射光栅。 第三代红外分光光度计的色散元件是迈克逊干涉仪，不用狭缝。
(3）检测器 检测器是测量红外光强度的大小并将其变为电讯号的装置。主要有真空热电偶、高莱池和热电量热计三种。
3.3.3． 傅里叶变换红外分光光度计
M2
M1 光源
M4
分束器
样品
检测器
M3
迈克逊干涉仪
FTIR不用狭缝，消除了狭缝对光谱能量的限制，使光能的利用率大大提高。 傅里叶变换红外分光光度计还具有以下特点:
(1）分辨率高，可达0.lcm-1，波数准确度高达0.0lcm-1。 (2）扫描时间短，在几十分之一秒内可扫描一次。可用于快速化学反应的追踪、研究瞬间的变化、解决气相色谱和红外的联用问题。
近来，已采用可调激光器作为光源来代替单色器，研制成功了激光红外分光光度计，即第四代红外分光光度计，它具有更高的分辨率和更广的应用范围，但目前还未普及。
3.1.2红外光谱法的特点 （1）红外光谱是依据样品 吸收谱带的位置、强度、形状、个数，推测分子中某种官能团的存在与否，推测官能团的邻近基团，确定化合物结构。
谱带的位置(波数)由能级变化的大小确定。 谱带的位置(波数)也就是振动时吸收红外线的波数。
谱带的强度主要由两个因素决定：
一是跃迁的几率，跃迁的几率大，吸收峰也就强。 二是振动中偶极矩变化的程度。瞬间偶极矩变化越大，吸收峰越强。
跃迁的几率与振动方式有关: 基频(V0→V1)跃迁几率大，所以吸收较强； 倍频(V0→V2)虽然偶极矩变化大，但跃率几率很低，使峰强反而很弱。
武汉理工大学 材料测试方法 红外与拉曼光谱比较
相互关系----经验规则
(1)相互排斥规则： 凡有对称中心的分子，若有拉曼活性，
则红外是非活性的；若红外活性，则拉曼 非活性。 (2) 相互允许规则：
凡无对称中心的分子，大多数的分子， 红外和拉曼都活性。
(3) 相互禁止规则：
少数分子的振动，既非拉曼活性，又非 红外活性。
如：乙烯分子的扭曲振动，在红外和拉 曼光谱中均观察不到该振动的谱带。
拉曼光谱与红外光谱分析方法比较
拉曼光谱 光谱范围100-4000Cm-1
中红外光谱 光谱范围400-4000Cm-1
水可作为溶剂
样品可盛于玻璃瓶，毛细管等 容器中直接测定
固体样品可直接测定
水不能作为溶剂 不能用玻璃容器测定 需要研磨制 的单色性激光
波长大于800nm的多色光
一 相同之处 同属分子振(转)动光谱
二 不同之处 红外：分子对红外光的吸收； 强度由分子偶极距决定。 拉曼：分子对激光(单色光)的散射； 强度由分子极化率决定。
三 互补
红外：适用于研究不同原子的极性键的 振动。
－OH, －C＝O，－C－X 拉曼：适用于研究同原子的非极性键振 动。
－N－N－, －C－C－
拉曼光谱与红外光谱用途的差别：
1) 在鉴定有机化合物方面，红外光谱 具有较大的优势，主要原因是红外光 谱的标准数据库比拉曼光谱的丰富。
2）在鉴定无机化合物方面，拉曼光谱仪 获得400cm-1以下的谱图信息要比红外光 谱仪容易得多。因此，无机化合物的拉 曼光谱信息量比红外光谱的大。
3）拉曼光谱与红外光谱可以互相补充、 互相佐证。
本节小结
红外与拉曼光谱的比较。
5.8 红外与拉曼光谱比较
5.8.1 红外活性和拉曼活性振动
拉曼光谱与红外光谱
拉曼光谱Raman spectra拉曼散射的光谱。
1928年C.V.拉曼实验发现，当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象称为拉曼散射，同年稍后在苏联和法国也被观察到。
在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱，其中频率较小的成分υ0－υ1又称为斯托克斯线，频率较大的成分υ0＋υ1又称为反斯托克斯线。
靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱；远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。
瑞利散射线的强度只有入射光强度的10-3，拉曼光谱强度大约只有瑞利线的10-3。
小拉曼光谱与分子的转动能级有关，大拉曼光谱与分子振动-转动能级有关。
拉曼光谱的理论解释是，入射光子与分子发生非弹性散射，分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0－υ1的光子，同时分子从低能态跃迁到高能态（斯托克斯线）；分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0＋υ1的光子，同时分子从高能态跃迁到低能态（反斯托克斯线)。
分子能级的跃迁仅涉及转动能级，发射的是小拉曼光谱；涉及到振动-转动能级，发射的是大拉曼光谱。
与分子红外光谱不同，极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。
激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射的研究及其应用。
拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。
（一）含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。
在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。
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拉曼光谱红外光谱
相同点给定基团的红外吸收波数与拉曼位移完全相同，两者均在红外光区，都反映分子的结构信息
产生机理电子云分布瞬间极化产生诱导偶极振动引起偶极矩或电荷分布变化
入射光可见光红外光
检测光可见光的散射红外光的吸收
谱带范围40-4000cm-1 400-4000cm-1
水可做溶剂不能作为溶剂
样品测试装置玻璃毛细管做样品池不能用玻璃仪器
制样固体样品可以直接测需要研磨制成溴化钾片
拉曼光谱红外光谱
拉曼位移相当于红外吸收频率。
红外中能得到的信息在拉曼中也会出现。
互补
拉曼光谱也同样有三要素，此外，还有退偏振比。
解析三要素（峰位、峰强、峰形）
非极性基团谱带强（S-S、C-C、N-N）极性基团的谱带强烈（C=O、C-Cl）
容易表征碳链振动较容易测定链上的取代基红外光谱又叫做红外吸收光谱，它是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱曲线。
要产生这一种效应，需要分子内部有一定的极性，也就是说存在分子内的电偶极矩。
在光子与分子相互作用时，通过电偶极矩跃迁发生了相互作用。
因此，那些没有极性的分子或者对称性的分子，因为不存在电偶极矩，基本上是没有红外吸收光谱效应的。
拉曼光谱一般也是发生在红外区，它不是吸收光谱，而是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子。
入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级。
与红外吸收光谱不同，拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用，要比红外吸收光谱的强度弱很多。
但是由于它产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁，并不需要分子本身带有极性，因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测。
相同点在于：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。
因此，对某一给定的化合物，某些峰的红外吸收波数和拉曼位移完全相同，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。
拉曼光谱和红外光谱一样，也是用来检测物质分子的振动和转动能级
不同点在于：两者产生的机理不同；红外光谱的入射光及检测光均为红外光，而拉曼光谱的入射光大多数是可见光，散射光也是可见光；红外光谱测定的是光的吸收，而拉曼测定的是光的散射；红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难，但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析，比较方便；红外光谱不可以用水做溶剂，但是拉曼可以，水似拉曼光谱的一种优良溶剂；拉曼光谱的是利用可见光获得的，所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池，拉曼散射光能全部透过玻璃，而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。
本质区别：红外是吸收光谱，拉曼是散射光谱；拉曼光谱光谱与红外光谱两种技术包含的信息通常是互补的。
主要区别：（1）光谱的选择性法则是不一样的，红外光谱是要求分子的偶极矩发生变化才能测到，而拉曼是分子的极化性发生变化才能测到；
（2）红外很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱；
（3）使用的波长范围不一样，红外光谱使用的是红外光，尤其是中红外，而拉曼可选择的波长很多，从可见光到NIR，都可以使用；（4）拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱，反之也是如此；
（5）在鉴定有机化合物方面，红外光谱具有较大的优势，无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。
（6）理论基础和检测方法存在明显的不同。
我们说物质分子总在不停地振动，这种振动是由各种简正振动叠加而成的。
当简正振动能产生偶极矩的变化时，它能吸收相应的红外光，即这种简正振动具有红外活性；具有拉曼活性的简正振动，在振动时能产生极化度的变化，它能与入射光子产生能量交换，使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别，这种能量的差别称为拉曼位移，它与分子振动的能级有关，拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。
红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量；而拉曼光谱法的检测是用可见激光来检测处于红外区的分子的振动和转动能量，它是一种间接的检测方法。