红外与拉曼比较

合集下载

红外线与拉曼光谱

红外线与拉曼光谱
横坐标是波长(单位为µm ),或波数(单位为cm-1) ▪ 波长与波数之间的关系为:
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

傅里叶红外光谱和拉曼光谱的区别与联系

傅里叶红外光谱和拉曼光谱的区别与联系

傅里叶红外光谱和拉曼光谱的区别与联系傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)和拉曼光谱(Raman Spectroscopy)是常用的分析技术,在有机化学、材料科学、生物医学领域等均有广泛应用。

它们在分析原理、适用范围、技术特点等方面存在着很多区别和联系。

以下是傅里叶红外光谱和拉曼光谱的区别与联系:区别:1.导致谱带的物理机制不同:傅里叶红外光谱利用分子的振动转动辐射,分析样品的红外吸收光谱;而拉曼光谱则是利用分子的转动振动辐射,分析样品的拉曼散射光谱。

2.峰位不同:傅里叶红外光谱的峰位范围一般在4000-400 cm-1,主要分析分子的化学键状态和基团特性;而拉曼光谱的峰位范围一般在4000-50 cm-1,主要分析分子的整体结构及动力学状况。

3.灵敏度不同:相对于傅里叶红外光谱,拉曼光谱的强度更弱,所需的样品量较多,具有较高的灵敏度。

4.技术特点不同:傅里叶红外光谱拥有高分辨率、宽波谱扫描范围、方便快捷等特点,并且不受样品吸收背景干扰;而拉曼光谱则具有无毒无害、不需样品预处理、无须透明样品等特点。

联系:1.分析基本原理相同:傅里叶红外光谱和拉曼光谱都是基于分子对光的作用来分析化学样品的结构和组成。

2.反应IF相同:傅里叶红外光谱和拉曼光谱都可以通过相应的分析方法来反映样品中特定的官能团或化学键。

3.用途相似:傅里叶红外光谱和拉曼光谱在材料分析、制药研发、生物医学、食品安全等领域都有着广泛的应用。

例如用FTIR进行药物分析、化学反应监测、纳米颗粒材料表面特征分析;而拉曼光谱则广泛应用于生物分析、纳米粒子、陶瓷、高分子材料等领域。

综上所述,傅里叶红外光谱和拉曼光谱各有其自身特点和优势,在不同的分析领域和具体应用中,可以灵活选用,互为补充,为科学技术和产业发展提供了重要的支撑。

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。

红外光谱和拉曼光谱的原理

红外光谱和拉曼光谱的原理

红外光谱和拉曼光谱是常用的分析技术,可以用于研究物质的结构、组成和性质。

它们基于不同的原理,下面简要介绍一下它们的工作原理:
1.红外光谱(Infrared Spectroscopy):
红外光谱利用物质与红外辐射(波长范围通常为2.5-25微米)的相互作用来研究物质的分子结构和化学键的振动状态。

其原理基于分子吸收红外辐射时,物质中的原子核和化学键会被激发,产生特定的振动和转动。

当物质受到红外光源照射后,通过测量样品对不同波长红外光的吸收程度,可以得到红外光谱图。

红外光谱图上的峰值位置和强度提供了关于物质中的化学键种类、官能团和分子结构的信息。

2.拉曼光谱(Raman Spectroscopy):
拉曼光谱则利用物质与激光光源相互作用时,散射光中的微小频率偏移来分析物质的结构和振动信息。

当样品受到激光照射时,其中的分子会发生拉曼散射现象,即散射光中的部分光子与物质相互作用后发生能量的频移。

这种频移对应着分子的振动和转动模式。

通过测量样品散射出来的光的频率变化,可以获取拉曼光谱图。

拉曼光谱图上的峰值位置和强度提供了关于物质所含化学键、官能团和结构的信息。

3.总结:
红外光谱和拉曼光谱都是通过物质与不同光源的相互作用来研究其结构和性质。

红外光谱利用物质对红外辐射的吸收来分析物质的化学键振动,而拉曼光谱则是通过测量散射光的频率变化来分析物质的振动信息。

两种技术在分析样品成分、鉴定物质、研究反应机理等方面都有广泛的应用。

红外光谱IR和拉曼光谱Raman课件

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。

激光拉曼光谱与红外活性比较

激光拉曼光谱与红外活性比较
在拉曼光谱中,分子或官能团谱带的频率与其在红外光谱 中出现的频率基本一致。不同的是两者选律不同,也就是说 两者的活性有所不同。一般说来,有三种规则来判别分子的 Raman或红外活性:
1.相互排斥规则:凡有对称中心的分子,象CS2和CO2等这 些线性分子,红外和Raman活性是相互排斥的,若红外吸收 是活性的,则Raman散射是非活性的;反之,若红外为非活 性,则Raman是活性的。
Raman活性与红外活性的比较
振动模式
CO2振动模式和选律
O=C=O
极化率 Raman
偶极距
对称伸缩
O→C←O
变化
活性
不变
非对称伸缩 O→←C←O 不变 非活性
变化
面内弯曲 弯曲
面外弯曲
↑ OCO ↓↓ OCO + —+
简并
不变 不变
非活性 非活性
变化 变化
红外 非活性
活性
活性 活性
简并:这是量子化学中的一个概念,在一个体系中,能量相同的各个 称为体系的简并态,而简并态的数目就称为简并度。
偶极距 变化 变化 变化
红外 活性 活性 活性
Raman活性与红外活性的比较
3.相互禁阻规则:也有少数分子的振动在红外和Raman 中都是非活性的。
例如平面对称分子乙稀的扭曲振动,既无偶极矩变化, 也不产生极化率的改变,故在红外及Raman中皆为 非活 性。
H
H
CC
H
H
Raman活性与红外活性的比较
而拉曼光谱主要研究的是非极性基团或全对称分子, 不是直接来自偶极距的变化,而是产生于诱导偶极距 的变化。
Raman活性与红外活性的比较
非极性基团或全对称分子,其本身没有偶极距,当分子 中的原子在平衡位置周围振动时,由于入射光子的外电场 的作用,使分子的电子壳层发生形变,分子的正负电荷中 心发生相对移动,形成诱导偶极距,即产生了极化现象。

分子拉曼和红外

分子拉曼和红外

分子拉曼和红外都是分子光谱技术,用于研究分子的振动和转动状态。

分子拉曼光谱是通过测量分子对激光的散射来获取分子的振动和转动信息。

当激光照射到分子上时,分子会吸收部分光能并发生振动和转动,这些振动和转动会导致分子的极化率发生变化,从而改变分子对激光的散射。

通过测量散射光的频率和强度,可以得到分子的振动和转动信息。

红外光谱是通过测量分子对红外光的吸收来获取分子的振动和转动信息。

当红外光照射到分子上时,分子会吸收部分光能并发生振动和转动,这些振动和转动会导致分子的偶极矩发生变化,从而改变分子对红外光的吸收。

通过测量吸收光的频率和强度,可以得到分子的振动和转动信息。

分子拉曼和红外技术都可以用于分子结构的鉴定、化学反应的研究、材料的表征等领域。

它们的主要区别在于拉曼光谱是通过测量散射光的频率和强度来获取分子的振动和转动信息,而红外光谱是通过测量吸收光的频率和强度来获取分子的振动和转动信息。

此外,拉曼光谱对非极性分子的检测更敏感,而红外光谱对极性分子的检测更敏感。

拉曼光谱与红外光谱的关系

拉曼光谱与红外光谱的关系

拉曼光谱与红外光谱的关系
拉曼光谱和红外光谱是化学分析中常用的两种技术,它们可以用来研究物质的化学结构和成分。

虽然两种技术都是通过分析样品与光的相互作用来实现的,但是它们侧重于不同的光谱区域,有着不同的优点和局限性。

拉曼光谱主要用于研究物质的分子振动,它可以提供关于分子的化学键和晶格结构的信息。

拉曼光谱所测得的是样品散射的光的频率和强度,而这些散射光的频率通常比激发光的频率低得多,因此拉曼光谱通常用来研究样品的低频振动。

拉曼光谱对于极性分子和非极性分子均有很好的适用性,而且不需要特殊的样品制备,因此非常方便和实用。

红外光谱则主要用于研究物质中的化学官能团,它可以提供关于分子中化学键类型和官能团组成的信息。

红外光谱所测得的是样品吸收的光的频率和强度,而这些吸收光的频率通常比激发光的频率低得多,因此红外光谱通常用来研究样品的高频振动。

红外光谱对于有极性官能团的物质有很好的适用性,但是对于非极性物质则存在限制,而且需要样品制备和预处理。

总的来说,拉曼光谱和红外光谱都有其独特的优点和局限性,应根据具体的研究需要和样品特性选择合适的技术进行分析。

拉曼光谱和红外光谱

拉曼光谱和红外光谱

拉曼光谱和红外光谱拉曼光谱和红外光谱是光谱学的两个重要分支。

拉曼光谱是一种分子光谱学,它能够通过对振动分子的分析来测量它们的结构特征。

红外光谱是一种从热释放模式中获取分子结构信息的技术,它可以用来研究分子的结构特性,以及分子之间的相互作用。

拉曼光谱和红外光谱的主要原理都是利用分子的振动模式来获取分子的结构特征。

拉曼光谱的基本原理是,当分子振动时,它们会发出不同频率的能量,从而产生特定的光谱特征。

红外光谱的原理是,当分子热力学升温或热损耗时,它们会发出不同频率的红外能量,从而产生特定的红外光谱特征。

拉曼光谱和红外光谱在分子结构表征和分析中都有着重要的作用。

拉曼光谱可以用来获取分子的精细结构信息,不仅可以测定分子的化学结构,而且还可以测定其中的振动模式,用来描述分子的构型。

红外光谱可以用来获取分子的粗略结构信息,可以用来确定分子的结构特征,并给出分子的相互作用方式,从而为分子的设计和研究提供重要的参考。

拉曼光谱和红外光谱的应用的领域有很多,比如材料科学中的结构表征和分析、生物学中的细胞标志物、医学中的癌症检测、化学反应动力学和能量转化等,以及环境污染检测等等。

拉曼光谱和红外光谱均可用来研究多种不同的物质,包括气体和液体,甚至于有机物、无机物和络合物等。

拉曼光谱和红外光谱技术是一种非常重要的分子表征和分析技术,它在材料科学、生物学、化学、环境学和医学等领域有着广泛的应用。

它们的结构表征和分析技术特别重要,可以深入地研究物质的性质,为分子设计和研究奠定基础。

综上所述,拉曼光谱和红外光谱是光谱学的重要分支,它们可以用来获取分子结构特征,在材料科学、生物学、化学、环境学和医学等领域有着广泛的应用。

拉曼光谱和红外光谱分析和表征技术有助于深入研究物质的性质,为分子工程提供重要的参考。

红外光谱和拉曼光谱的联系和区别

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

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。


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。

拉曼光谱和傅里叶红外的区别和联系

拉曼光谱和傅里叶红外的区别和联系

拉曼光谱和傅里叶红外的区别和联系拉曼光谱和傅里叶红外的区别和联系拉曼光谱和傅里叶红外是两种常见的分析技术,在化学、物理、材料科学等领域广泛应用。

他们有着不同的原理和适用范围,但也有着一些相似之处。

本文探讨拉曼光谱和傅里叶红外的区别和联系,帮助读者更好地了解二者的应用和优劣。

一、原理1. 拉曼光谱:拉曼光谱是通过分析物质分子所散射的光线来推测分子内部化学键的振动与旋转的信息。

它分析的是分子振动的一种机制,即拉曼散射,由分子内物质振动而产生,再散射的光线所携带的信息,从而分析物质分子的结构、组成和内部性质。

2. 傅里叶红外:傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)是通过测定分子吸收峰来测定分子内部化学键的类型、数量、位置等信息。

它分析的是吸收峰,即物质分子所吸收的特定波长的光。

被吸收的光被转化为分子振动的能量,从而得到吸收峰。

二、适用范围1. 拉曼光谱:拉曼光谱可对不同种类的样品进行表征,如固体、液体、气体等样品。

并且对样品的处理要求不高,也不需要进行处理,因此是一种检测手段十分简便的技术。

2. 傅里叶红外:傅里叶红外可对物质分子的基团、键的类型进行分析,检测物质的化学属性,对谱图的解读要求比较高。

对于官能团数较少、分子量大、活性物质、药物成分等方面具有很高的识别率和检测范围。

三、优劣比较1. 拉曼光谱:拉曼光谱具有样品处理简单、不需基质干扰消除、光源衰减问题小、可对化合物性质进行定量分析等优点。

2. 傅里叶红外:傅里叶红外不受基质干扰影响,灵敏度高、分析速度快,采集谱图的仪器精度高、准确度高。

但是,要设法避免水分影响,减少基质干扰,才能得到准确的结果。

四、联系1. 拉曼光谱和傅里叶红外都是非破坏性的分析技术,能在不破坏样品的情况下进行分析。

2. 拉曼光谱和傅里叶红外分析的样品都是通过分子之间的互相振动所产生的光的散射或吸收来实现。

因此,两种技术都涉及到分子之间的振动过程。

3. 拉曼光谱和傅里叶红外技术都是广泛应用于生命科学、纳米技术、材料科学、环境污染等领域。

拉曼散射及与红外吸收的比较

拉曼散射及与红外吸收的比较

拉曼散射及与红外吸收的比较方青龙光学111605一、拉曼散射的定义光照射介质时,除被介质吸收、反射和透射外,总有一部分被散射。

散射光按频率可分成三类:第一类,散射光的频率与入射光的频率基本相同,频率变化小于3×105HZ,或者说波数变化小于10-5cm-1,这类散射通常称为瑞利(Rayleigh)散射;第二类,散射光频率与入射光频率有较大差别,频率变化大于3×1010Hz,或者说波数变化大于1cm-1,这类散射就是所谓拉曼(Raman)散射;散射光频率与入射光频率差介于上述二者之间的散射被称为布里渊(Brillouin)散射。

从散射光的强度看,瑞利散射的强度最大,一般都在入射光强的10-3左右,常规拉曼散射的强度是最弱的,一般小于入射光强的10-6。

上图是光散射的频谱图,纵坐标为光散射强度,横坐标为散射频率(以波数为单位)。

图中分别标出了瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的频谱分布情况以及斯托克斯和反斯托克斯谱区。

拉曼散射现象在实验上首先由印度科学家拉曼(C.V.Raman)和前苏联科学家曼杰斯塔姆(л·и·мандепь-щгам)分别在1928年发现。

由于拉曼散射强度很弱,早先的拉曼光谱工作主要限于线性拉曼谱,在应用上以结构化学的分析工作居多。

但是60年代激光技术的出现和接收技术的不断改进,拉曼光谱突破了原先的局限,获得了迅猛的发展,在实验技术上,迅速地出现了如共振拉曼散射以及高阶拉曼散射、反转拉曼反射、受激拉曼散射和相干反斯托克斯散射等非线性拉曼散射和时间分辨与空间分辨拉曼散射等各种新的光谱技术,由于拉曼光谱技术的发展,凝聚态中的电子波、自旋波和其它元激发所引起的拉曼散射不断被观察到,使之也都成为拉曼光谱的研究对象。

至今,拉曼光谱学在物理、化学、地学和生命科学等各个方面已得到日益广泛的应用。

二、拉曼散射的经典解释一个频率为p ω的光入射到一个分子上,可使分子的电子云势发生变形,并做重新分布、因而产生场致电耦极矩μEα=μ (1)()p p 0t cos E E δ+ω= (2)如果把入射光看成是平面单色波,E 就是入射光电场的表达式,如果分子是各向同性的,α就是一个标量、简单的可看成是一比例常数。

武汉理工大学 材料测试方法 红外与拉曼光谱比较

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

红外与拉曼的区别

红外与拉曼的区别

红外光谱与拉曼光谱的区别1)拉曼谱峰比较尖锐,识别混合物,特别是识别无机混合物要比红外光谱容易。

2)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。

3)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。

所以一般说来,无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。

4)拉曼光谱与红外光谱可以互相补充、互相佐证.。

红外光谱与拉曼光谱的比较3.1 相同点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.3。

2 不同点(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。

拉曼和红外有什么区别?

拉曼和红外有什么区别?

拉曼和红外有什么区别?
1)这两者都是振动光谱,从这一点上面来说,确实原理是一样的。

但是红外是吸收光谱,而拉曼是散射光谱。

(2) 至于波长,拉曼采用的是激光作为激发源,波长范围可以从紫
外-可见-红外都可以,最常见的是可见光和NIR的。

而红外只能选择红外光作为光源,包括从远红外到近红外,平时最常用的是中红外,4000cm-1到400cm-1。

(3) 从选择法则上面来说,也就是什么样的振动是红外活性的,什
么样的振动是拉曼活性的,也是不一样的。

红外活性(也就是可以被红外检测到的振动)必须是分子偶极矩发生变化,而拉曼活性的振动必须是有分子的极化性发生改变才能被检测到。

(4)从信号强度来说,拉曼的信号很弱,通常10的6次方-8次方
才有一个拉曼散射的光子。

而相对来说,红外的信号要强!所以在实际应用中,红外更广泛一些!
(5)两者的光谱可以作为互补来确定分子的结构!。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

6)醇和烷烃的拉曼光谱是相似的:I. C-O键与C-C键的力常数
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。
2012-CH2 2854cm-1 SCH2 1444,1267 cm-1 CH2
Raman散射的两种 跃迁能量差: h(0 - ) E=h(0 - ) E1 V=1 产 生 stokes 线 ; 强 ;基态分子多; E0 V=0 E=h(0 + ) 产 生 反 stokes 线 ; STOKES 弱; Raman位移: Raman 散 射 光 与 入 射光频率差; 0 -
第四章 红 外 吸 收 光 谱 法
一、 拉曼光谱基本原 理 二、拉曼光谱的应用
三、 激光拉曼光谱仪
第五节 激光拉曼光谱分析法
2012-6-18
一、激光拉曼光谱基本原理
Rayleigh散射: 激发虚态 弹性碰撞; E1 + h0 无能量交换,仅 E0 + h0 改变方向; h0 Raman散射: h0 h0 非弹性碰撞 E1 ;方向改变且有 V=1 E0 V=0 能量交换;
1029cm-1 (C-C) 803 cm-1环呼吸
2012-6-18
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
2012-6-18
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;
红外活性 拉曼光谱—源于极化率变化
红外光谱—源于偶极矩变化
对称中心分子CO2,CS2等,选律不相容。 无对称中心分子(例如SO2等),三种振动既是红外活 性振动,又是拉曼活性振动。
2012-6-18
6. 拉曼光谱与红外光谱分析方法比较
拉曼光谱 光谱范围40-4000Cm-1 红外光谱 光谱范围400-4000Cm-1
2012-6-18
E1 + h0 E2 + h0
h0
h(0 + )
h
ANTI-STOKES
Rayleigh
0
0 +
2. Raman位移
对不同物质: 不同;
对同一物质: 与入射光频率无关;表征分子
振-转能级的特征物理量;定性与结构分析的依据;
Raman散射的产生:光电场E中,分子产生诱导
2)红外光谱中,由C N,C=S,S-H伸缩振动产生的谱带一 般较弱或强度可变,而在拉曼光谱中则是强谱带。 3)环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。
2012-6-18
4)在拉曼光谱中,X=Y=Z,C=N=C,O=C=O-这类键的对称
伸缩振动是强谱带,反这类键的对称伸缩振动是弱谱带。 红外光谱与此相反。 5)C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。
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
需要研磨制成 KBR 压片
2012-6-18
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。
2012-6-18
傅立叶变换-拉曼光谱仪
FT-Raman spectroscopy 光源:Nd-YAG钇铝石榴石激光器(1.064m); 检测器:高灵敏度的铟镓砷探头; 特点:
(1)避免了荧光干扰;
(2)精度高; (3)消除了瑞利谱线; (4)测量速度快。
2012-6-18
对称分子:
对称振动→拉曼活性。 不对称振动→红外活性
2012-6-18
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;
2012-6-18
红外与拉曼谱图对比
2012-6-18
5.选律
1 S 2 S 3 4
振动自由度:3N- 4 = 4
拉曼活性 红外活性
C S C S
S C S
Rayleigh散射
h(0 - )
h0 +
Raman散射 h
E0基态, E1振动激发态; E0 + h0 , E1 + h0 激发虚态; 获得能量后,跃迁到激发虚态. (1928年印度物理学家Raman C V 发现;1960年快速发展)
2012-6-18
基本原理
1. Raman散射
偶极距
= E
分子极化率;
2012-6-18
3.红外活性和拉曼活性振动
①红外活性振动 ⅰ永久偶极矩;极性基团; ⅱ瞬间偶极矩;非对称分子; ②拉曼活性振动
e
E
r e
红外活性振动—伴有偶极矩变化的振动可以产生红外吸收谱带.
诱导偶极矩
= E
非极性基团,对称分子; 拉曼活性振动—伴随有极化率变化的振动。
相关文档
最新文档