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與紅外光譜法相比較,拉曼光譜是一種階數更高的光子—分子相互作用

發布時間:2019/10/30 點擊量:

  拉曼光譜是研究分子振動的一種光譜方法,它的原理和機制都與紅外光譜不同,紅外光譜的產生是由于吸收光的能量,引起分子中偶極矩改變的振動;拉曼光譜的產生是由于單色光照射后產生光的綜合散射效應,引起分子中極化率改變的振動。
       紅外光譜是吸收光譜,拉曼光譜是散射光譜,但它們提供的結構信息是類似的,只是研究分子間作用力的種類不同,對于一個給定的化學鍵,其紅外吸收頻率與拉曼位移相等,均代表第一振動能級的能量,都是關于分子內部各種簡正振動頻率及有關振動能級的情況,從而可以用來鑒定分子中存在的官能團。
       對某一給定的化合物,某些峰的紅外吸收波數與拉曼位移完全相同,紅外吸收波數與拉曼位移均在紅外光區,兩者都反映分子的結構信息。分子偶極矩變化是紅外光譜產生的原因,而拉曼光譜是分子極化率變化誘導的,它的譜線強度取決于相應的簡正振動過程中極化率的變化的大小。由于拉曼光譜對振動基團極化率的變化敏感,所以喇曼光譜對于研究物質的骨架特征最為有效。一般對稱振動會出現顯著的喇曼譜帶。在分子結構分析中,拉曼光譜與紅外光譜是相互補充的。拉曼光譜適于表征對稱性高而電子云密度變化大的振動,而紅外光譜則適于表征對稱性低而偶極矩改變大的振動。例如:電荷分布中心對稱的鍵,

與紅外光譜法相比較,拉曼光譜是一種階數更高的光子—分子相互作用

  如 C-C、N=N、S-S 等,紅外吸收很弱,而拉曼散射卻很強,因此,一些在紅外光譜儀無法檢測的信息在拉曼光譜能很好地表現出來。

  (1) 紅外光譜的入射光及檢測光均是紅外光,而拉曼光譜的入射光大多數是可見光 ,散射光也是可見光;

  (2) 紅外譜測定的是光的吸收,橫坐標用波數或波長表示,而拉曼光譜測定的是光的散射,橫坐標是拉曼位移;

  (3) 兩者的產生機理不同。紅外吸收是由于振動引起分子偶極矩或電荷分布變化產生的。拉曼散射是由于鍵上電子云分布產生瞬間變形引起暫時極化,是極化率的改變,產生誘導偶極,當返回基態時發生的散射。散射的同時電子云也恢復原態;

  (4) 紅外光譜用能斯特燈、碳化硅棒或白熾線圈作光源而拉曼光譜儀用激光作光源;

  (5) 用拉曼光譜分析時,樣品不需前處理。而用紅外光譜分析樣品時,樣品要經過前處理,液體樣品常用液膜法和液體樣品常用液膜法,固體樣品可用調糊法,高分子化合物常用薄膜法,體樣品的測定可使用窗板間隔為 2.5~10 cm的大容量氣體池;

  (6) 紅外光譜主要反映分子的官能團,而拉曼光譜主要反映分子的骨架主要用于分析生物大分子;

  (7) 拉曼光譜和紅外光譜可以互相補充,對于具有對稱中心的分子來說,具有一互斥規則:與對稱中心有對稱關系的振動,紅外不可見,拉曼可見;與對稱中心無對稱關系的振動,紅外可見,拉曼不可見。

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