拉曼光谱和红外反射光谱探测分子结构的异同

1、拉曼光谱和红外反射光谱探测分子结构的异同姜波主要内容1 拉曼光谱分析法2 红外光谱分析法3 拉曼光谱和红外光谱分析分子结 构异同对比1.拉曼光谱分析法 拉曼光谱，是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。 拉曼光谱一般发生在红外区，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

2、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磁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。 拉曼光谱用于分析的优点(1)拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误差的产生。(2)并且在分析过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高等优点。(3)由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。 拉曼光谱用于分析的不足(1)拉曼散射面积(2)不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响(3)荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰(4)在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线

3、的非线性的问题(5)任何一物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果产生一定的影响。2.红外光谱分析法 红外光谱是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振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，基本上是没有红外光谱效应的。 红外光谱用于分析的优点(1)应用范围广。红外光谱分析能测得所有有机化合物，而且还可以用于研究某些无机物。因此在定性、定量及结构分析方面都有广泛的应用

4、。 (2)特征性强。每个官能团都有几种振动形式，产生的红外光谱比较复杂，特征性强。除了及个别情况外，有机化合物都有其独特的红外光谱，因此红外光谱具有极好的鉴别意义。 (3)提供的信息多。红外光谱能提供较多的结构信息，如化合物含有的官能团、化合物的类别、化合物的立体结构、取代基的位置及数目等。 (4)不受样品物态的限制。红外光谱分析可以测定气体、液体及固体，不受样品物态的限制，扩大了分析范围。 (5)不破坏样品。红外光谱分析时样品不被破坏。 红外光谱用于分析的缺点 （1）不适合分析含水样品，因为水中的羟基峰对测定有干扰； （2）定量分析时误差大，灵敏度低，故很少用于定量分析； （3）在图谱解析方

5、面主要靠经验。3.拉曼光谱和红外光谱探测物质异同对比 本质区别：红外反射是吸收光谱，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，从可见光到近红外（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）红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外