《材料研究方法》课件-第5章 光谱分析法

2025/2/12第5章光谱分析法12025/2/12本章内容、重点和难点吸收光谱分类及基本原理，紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱的原理，光谱谱图解析方法，光谱分析在材料材料研究中的应用；重点是光谱产生原理，基团特征频率，光谱的谱图解析方法，光谱分析在材料研究中的应用；难点是光谱谱图解析。22025/2/12（1）能量作用于待测物质后产生光辐射；（2）光辐射作用于待测物质后发生某种变化，这种变化可以是待测物质物理化学特性的改变，也可以是光辐射光学特性的改变。光分析法均包含有三个主要过程

(1)能源提供能量；(2)能量与被测物质相互作用；(3)产生被检测的信号。光分析法的基础35.1光谱分析法基本原理及分类

2025/2/12光谱分析法和非光谱分析法光谱分析法中的信号不仅与待测物质的物理化学性质有关，并且为波长或波数的函数，如光的吸收及光的发射，这些均涉及物质内部能级跃迁；非光谱分析法只与待测物质的物理性质有关，不涉及能级跃迁。光谱分析法不仅可以提供物质的量的信息，还可以提供物质的结构信息。

42025/2/12波长图5-1电磁波的区域55.1.1光谱分析法基本原理

1电磁波谱区及能量跃迁2025/2/121）吸收：由电磁辐射提供能量致使量子从低能级向高能级跃迁的过程；原子吸收、分子吸收、核磁共振吸收发射：由高能级向低能级跃迁并发射电磁辐射的过程；62电子辐射与物质的相互作用2025/2/12（2）分子吸收由于分子吸收辐射光的能量是量子化的，只有当光子的能量恰好等于两个能级之间的能量差或其整数倍时，才能被分子吸收。因此对某一分子来说，它只能吸收某一特定频率的辐射能量。72025/2/12分子吸收光谱分类图5.4分子电子能级的吸收跃迁示意图8能级：电子能级、振动能级、转动能级跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱分子吸收光谱：2025/2/129（5.1）2025/2/12分子吸收光谱分类紫外光的波长较短（一般指100～400nm），能量较高，当它照射到分子上时，会引起分子中价电子能级的跃迁。红外光的波长较长（一般指2.5～25

m)，能量稍低，它只能引起分子中成键原子的振动和转动能级的跃迁。核磁共振的能量更低(一般指60～250MHz，波长约10cm)。它产生的是原子核自旋能级的跃迁。10紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱等都是吸收光谱。广义的吸收光谱还包括拉曼光谱和原子吸收光谱。

2025/2/12115.3.1紫外-可见吸收光谱的基本原理5.3

紫外-可见光谱分析（UV-VIS）1.紫外-可见吸收光谱的产生紫外-可见吸收光谱波长范围：200nm-800nm朗伯-比尔定律是（比色和光谱定量分析的基础。当入射光波长一定时，溶液的吸光度A是待测物质浓度和液层厚度的函数。T=I/I0=e-ab朗伯-比尔定律的数学表达式为：al=ln(1/T)=ln（I0/I）令：吸光度A=lg（I0/I）A=kab=K0cb

A=lg（I0/I）=Kb=K0cb

朗伯-比尔定律（Lambert-Beerlaw）2025/2/122.光吸收定律12为了定量描述物质对光的吸收程度，又提出摩尔吸光系数ε的概念。摩尔吸光系数是指样品浓度为1mol·L-1的溶液置于1cm样品池中，在一定波长下测得的吸光度值。它表示物质对光的吸收能力，是物质的特征常数。2025/2/1213在相对分子质量未知的情况下，常用百分吸收系数或比吸收系数表示物质对光的吸收能力。它是指溶液浓度为1%（1g/100mL），液层厚度为1cm时，在一定波长下的吸光度值。百分吸收系数和摩尔吸光系数有如下关系：

2025/2/1214不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同以A~λ，

e~λ，lge~λ，T~λ作图3.紫外-可见吸收光谱的表示方法2025/2/1215（一）有机化合物的电子跃迁：价电子：σ电子→饱和的σ键

π电子不饱和的π键

n电子成键轨道与反键轨道：σ<π<n<π*<σ*2025/2/12164.电子跃迁类型：1)σ→σ*跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷);E很高，λ<150nm（远紫外区）2)n→σ*跃迁：含杂原子饱和基团（—OH，—NH2）E较大，λ150~250nm（真空紫外区）3)π→π*跃迁：不饱和基团（—C＝C—，—C＝O）E较小，λ~200nm体系共轭，E更小，λ更大4)n→π*跃迁：含杂原子不饱和基团（—C≡N，C＝O）E最小，λ200~400nm（近紫外区）按能量大小：σ→σ*>

n→σ*>

π→π*>

n→π*2025/2/1217注意：紫外光谱电子跃迁类型:n—π*跃迁π—π*跃迁

饱和化合物无紫外吸收带

电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型；根据吸收谱带波长和电子跃迁类型→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）2025/2/12181）生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团

有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团具n电子和π电子的基团

产生n→π*跃迁和π→π*跃迁跃迁E较低例：

C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—

注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强5常用术语2025/2/12192）助色团

本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团有机物：连有杂原子的饱和基团例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X2025/2/12203）红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后

吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）

吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）4）增色效应和减色效应

增色效应：吸收强度增强的效应

减色效应：吸收强度减小的效应5）强带和弱带：

εmax>104→

强带

εmax<103→弱带2025/2/12216)

R带、K带、B带、E带R带：由含杂原子的不饱和基团的n→π*跃迁产生C＝O；C＝N；—N＝N—E小，λmax250~400nm，εmax<100K带：由共轭双键的π→π*跃迁产生(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—λmax>200nm，εmax>1042025/2/1222B带：由π→π*跃迁和苯环的振动的重叠产生的。芳香族化合物的主要特征吸收带

λmax=254nm，宽带，具有精细结构；εmax=200极性溶剂中，或苯环连有强电负性取代基，其精细结构消失E带：由苯环环形共轭系统的π→π*跃迁产生芳香族化合物的特征吸收带E1180nmεmax>104

（常观察不到）E2200nmεmax=7000

强吸收苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并一起红移（长移）2025/2/1223

图苯在乙醇中的紫外吸收光谱苯在λ＝185nm和204nm处有两个强吸收带，分别称为E1和E2吸收带，是由苯环结构中三个乙烯的环状共轭体系的跃迁产生的，是芳香族化合物的特征吸收。在230～270nm处有较弱的一系列吸收带，称为精细结构吸收带，亦称为B吸收带。B吸收带的精细结构常用来辨认芳香族化合物。精细结构2025/2/1224图示2025/2/12252025/2/1226小结2025/2/12276影响紫外-可见吸收光谱的因素1）共轭效应(p-p共轭)共轭多烯，

n=8时，l=415nm橙色

n=15时，l=547nm紫色

n=11时，l=470nm红色2025/2/12282）溶剂效应溶剂极性越强，精细结构越不明显。极性溶剂使K带红移，R带蓝移。2025/2/12293）超共轭效应(s-p共轭)烷基与共轭体系相连，可以使最大吸收波长产生少量红移。约为几纳米。4）助色团的影响5）其它的还有空间效应，温度影响，pH值的影响。

5.3.2紫外-可见吸收光谱分析方法

单组分的定量方法多组分的定量方法2025/2/1230一、定性分析定性鉴别：判断杂质或纯度二、定量分析

结构分析：提供有机物共轭体系的大小及与共轭体系有关的骨架，提供生色团和助色团的线索。1.定性分析定性分析的依据→吸收光谱的特征吸收峰的位置（波长）吸收峰的强度吸收光谱的形状2025/2/1231

制作试样的吸收曲线并与标准紫外光谱对照；

max

，

max都相同，可能是一个化合物；

标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图«Thesadtlerstandardspectra,Ultraviolet»

2025/2/12322025/2/1233（一）结构分析P149根据紫外-可见光谱可以得到哪些结构信息？1）没有吸收带2）220-250nm强吸收带3）270-350nm弱吸收带4）260-300nm中等强度吸收带（二）纯度检查（杂质检查）1）峰位不重叠：找λ→使主成分无吸收，杂质有吸收→直接考察杂质含量2）峰位重叠：主成分强吸收，杂质无吸收/弱吸收→与纯品比较，E↓

杂质强吸收>>主成分吸收→与纯品比较，E↑，光谱变形例如：要检定甲醇或乙醇中的杂质苯，可利用苯在254nm处的B吸收带，而甲醇或乙醇在此波长处几乎没有吸收。2025/2/1234（1）吸光系数法（绝对法）2025/2/123.定量分析35例1：维生素B12

的水溶液在361nm处的百分吸光系数为207，用1cm比色池测得某维生素B12溶液的吸光度是0.414，求该溶液的浓度解：2025/2/12362025/2/1237例2：5.0×10-5mol·L-1的KMnO4溶液，在最大吸收波长525 nm波长处用3.0 cm吸收皿测得吸光度A为0.336，计算百分吸光系数和摩尔吸光系数（KMnO4的分子量158g/mol）。例：精密称取B12样品25.0mg，用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml，又置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中，于361nm处测定吸光度为0.507，求B12的百分含量？解：2025/2/1238例：解：2025/2/1239（2）标准曲线法2025/2/1240

芦丁含量测定0.710mg/25mL2025/2/12412）多组分的定量方法三种情况：1．两组分吸收光谱不重叠（互不干扰）

两组分在各自λmax下不重叠→分别按单组分定量2025/2/12422．两组分吸收光谱部分重叠

λ1→测A1→b组分不干扰→可按单组分定量测Caλ2→测A2→a组分干扰→不能按单组分定量测Ca

2025/2/12433．两组分吸收光谱完全重叠——混合样品测定（1）解线性方程组法（2）等吸收双波长消去法2025/2/1244解线性方程组法步骤：2025/2/1245等吸收双波长法步骤：

消除a的影响测b2025/2/1246消去b的影响测a注：须满足两个基本条件

选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大2025/2/1247解：1．取咖啡酸，在165℃干燥至恒重，精密称取10.00mg，加少量乙醇溶解，转移至200mL容量瓶中，加水至刻度线，取此溶液5.00mL，置于50mL容量瓶中，加6mol/L的HCL4mL，加水至刻度线。取此溶液于1cm比色池中，在323nm处测定吸光度为0.463，已知该波长处的，求咖啡酸百分含量2025/2/1248解：2．精密称取0.0500g样品，置于250mL容量瓶中，加入

0.02mol/LHCL溶解，稀释至刻度。准确吸取2mL，稀释至100mL。以0.02mol/LHCL为空白,在263nm处用1cm吸收池测定透光率为41.7%，其摩尔吸光系数为12000，被测物分量为100.0，试计算263nm处和样品的百分含量。

2025/2/12495.4红外吸收光谱分析(InfraredSpectrometry，IR)2025/2/1250分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱2025/2/125.4.1红外吸收光谱的基本原理511.红外区域的划分：近红外区(4000-14290cm-1)：泛频区中红外区

(400-4000cm-1)：大部分有机物的基团振动频率在此区域。远红外区(200-700cm-1)：转动和重原子振动2025/2/12522.红外光谱图横坐标：波长/λ或波数/cm-1。红外谱图有等波长及等波数两种，对照标准谱图时应注意。纵坐标：吸光度A或透光率T。一般情况下，一张红外光谱图有5~30个吸收峰。2025/2/12533红外光谱产生的条件满足两个条件：

(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；

(2)辐射与物质间有相互偶合作用。1）E红外光=ΔE分子振动

或υ红外光=υ分子振动2）红外光与分子之间有偶合作用：分子振动时其偶极矩(μ)必须发生变化，即Δμ≠0。2025/2/1254双原子对称分子：偶极矩为零，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2

等。

非对称分子：有偶极矩，红外活性。

红外光的能量是通过分子振动时偶极矩的变化传递给分子。偶极子在交变电场中的作用示意图2025/2/12554双原子分子的振动(1)双原子分子的简谐振动及其频率化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧2025/2/1256能级跃迁选律：振动量子数(ΔV）变化为±1时，跃迁几率最大。从基态(V=0)到第一振动激发态(V=1)的跃迁最重要，产生的吸收频率称为基频。5多原子分子的振动分子中基团的基本振动形式2025/2/12572)红外吸收峰数小于等于振动数1)一种振动形式对应一个基频非线性分子振动数3n-6线性分子振动数3n-5

基频峰（

0→1）2885.9cm-1

最强二倍频峰（

0→2

）5668.0cm-1较弱三倍频峰（

0→3

）8346.9cm-1很弱四倍频峰（

0→4

）10923.1cm-1

极弱五倍频峰（

0→5

）13396.5cm-1极弱

除此之外，还有合频峰（

1+

2，2

1+

2，

），差频峰（

1-

2，2

1-

2，

）等，这些峰多数很弱，一般不容易辨认。倍频峰、合频峰和差频峰统称为泛频峰。2025/2/126红外光谱吸收峰58振动能级的跃迁概率：基频大于倍频。振动过程中偶极距的变化：极性较强的基团振动，吸收强度较大。7.红外光谱吸收带的强度及影响因素2025/2/1259谱带的强度用透射率或吸光度表示（纵坐标）。不同强度的表示：vs,s,m,w,vw

分区依据：由于有机物数目庞大，而组成有机物的基团有限；基团的振动频率取决于K和m，同种基团的频率相近。划分方法:

氢键区基团特征频率区叁键区和累积双键区双键区

指纹区单键区（一）基团频率区的划分2025/2/12609.基团特征振动频率区域名称 频率范围 基团及振动形式

氢键区

4000～2500cm-1

O－H、C－H、N－H

等的伸缩振动

叁键和

C

C、C

N、N

N和累积双键区

2500~2000cm-1

C＝C＝C、N＝C＝O

等的伸缩振动

双键区

2000~1300cm-1C=O、C=C、C=N、NO2、苯环等的伸缩振动

单键区

1300~400cm-1C－C、C－O、C－N、

C－X等的伸缩振动及含氢基团的弯曲振动。

基团频率区的划分2025/2/1261基团特征频率区的特点和用途

吸收峰数目较少，但特征性强。不同化合物中的同种基团振动吸收总是出现在一个比较窄的波数范围内。主要用于确定官能团。指纹区的特点和用途

吸收峰多而复杂，很难对每一个峰进行归属。单个吸收峰的特征性差，而对整个分子结构环境十分敏感。主要用于与标准谱图对照。2025/2/1262例乙基异丙基酮和甲基丁基酮的IR（指纹区差异）2025/2/12632025/2/12641-辛炔的红外光谱图2025/2/12652025/2/1266甲苯的红外光谱图2025/2/12671-辛炔的红外光谱图2025/2/12681-辛烯的红外光谱图2025/2/12692025/2/12702-乙基苯酚的红外光谱图2025/2/12712025/2/1272丙胺的红外光谱图2025/2/1273丙胺盐的红外光谱图2025/2/12742025/2/12751-辛炔的红外光谱图2025/2/12762025/2/1277丙酮2025/2/1278丙醛2025/2/1279癸酸2025/2/1280丁酸乙酯2025/2/1281丙酸酐2025/2/1282丙酰胺2025/2/12832025/2/12841-辛烯的红外光谱图2025/2/1285甲苯的红外光谱图2025/2/12862025/2/1287（5）面外弯曲=C-H倍频2000～1600

cm-1（w)（4）-(CH2)n当n≥4时，面内摇摆振动

～720cm-1（w)甲苯的红外光谱图2025/2/12882025/2/1289（6）-C-O单键的伸缩振动1000-1300cm-1,该区域最强。2-乙基苯酚的红外光谱图丁醚的红外光谱图1210-1000cm–1是醚键的不对称伸缩振动

υC-O-C2025/2/1290

＝C－H仅与苯环上相连的氢原子个数有关，而与取代基的种类无关。例如：2025/2/12苯环上五氢相连（单取代）：700、750cm-1

例：苯酚的IR四氢相连（邻二取代）：750cm-1

例：邻二甲苯的IR三氢相连（间二取代）：700、780cm-1

例：间二甲苯的IR二氢相连（对二取代）：830cm-1

例：对二甲苯的IR孤立氢：880cm-1

91（7）面外=C-H900～650cm-1用于确定芳烃取代类型二甲苯三个异构体的红外光谱比较2025/2/12922025/2/1293（二）影响基团频率的因素1.外部因素同一化合物，气态和液态或固态光谱差异较大。特征频率：气态>非极性溶剂溶液>液态或固态2.内部因素1.电效应：化学键的电子分布不均匀。原则：化学键的电子分布不均匀使健加强则频率增加，反之则频率减小。2025/2/12941）

诱导效应（I效应）：双键和电负性大的原子相连时，双键增强，频率增加。2025/2/12952）

共轭效应（M效应）：共轭效应使双键减弱，频率减小。含有孤对电子的原子可以引起类似共轭作用，但比共轭效应影响小。酰胺RCONH2中羰基频率降为1650cm-1。2025/2/12962.氢键：羰基和羟基之间容易形成氢键，使羰基的频率降低。

C=O

1760cm-11700cm-1

5.4.2试样的处理与制备1）气体——气体池2）液体：①液膜法——难挥发液体（bp>80C）②溶液法——液体池溶剂：CCl4，CS2常用。3)固体:①研糊法（液体石腊法）②KBr压片法③薄膜法2025/2/1297(1)解析IR谱图的原则解析时应兼顾吸收峰的位置、强度和峰形，其中以峰的位置最为重要；不必对每个吸收峰都进行指认。重点解析强度大、特征性强的峰，同时考虑相关峰原则。相关峰——由于某个官能团的存在而出现的一组相互依存、相互佐证的吸收峰。相关基团——相关基团振动吸收峰之间的相互印证，如醛、酸。2025/2/12985.4.3红外吸收光谱图解析方法(2)一般步骤①计算不饱和度。——样品中有无双键、脂环、苯环？

=1+n4+n3/2-n1/21+6-3=4②官能团区：峰的位置？强度？——样品中有哪些官能团？③指纹区：有无诊断价值高的特征吸收？如：1380cm-1有峰？1000cm-1以下有峰？形状如何？双键的取代情况及构型？苯环上的取代情况？④其他信息：来源？合成方法？化学特征反应？物理常数？

NMR、MS、UV谱图特征？

——掌握的信息越多，越有利于给出结构式。⑤查阅、对照标准谱图，确定分子结构。2025/2/1299例1已知该化合物的元素组成为C7H8O。3039cm-1，3001cm-1

是不饱和C-H伸缩振动

=C-H，说明化合物中有不饱和双键2947cm-1是饱和C-H伸缩振动

C-H，说明化合物中有饱和C-H键1599cm-1，1503cm-1是芳环骨架振动

C=C，说明化合物中有芳环芳环不饱和度为4，这说明该化合物除芳环以外的结构是饱和的1248cm-1是芳醚碳氧键的伸缩振动，1040cm-1是脂肪醚的碳氧键的伸缩振动

C-O-C，说明化合物中有C-O-C键756cm-1，694cm-1

是芳环单取代面外弯曲振动

=C-H，说明化合物为单取代苯环化合物2025/2/12100例2已知化合物的元素组成为C8H7N3062cm-1是不饱和C-H伸缩振动

=C-H，说明化合物有不饱和双键2924cm-1是饱和C-H伸缩振动

C-H，说明化合物中有饱和C-H键2229cm-1是不饱和叁键C

N伸缩振动

CN，不饱和度为21589cm-1，1481cm-1

，1458cm-1是芳环骨架振动

C=C，说明化合物中有芳环，不饱和度为2芳环不饱和度为4，叁键C

N不饱和度为2，这说明该化合物除芳环和叁键以外的结构是饱和的1381cm-1是CH3的伸缩振动

C-H，说明化合物中有CH3787cm-1，687cm-1

是芳环间位二取代面外弯曲振动

=C-H，说明化合物为间位二取代苯环化合物2025/2/121011）不饱和度5，大于4，一般有苯环，C6H52）3000cm

1以上，不饱和C-H伸缩，可能为烯，炔，芳香化合物；1600，

1580cm

1，含有苯环；指纹区780，690cm

1，间位取代苯3）1710cm

1，C=O，2820，2720cm

1，醛基4）结合化合物的分子式；此化合物为间甲基苯甲醛例3化合物C8H8O的红外谱图2025/2/121021）不饱和度：2；可能为烯，炔及含有羰基的化合物2）3300cm

1处宽带，羟基；结合1040cm

1处的吸收，可推测含有O-H,由此可排除含有羰基的可能性3）2110cm

1处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收；结合化合物的分子式可知此化合物为2-丙炔醇例4C3H4O2025/2/12103Sadtler红外标准谱图查阅方法Sadtler红外标准谱图分类标准红外光谱图和商业红外光谱图棱镜红外光谱图和光栅红外光谱图红外蒸汽相光谱图标准红外光谱图的查阅方法分子式索引字母顺序索引化学分类索引谱线索引2025/2/121045.5激光拉曼光谱分析2025/2/121052025/2/121061.计算=C-H（3020cm-1）健伸缩振动吸收的红外光的能量。2.上述计算的分子振动能级跃迁所需的能量一定要从吸收红外光的能量获得吗？还可以从哪里获得？3.如果入射光是可见光，可以被振动能级跃迁吸收吗？可能损失部分能量被振动能级吸收吗？瑞利散射

scatter=

laser

scatter≠

laser拉曼散射散射光弹性散射（波长（颜色）不发生改变——瑞利散射）非弹性散射（波长发生改变——拉曼散射）2025/2/12107（0.1％）5.5.1激光拉曼光谱产生的基本原理1928年，印度科学家C.VRaman首先在CCL4光谱中发现，通过对于这些颜色发生变化的散射光的研究，可以得到分子结构的信息，Raman效应。拉曼光谱的主要弱点是拉曼效应太弱。20世纪60年代，激光问世并促进了拉曼光谱作为重要的结构分析方法的发展。2025/2/121082025/2/121092025/2/121102、拉曼位移样品瑞利散射：υ0υ0斯托克斯线：υ0-Δυ反斯托克斯线：υ0+Δυ拉曼位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。2025/2/121112025/2/12112RamanShiftcm-1

范围：4000～25cm-1

入射光的能量应大于分子振动跃迁所需能量，小于电子能级跃迁的能量。拉曼位移大小有关分子能级结构2025/2/121133.产生拉曼散射的条件红外吸收改变的是电偶极矩μ。拉曼散射的发生必须在相应分子极化率α发生变化时才能实现。2025/2/121144.拉曼光谱选律图5.50CS2的振动形式、电子云和极化率变化示意图2025/2/121155.激光拉曼光谱与红外光谱比较红外光谱拉曼光谱产生机理振动引起偶极矩或电荷分布变化振动引起电极化率的改变入射光红外光可见光检测光红外光的吸收可见光的散射谱带范围400-4000cm-140-4000cm-1水不能作为溶剂可以作为溶剂样品测试装置不能用玻璃仪器玻璃毛细管做样品池制样需要研磨制成溴化钾片固体样品可以直接测信号强弱强，容易测量弱，不易测量检测方法直接用红外光检测处于红外区的分子振动和转动能量用可见激光来检测处于红外区的分子振动和转动能量，属于间接检测极性基团的谱带强烈（C=O、C—Cl）非极性基团谱带强（S-S、C-C、N-N）较容易测定链上的取代基容易表征碳链振动2025/2/12116聚乙烯分子中具有对称中心，红外与拉曼光谱呈现完全不同的振动模式。在红外光谱中，CH2振动为最显著的谱带。而拉曼光谱中，C-C振动有明显的吸收。线型聚乙烯的红外(a)及拉曼(b)光谱2025/2/12117与IR相比，Raman的优点：(1)拉曼光谱是一个散射过程，因而任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照射到，就可直接用来测量。由于激光束的直径较小，且可进一步聚焦，因而极微量样品都可测量。(2)对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则的限制较小，因而可得到更为丰富的谱带。S-S，C-C，C=C，N=N等红外较弱的官能团，在拉曼光谱中信号较为强烈。2025/2/12118荧光的抑制和消除在拉曼光谱测试中，往往会遇到荧光的干扰，由于拉曼散射光极弱，所以一旦样品或杂质产生荧光，拉曼光谱就会被荧光所淹没。通常荧光来自样品中的杂质，但有的样品本身也可发生荧光，常用抑制或消除萤光的方法有以下几种:（1）纯化样品（2）强激光长时间照射样品（3）加荧光淬灭剂（4）利用脉冲激光光源（5）改变激发光的波长以避开荧光干扰2025/2/12119试验设备和试验技术单色器检测记录系统计算机激光拉曼光谱仪

激光光源

样品室2025/2/121201、激光光源激光是原子或分子受激辐射产生的。激光和普通光源相比，具有以下几个突出的优点：(1)具有极好的单色性。激光是一种单色光，如氦氖激光器发出的6328Å的红色光，频率宽度只有9

10-2Hz。(2)具有极好的方向性。激光几乎是一束平行光，激光是非常强的光源。由于激光的方向性好，所以能量能集中在一个很窄的范围内，即激光在单位面积上的强度远远高于普通光源。2025/2/12121以前低压水银灯现在气体激光器Ar+激光He-Ne激光单色性好，强度高2025/2/12122光源波长单线