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拉曼課堂小知識(shí)—紅外光譜與拉曼光譜的比較
閱讀：2197 發(fā)布時(shí)間：2019-2-19
紅外光譜與拉曼光譜之比較
1) 拉曼譜峰比較尖銳，識(shí)別混合物，特別是識(shí)別無(wú)機(jī)混合物要比紅外光譜容易。
2) 在鑒定有機(jī)化合物方面，紅外光譜具有較大的優(yōu)勢(shì)，主要原因是紅外光譜的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)比拉曼光譜的豐富。
3)在鑒定無(wú)機(jī)化合物方面，拉曼光譜儀獲得400cm-1以下的譜圖信息要比紅外光譜儀容易得多。所以一般說來，無(wú)機(jī)化合物的拉曼光譜信息量比紅外光譜的大。
4)拉曼光譜與紅外光譜可以互相補(bǔ)充、互相佐證。
紅外光譜與拉曼光譜相同點(diǎn)
對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)鍵，其紅外吸收頻率與拉曼位移相等，均代表振動(dòng)能級(jí)的能量。因此，對(duì)某一給定的化合物，某些峰的紅外吸收波數(shù)與拉曼位移*相同，紅外吸收波數(shù)與拉曼位移均在紅外光區(qū)，兩者都反映分子的結(jié)構(gòu)信息。
紅外光譜與拉曼光譜不同點(diǎn)
(1) 紅外光譜的入射光及檢測(cè)光均是紅外光，而拉曼光譜的入射光大多數(shù)是可見光 ，散射光也是可見光；
(2) 紅外譜測(cè)定的是光的吸收，橫坐標(biāo)用波數(shù)或波長(zhǎng)表示，而拉曼光譜測(cè)定的是光的散射，橫坐標(biāo)是拉曼位移；
(3) 兩者的產(chǎn)生機(jī)理不同。紅外吸收是由于振動(dòng)引起分子偶極矩或電荷分布變化產(chǎn)生的。拉曼散射是由于鍵上電子云分布產(chǎn)生瞬間變形引起暫時(shí)極化，是極化率的改變，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，當(dāng)返回基態(tài)時(shí)發(fā)生的散射。散射的同時(shí)電子云也恢復(fù)原態(tài)；
(4) 紅外光譜用能斯特?zé)?、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(shí)，樣品不需前處理。而用紅外光譜分析樣品時(shí)，樣品要經(jīng)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(diào)糊法，高分子化合物常用薄膜法，體樣品的測(cè)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(tuán)，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(bǔ)充，對(duì)于具有對(duì)稱中心的分子來說，具有一互斥規(guī)則：與對(duì)稱中心有對(duì)稱關(guān)系的振動(dòng)，紅外不可見，拉曼可見；與對(duì)稱中心無(wú)對(duì)稱關(guān)系的振動(dòng)，紅外可見，拉曼不可見。
紅外光譜和拉曼光譜的區(qū)別
紅外光譜和拉曼光譜都屬于分子振動(dòng)光譜，都是研究分子結(jié)構(gòu)的有力手段。紅外光譜測(cè)定的是樣品的透射光譜。當(dāng)紅外光穿過樣品時(shí)，樣品分子中的基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生振動(dòng)，使偶極矩發(fā)生變化，得到紅外吸收光譜。拉曼光譜測(cè)定的是樣品的發(fā)射光譜。當(dāng)單色激光照射在樣品上時(shí)，分子的極化率發(fā)生變化，產(chǎn)生拉曼散射，檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光。
單色激光照射樣品后，產(chǎn)生瑞利散射和拉曼散射。瑞利散射是激光的彈性散射，不負(fù)載樣品的任何信息。拉曼散射又分為斯托克斯散射和反斯托克斯散射，拉曼散射負(fù)載有樣品的信息。
對(duì)于分子中的同一個(gè)基團(tuán)，它的紅外光譜吸收峰的位置和拉曼光譜峰的位置是相同的。在紅外光譜圖中，橫坐標(biāo)的單位可以用波數(shù)表示。在拉曼光譜圖中，雖然橫坐標(biāo)的單位也是用波數(shù)，但表示的是拉曼位移。拉曼檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光，當(dāng)用不同波長(zhǎng)的激光激發(fā)樣品時(shí)，拉曼檢測(cè)器檢測(cè)到的拉曼散射光的波長(zhǎng)是不相同的。雖然使用的激光波長(zhǎng)不同，但對(duì)于同一個(gè)基團(tuán)，拉曼位移是相同的。拉曼位移是激光波數(shù)和拉曼散射光波數(shù)的差值。