拉曼與紅外的區(qū)別-嚴(yán)慧敏VIP

1、1普通拉曼光譜技術(shù)姓名：嚴(yán)慧敏學(xué)號：612120100222021-10-21 普通拉曼光譜與紅外光譜的比較普通拉曼光譜與紅外光譜的比較 普通拉曼光譜應(yīng)用普通拉曼光譜應(yīng)用33 拉曼光譜簡介拉曼光譜簡介拉曼光譜是研究分子振動的一種光譜方法拉曼光譜是研究分子振動的一種光譜方法,它的原理和它的原理和機(jī)制都與紅外光譜不同機(jī)制都與紅外光譜不同,但它提供的結(jié)構(gòu)信息卻是類似但它提供的結(jié)構(gòu)信息卻是類似的的,都是關(guān)于分子內(nèi)部各種簡正振動頻率及有關(guān)振動能都是關(guān)于分子內(nèi)部各種簡正振動頻率及有關(guān)振動能級的情況級的情況,從而可以用來鑒定分子中存在的官能團(tuán)。從而可以用來鑒定分子中存在的官能團(tuán)。拉曼光譜是通過測定散射光相對

2、入射光頻率的變化來拉曼光譜是通過測定散射光相對入射光頻率的變化來獲取分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。獲取分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。4ccl4的拉曼光譜 stocks linesanti-stockes linesrayleigh scattering/cm-15紅外與拉曼譜圖對比紅外與拉曼譜圖對比紅外光譜：基團(tuán)；紅外光譜：基團(tuán)；拉曼光譜：分子骨架測定；拉曼光譜：分子骨架測定；6紅外及拉曼光譜法的比較在分子結(jié)構(gòu)分析中在分子結(jié)構(gòu)分析中,拉曼光譜與紅外光譜是相互補充的。拉曼光譜與紅外光譜是相互補充的。7拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較拉拉曼曼光光譜譜紅紅外外光光譜譜光光譜譜范范圍圍40-400

3、0cm-1光光譜譜范范圍圍400-4000cm-1水水可可作作為為溶溶劑劑水水不不能能作作為為溶溶劑劑樣樣品品可可盛盛于于玻玻璃璃瓶瓶，毛毛細(xì)細(xì)管管等等容容器器中中直直接接測測定定不不能能用用玻玻璃璃容容器器測測定定固固體體樣樣品品可可直直接接測測定定需需要要研研磨磨制制成成 kbr 壓壓片片8scsscsscs 1 2 3 4拉曼活性拉曼活性紅外活性紅外活性紅外活性紅外活性拉曼光譜拉曼光譜源于極化率變化源于極化率變化紅外光譜紅外光譜源于偶極矩變化源于偶極矩變化拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較9拉曼散射光譜明顯的特征拉曼散射光譜明顯的特征斯托克斯反斯托克斯1010拉

4、曼散射光譜明顯的特征拉曼散射光譜明顯的特征1）拉曼散射譜線的波數(shù)雖然隨入射光的波數(shù)而不同，但對同一樣品，同一拉曼譜線的位移與入射光的波長無關(guān)，只和樣品的振動轉(zhuǎn)動能級有關(guān)； 2）在以波數(shù)為變量的拉曼光譜圖上，斯托克斯線和反斯托克斯線對稱地分布在瑞利散射線兩側(cè)，這是由于在上述兩種情況下分別相應(yīng)于得到或失去了一個振動量子的能量。 3）一般情況下，斯托克斯線比反斯托克斯線的強(qiáng)度大。這是由于boltzmann分布，處于振動基態(tài)上的粒子數(shù)遠(yuǎn)大于處于振動激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù)。 1111拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過

5、光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量。此外1、由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學(xué)化合物的理想工具。2、拉曼一次可以同時覆蓋40-4000波數(shù)的區(qū)間，可對有機(jī)物及無機(jī)物進(jìn)行分析。相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器12123、拉曼光譜譜峰清晰尖銳，更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫搜索、以及運用差異分析進(jìn)行定性研究。在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中，獨立的拉曼區(qū)間的強(qiáng)度可以和功能基團(tuán)的數(shù)量相關(guān)。4、因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常規(guī)拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對常規(guī)紅外光譜一個很大的優(yōu)勢。而且，拉曼顯微鏡物鏡可

6、將激光束進(jìn)一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品。拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性13普通拉曼光譜應(yīng)用拉曼光譜分析技術(shù)是以拉曼效應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù),其信號來源與分子的振動和轉(zhuǎn)動。拉曼光譜的分析方向有： 定性分析：不同的物質(zhì)具有不同的特征光譜，因此可以通過光譜進(jìn)行定性分析。 結(jié)構(gòu)分析：對光譜譜帶的分析,又是進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。 定量分析：根據(jù)物質(zhì)對光譜的吸光度的特點,可以對物質(zhì)的量有很好的分析能力。1414applications of raman spectroscopy由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息：由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息

7、：1）同種分子的非極性鍵s-s，c=c，n=n，cc產(chǎn)生強(qiáng)拉曼譜帶， 隨單鍵雙鍵三鍵譜帶強(qiáng)度增加。2）紅外光譜中，由c n，c=s，s-h伸縮振動產(chǎn)生的譜帶一般較弱或強(qiáng)度可變，而在拉曼光譜中則是強(qiáng)譜帶。3）環(huán)狀化合物的對稱振動常常是最強(qiáng)的拉曼譜帶。15154）在拉曼光譜中，x=y=z，c=n=c，o=c=o-這類鍵的對稱伸縮振動是強(qiáng)譜帶，這類鍵的反對稱伸縮振動是弱譜帶。紅外光譜與此相反。5）c-c伸縮振動在拉曼光譜中是強(qiáng)譜帶。6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的：i. c-o鍵與c-c鍵的力常數(shù)或鍵的強(qiáng)度沒有很大差別。ii. 羥基和甲基的質(zhì)量僅相差2單位。 iii.與c-h和n-h譜帶比較，o-h拉

8、曼譜帶較弱。applications of raman spectroscopy1616拉曼光譜的應(yīng)用拉曼光譜的應(yīng)用一些有機(jī)物分子中極性基團(tuán)和骨架結(jié)構(gòu)的相對振動有強(qiáng)的拉曼譜帶。高度非對稱的振動及一些強(qiáng)極性基團(tuán)的非對稱振動有強(qiáng)的紅外譜帶。一些有機(jī)化合物分子則介乎非極性基團(tuán)和強(qiáng)極性基團(tuán)之間，其特征頻率在兩個光譜中大多能反映，其中拉曼光譜譜帶較清晰，容易確定譜帶的歸屬。拉曼光譜法還能測定物質(zhì)的偏振度，可以確定分子的對稱性。172021-10-21171.在化學(xué)研究中的應(yīng)用在化學(xué)研究中的應(yīng)用18定性分析因不同的物質(zhì)具有不同的特征光譜，故可以通過光譜進(jìn)行定性分析。拉曼定性測量提供有關(guān)樣品中振動譜帶的準(zhǔn)確

9、光譜信息。由于拉曼光譜適合于特定的化合物，拉曼定性測量可用于簡便鑒別試驗以及結(jié)構(gòu)解析。19天然雞血石的拉曼光譜:20仿造雞血石的拉曼光譜2121各種碳材料的拉曼光譜各種碳材料的拉曼光譜直鏈ch2碳原子的折疊振動頻率：nc為碳原子數(shù)不同的碳材料其拉曼光譜不同，因此可用于進(jìn)行定性鑒定。2222結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析2323苯環(huán)中取代基的確定苯環(huán)中取代基的確定u 取代基的位置不同，苯環(huán)的拉曼位移也不相同，因而可根據(jù)拉曼位移值來確定取代基在苯環(huán)上的位置。u 例如： 所有間位取代的苯環(huán)在拉曼位移值為1000cm-1處都有一強(qiáng)的拉曼線； 對位取代基的半環(huán)拉曼位移為635cm-1； 鄰位取代的苯環(huán)為103515c

10、m-1。24定量分析拉曼光譜技術(shù)作定量分析的基礎(chǔ)是測得的分析物拉曼峰強(qiáng)與分析物濃度間有線性比例關(guān)系。分析物拉曼峰面積（累積強(qiáng)度）與分析物濃度間的關(guān)系曲線稱為標(biāo)定曲線。通常對標(biāo)定物曲線應(yīng)用最小二乘法擬合以建立一方程式，據(jù)此從拉曼峰面積計算得到分析物濃度。2525其他應(yīng)用其他應(yīng)用用通常的拉曼光譜可以進(jìn)行半導(dǎo)體、陶瓷等無機(jī)材料的分析。如應(yīng)力分析、晶體結(jié)構(gòu)解析等。拉曼光譜還是分析合成高分子、生物大分子分析的重要手段。如分子取向、蛋白質(zhì)的巰基、卟啉環(huán)的分析。燃燒物和大氣污染物分析。2626拉曼光譜實驗中應(yīng)注意的幾個問題拉曼光譜實驗中應(yīng)注意的幾個問題 在拉曼光譜實驗中，為了得到高質(zhì)量的譜圖，除了選用性能優(yōu)

11、異的譜儀外，準(zhǔn)確地使用光譜儀，控制和提高儀器分辨率和信噪比是很重要的。 （1）狹縫：出射入射和中間狹縫是拉曼光譜儀的重要部分。入射、出射狹縫的主要功能是控制儀器分辨率，中間狹縫主要是用來抑制雜散光。 （2）孔徑角的匹配：注意把散射光正確地聚焦到入射狹縫上，否則不但降低了分辨率也影響了信號靈敏度。 （3）激發(fā)功率：提高激發(fā)光強(qiáng)度或增加縫寬能夠提高信噪比，但在進(jìn)行低波數(shù)測量時這樣做常常會因增加了雜散光而適得其反。2727拉曼光譜實驗中應(yīng)注意的幾個問題拉曼光譜實驗中應(yīng)注意的幾個問題（4）激發(fā)波長：由于長波長激光對儀器內(nèi)少量灰塵或試樣中缺陷的散射弱；另一方面由于狹縫寬度一樣時，不同波長的光由出射狹縫出

12、射時所包含的譜帶寬度不一樣。所以一般用長波長的激光譜線作為激發(fā)光，對獲得高質(zhì)量的譜圖有利。 （5）為防止樣品分解常采用的一種辦法是旋轉(zhuǎn)技術(shù)，利用特殊的裝置使激光光束的焦點和樣品的表面做相對運動，從而避免了樣品的局部過熱現(xiàn)象。樣品旋轉(zhuǎn)技術(shù)除能防止樣品分解外，還能提高分析的靈敏度。 2828拉曼光譜數(shù)據(jù)處理拉曼光譜數(shù)據(jù)處理 歸一化法是目前常用的一種拉曼光譜數(shù)據(jù)處理的方法，其方法間的差異在于歸一化中比值參照對象的不同等，所報道的歸一化方法是在檢測樣品中加入另一種物質(zhì)。利用這種物質(zhì)的拉曼譜峰作為內(nèi)標(biāo)峰，但是，引入另一種物質(zhì)譜峰作為內(nèi)標(biāo)峰的做法局限性較大，須保證引入的物質(zhì)對檢測物質(zhì)不會發(fā)生任何影響，且如檢測物質(zhì)是溶液的話。 在樣品的拉曼數(shù)據(jù)采集過程中，由