红外光谱和拉曼光谱

1、红外光谱与拉曼光谱 姓名：郭飞 光的吸收 定义：光通过介质后出现的出射光强小于入射光强的现象。 解释：用经典电磁理论中的振子模型解释： 光能 振动能 热能。 光波通过介质时，有一部分光能被吸收，转化为其他形式的能量。 透明物质：能量损失小。 一般吸收：吸收很小，且在某一给定波段内几乎是不变的。 选择吸收：吸收很多，且随波长而剧烈地变化。例如石英对可 见光吸收甚微，但是对3.55.0m的红外光却强烈吸收 郎伯定律强度为I0 的平行光束进入厚度为l的均匀物质后，强度变为：朗伯定律吸收系数，单位cm-1I0lI1.与媒质有关2.与波长有关一般吸收区域小，基本不变 选择吸收区域大，随波长急剧变化吸收光

2、谱朗伯定律是吸收光谱的基本原理。入射的有连续波长分布的光，透过物质后，在选择吸收区域，在有些波长范围被强烈吸收，形成吸收光谱用途：物质的定量分析；气象、天文研究。反映原子、分子结构特征原子光谱、红外光谱大气窗口空间遥感探测、气象等研究红外光谱 红外光谱是研究红外光与物质分子间相互作用的吸收光谱。一定频率的红外线经过分子时，被分子中相同振动频率的键振动吸收，记录所得透过率的曲线称为红外光谱图。习惯上按红外线波长，将红外光谱分成三个区域： （1）近红外区：0.782.5m（12 8204 000cm-1），主要 用于研究分子中的OH、NH、CH键的振动倍频与 组频。 （2）中红外区：2.525m（

3、4 000400cm-1），主要用于研究大部分有机化合物的振动基频。 （3）远红外区：25300m（40033cm-1），主要用于研 究分子的转动光谱及重原子成键的振动。红外光谱特点 任何气态、液态、固态样品均可进行红外光 谱测定； 不同的化合物有不同的红外吸收，由红外光 谱得到化合物丰富的结构信息； 常规红外光谱仪价格低廉； 样品用量少； 可针对特殊样品运用特殊的测试方法拉曼光谱和红外光谱红外光谱拉曼光谱分子在振动跃迁过程中有偶极矩的改变分子在振动跃迁过程中有极化率的改变拉曼光谱和红外光谱可以互相补充对于具有对称中心的分子来说，具有一互斥规则：与对称中心有对称关系的振动，红外不可见，拉曼可见

4、；与对称中心无对称关系的振动，红外可见，拉曼不可见。拉曼光谱当光透过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象被称为拉曼散射。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率0相同的成分称为瑞利散射(Rayleigh scattering )；频率对称分布在0两侧或0 1即为拉曼光谱，其中频率较小的成分又称为斯托克斯线（Stocks lines)，频率较大的成分又被称为反斯托克斯线（Anti-Stocks lines）。因为斯托克斯线的强度远远强于反斯托克斯线，所以拉曼光谱仪一般记录斯托克斯线。拉曼光谱拉曼光谱拉曼光谱仪原理图拉曼光谱与红外光谱的联系同属分子振(转)动光谱红外：适用于研究不同原子的极性键振动OH, CO，CX拉曼：适用于研究同原子的非极性键振动NN, CC 拉曼光谱和红外光谱可以互相补充 红外与拉曼图对比红外光谱：基团；拉曼光谱：分子骨架测定；拉曼光谱的优点及其应用一些在红外光谱中为弱吸收或强度变化的谱带，在拉曼光谱中可能为强谱带，从而有利于这些基团的检出，如S-S,C-C,C=C, N=N等红外吸收较弱的基团，在拉曼光谱中信号较为强烈。 拉曼光谱低波数方向的测定范围宽(25cm-1)，有利于提供重原子的振动信息。 特别适合于研究水溶液体系,水的拉曼散射极其微弱，对生物大分子的研究非常有利。 比红外光谱有更好的分辨率。