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| 拉曼光譜與紅外吸收光譜的異同 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-11-04 21:09:32 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）拉曼光譜與紅外光譜一樣，都能提供分子振動(dòng)頻率的信息，但它們的物理過(guò)程不同。拉曼效應(yīng)為散射過(guò)程，拉曼光譜為散射光譜，而紅外光譜對(duì)應(yīng)的是與某一吸收頻率能量相等的（紅外）光子被分子吸收，因而紅外光譜是吸收光譜。從分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化角度看，拉曼散射過(guò)程來(lái)源于分子的誘導(dǎo)偶極矩，與分子極化率的變化相關(guān)。通常非極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)導(dǎo)致分子變形，引起極化率變化，是拉曼活性的。紅外吸收過(guò)程與分子永久偶極矩的變化相關(guān)，一般極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)引起永久偶極矩的變化，故通常是紅外活性的。
紅外與拉曼光譜法的相同點(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，均代表第一振動(dòng)能級(jí)的能量，化合物某些峰的紅外吸收波數(shù)與拉曼位移完全相同。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)信息互補(bǔ)，可用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。
紅外與拉曼光譜法的不同點(diǎn)：紅外光譜的入射光及檢測(cè)光都是紅外光，而拉曼光譜的入射光大多數(shù)是可見(jiàn)光，散射光也是可見(jiàn)光。紅外光譜測(cè)定的是分子對(duì)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)定的是分子對(duì)光的散射，橫坐標(biāo)是拉曼位移。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，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，當(dāng)返回基態(tài)時(shí)發(fā)生的散射。
對(duì)于一般紅外及拉曼光譜，可用以下幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則判斷。
1、相排斥規(guī)則
凡有對(duì)稱(chēng)中心的分子，若有拉曼活性，則紅外是非活性的；若有紅外活性，則拉曼是非活性的。如氧分子具有拉曼活性，紅外便是非活性的。
2、互相允許規(guī)則
凡無(wú)對(duì)稱(chēng)中心的分子，除屬于點(diǎn)群D5h、D2h和O的分子外，都有一些既能在拉曼散射中出現(xiàn)，又能在紅外吸收中出現(xiàn)的躍遷。若分子無(wú)任何對(duì)稱(chēng)性，則它的紅外和拉曼光譜就非常相似。
3、互相禁止規(guī)則
少數(shù)分子的振動(dòng)模式，既非拉曼活性，也非紅外活性。如乙烯分子的扭曲振動(dòng)，在紅外和拉曼光譜中均觀察不到該振動(dòng)的譜帶。
由上可知，一般分子極性基團(tuán)的振動(dòng)，導(dǎo)致分子永久偶極矩的變化，故這類(lèi)分子通常是紅外活性的；非極性基團(tuán)的振動(dòng)易發(fā)生分子變形，導(dǎo)致極化率的改變，通常是拉曼活性。因而對(duì)于相同原子的非極性鍵振動(dòng)如C—C、N—N及對(duì)稱(chēng)分子骨架振動(dòng)，均能獲得有用的拉曼光譜信息。但分子對(duì)稱(chēng)骨架振動(dòng)的紅外信息很少見(jiàn)到。故拉曼光譜和紅外光譜雖產(chǎn)生的機(jī)理不同，但它們能相互補(bǔ)充，獲得較完整的分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的信息。 |
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