实验室分析仪器--红外光谱与拉曼光谱的异同

一、红外光谱与拉曼光谱的介绍

1、红外光谱

当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些特定频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。将测得的吸收强度对入射光的波长或波数作图，就得到红外光谱。

利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，称红外吸收光谱法。

2、拉曼光谱

当光照射到物质上时，会发生非弹性散射，在散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有和激发光波长不同的成分，后一现象统称为拉曼效应。这种现象于1928年由印度科学家拉曼所发现，因此这种产生新波长的光的散射被称为拉曼散射，所产生的光谱被称为拉曼光谱或拉曼散射光谱。拉曼光

谱是通过测定散射光相对入射光频率的变化来获取分子内部结构信息。

二、红外光谱与拉曼光谱的异同

1、相同点

对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。因此，对某一给定的化合物，某些峰的红外吸收波数和拉曼位移完全相同，红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区，两者都反映分子的结构信息。拉曼光谱和红外光谱一样，也是用来检测物质分子的振动和转动能级。

2、不同点

（1）红外光谱是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱。它是吸收光谱，信息是从分子对入射电磁波的吸收得到的。拉曼光谱一般也是发生在红外区，它不是吸收光谱，而是散射光谱，是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子。入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级。它的信息是从入社光频率的差别得到的。

（2）要产生红外光谱效应，需要分子内部有一定的极性，也就是说存在分子内的电偶极矩。在光子与分子相互作用时，通过电偶极矩跃迁发生了相互作用。因此，那些没有极性的分子或者对称性的分子，因为不存在电偶极矩，基本上是没有红外吸收光谱效应的。 拉曼光谱产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁，并不需要分子本身带有极性，因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测。

（3）红外容易测量，信号很好。而拉曼信号比较弱。

（4）红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难，但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析，比较方便；红外光谱不可以用水做溶剂，但是拉曼可以，水是拉曼光谱的一种优良溶剂；

（5）在鉴定有机化合物时，红外光谱比拉曼有优势。而无化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱大。

（6）拉曼光谱的是利用可见光获得的，所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池，拉曼散射光能全部透过玻璃，而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。

可以总结，红外与拉曼的比较如下表：