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拉曼光譜與紅外吸收光譜的異同 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-11-04 21:09:32 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/三水)拉曼光譜與紅外光譜一樣,都能提供分子振動頻率的信息,但它們的物理過程不同。拉曼效應為散射過程,拉曼光譜為散射光譜,而紅外光譜對應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。從分子結構性質變化角度看,拉曼散射過程來源于分子的誘導偶極矩,與分子極化率的變化相關。通常非極性分子及基團的振動導致分子變形,引起極化率變化,是拉曼活性的。紅外吸收過程與分子永久偶極矩的變化相關,一般極性分子及基團的振動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:對于一個給定的化學鍵,其紅外吸收頻率與拉曼位移相等,均代表第一振動能級的能量,化合物某些峰的紅外吸收波數與拉曼位移完全相同。紅外吸收波數與拉曼位移均在紅外光區,兩者都反映分子的結構信息互補,可用于有機化合物的結構鑒定。
紅外與拉曼光譜法的不同點:紅外光譜的入射光及檢測光都是紅外光,而拉曼光譜的入射光大多數是可見光,散射光也是可見光。紅外光譜測定的是分子對光的吸收,橫坐標用波數或波長表示;而拉曼光譜測定的是分子對光的散射,橫坐標是拉曼位移。紅外吸收是由于振動引起分子偶極矩或電荷分布變化產生的;拉曼散射是由于鍵上電子云分布產生瞬間變形引起暫時極化,產生誘導偶極,當返回基態時發生的散射。
對于一般紅外及拉曼光譜,可用以下幾個經驗規則判斷。
1、相排斥規則
凡有對稱中心的分子,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、互相允許規則
凡無對稱中心的分子,除屬于點群D5h、D2h和O的分子外,都有一些既能在拉曼散射中出現,又能在紅外吸收中出現的躍遷。若分子無任何對稱性,則它的紅外和拉曼光譜就非常相似。
3、互相禁止規則
少數分子的振動模式,既非拉曼活性,也非紅外活性。如乙烯分子的扭曲振動,在紅外和拉曼光譜中均觀察不到該振動的譜帶。
由上可知,一般分子極性基團的振動,導致分子永久偶極矩的變化,故這類分子通常是紅外活性的;非極性基團的振動易發生分子變形,導致極化率的改變,通常是拉曼活性。因而對于相同原子的非極性鍵振動如C—C、N—N及對稱分子骨架振動,均能獲得有用的拉曼光譜信息。但分子對稱骨架振動的紅外信息很少見到。故拉曼光譜和紅外光譜雖產生的機理不同,但它們能相互補充,獲得較完整的分子振動能級躍遷的信息。 |
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