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拉曼光谱和红外光谱的区别和相似点

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:拉曼光谱法与红外光谱法通常有很多相似之处,但两种光谱法又有明显差别。红外光谱的入射光及检测光都是红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光。红外光谱测定的是分子对光的吸收,横坐标用波数或波长表示;而拉曼光谱测定的是分子对光的散射,横坐标是拉曼位移。由此可见,拉曼光谱和红外吸收光谱是互相补充的,与红外光谱配合使用,能更好地解决分子结构测定的问题。

拉曼光谱和红外光谱的区别和相似点

拉曼光谱法与红外光谱法通常有很多相似之处,但两种光谱法又有明显差别。

(1)红外与拉曼光谱法的相同点。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,化合物某些峰的红外吸收波数与拉曼位移完全相同。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互补,可用于有机化合物的结构鉴定。

(2)红外与拉曼光谱法的不同点。红外光谱的入射光及检测光都是红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光散射光也是可见光。红外光谱测定的是分子对光的吸收,横坐标用波数或波长表示;而拉曼光谱测定的是分子对光的散射,横坐标是拉曼位移。红外吸收是由于振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的;拉曼散射是由于键上电子云分布产生瞬间变形引起暂时极化,产生诱导偶极,当返回基态时发生的散射。

因此,拉曼光谱最适合于研究由相同原子组成的分子的非极性键,如C—C、N—N、S—S等的振动,以及对称分子,如CS2的骨架振动。CS2分子的对称伸缩振动显然属非红外活性,但是电子云形状在振动平衡位置前后起了很大变化,即极化率改变很大,因此对称伸缩振动方式显示拉曼活性。相反,对于CS2分子的不对称伸缩振动和弯曲振动,虽然都引起偶极矩的变化,显示红外活性,但是它们的电子云分布在振动平衡位置前后的形状完全相同,极化率不变,所以不显示拉曼活性。

对任何分子,可粗略地用下面的规则来判别其拉曼或红外是否有活性。(www.xing528.com)

(1)相互排斥规则。凡具有对称中心的分子,若其分子振动具有拉曼活性,则红外便是非活性的;反之亦然。如氧分子具有拉曼活性,红外便是非活性的。

(2)相互允许规则。凡是没有对称中心的分子,其红外和拉曼光谱都是活性的。

(3)相互禁阻规则。对于少数分子的振动,其红外和拉曼光谱都是非活性的,如乙烯分子的扭曲振动等。

由此可见,拉曼光谱和红外吸收光谱是互相补充的,与红外光谱配合使用,能更好地解决分子结构测定的问题。

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