紅外光譜和拉曼光譜是常見的兩種光譜分析方法,這篇文章我們來討論下他們的特點(diǎn)和異同。
紅外光譜又叫做紅外吸收光譜,它是紅外光子與分子振動、轉(zhuǎn)動的量子化能級共振產(chǎn)/吸收而產(chǎn)生的特征吸收光譜曲線。要產(chǎn)生這一種效應(yīng),需要分子內(nèi)部有一定的性,也就是說存在分子內(nèi)的電偶。在光子與分子相互作用時(shí),通過電偶矩躍遷發(fā)生了相互作用。因此,那些沒有性的分子或者對稱性的分子,因?yàn)椴淮嬖陔娕季兀旧鲜菦]有紅外吸收光譜效應(yīng)的。
拉曼光譜一般也是發(fā)生在紅外區(qū),它不是吸收光譜,而是在入射光子與分子振動、轉(zhuǎn)動量子化能級共振后以另外一個(gè)頻率出射光子。入射和出射光子的能量差等于參與相互作用的分子振動、轉(zhuǎn)動躍遷能級。與紅外吸收光譜不同,拉曼光<是一種階數(shù)更高的光子——分子相互作用,要比紅外吸收光譜的強(qiáng)度弱很多。但是由于它產(chǎn)生的機(jī)理是電四矩或者磁偶矩躍遷,并不需要分子本身帶有性,因此特別適合那些沒有性的對稱分子的檢測。
相同點(diǎn)在于:對于一個(gè)給定的化學(xué)鍵,其紅外吸收頻率與拉曼位移相等,均代表一振動能級的能量。因此,對某一給定的化合物,某些峰的紅外吸收波數(shù)和拉曼位移完全相同,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。拉曼光譜和紅外光譜一樣,也是用來檢測物質(zhì)分子的振動和轉(zhuǎn)動能級。
不同點(diǎn)在于:兩者產(chǎn)生的機(jī)理不同;紅外光譜的入射光及檢測光均為紅外光,而拉曼光譜的入射光大多數(shù)是可見光,散射光也是可見光;紅外光譜測定的是光的吸收,而拉曼測定的是光的散射;紅外光譜對于水溶液、單晶和聚合物的檢測比較困難,但拉曼光譜幾乎可以不必特別制樣處理就可以進(jìn)行分析,比較方便;紅外光譜不可以用水做溶劑,但是拉曼可以,
簡單來說,我們可以將兩者的異同用下表來闡述。