1、红外光谱与拉曼光谱,姓名:郭飞,光的吸收,定义:光通过介质后出现的出射光强小于入射光强的现象。解释:用经典电磁理论中的振子模型解释:光能 振动能 热能。光波通过介质时,有一部分光能被吸收,转化为其他形式的能量。透明物质:能量损失小。一般吸收:吸收很小,且在某一给定波段内几乎是不变的。选择吸收:吸收很多,且随波长而剧烈地变化。例如石英对可 见光吸收甚微,但是对3.55.0m的红外光却强烈吸收,郎伯定律,强度为I0 的平行光束进入厚度为l的均匀物质后,强度变为:,朗伯定律,吸收系数,单位cm-1,1.与媒质有关2.与波长有关一般吸收区域小,基本不变选择吸收区域大,随波长急剧变化,吸收光谱,朗伯定律
2、是吸收光谱的基本原理。入射的有连续波长分布 的光,透过物质后,在选择吸收区域,在有些波长范围被 强烈吸收,形成吸收光谱 用途:物质的定量分析;气象、天文研究。反映原子、分子结构特征原子光谱、红外光谱大气窗口空间遥感探测、气象等研究,红外光谱,红外光谱是研究红外光与物质分子间相互作用的吸收光谱。一定频率的红外线经过分子时,被分子中相同振动频率的键振动吸收,记录所得透过率的曲线称为红外光谱图。习惯上按红外线波长,将红外光谱分成三个区域: (1)近红外区:0.782.5m(12 8204 000cm-1),主要 用于研究分子中的OH、NH、CH键的振动倍频与 组频。 (2)中红外区:2.525m(4
3、 000400cm-1),主要用于研究大部分有机化合物的振动基频。 (3)远红外区:25300m(40033cm-1),主要用于研 究分子的转动光谱及重原子成键的振动。,红外光谱特点,任何气态、液态、固态样品均可进行红外光 谱测定;不同的化合物有不同的红外吸收,由红外光 谱得到化合物丰富的结构信息;常规红外光谱仪价格低廉;样品用量少;可针对特殊样品运用特殊的测试方法,拉曼光谱和红外光谱,红外光谱,拉曼光谱,分子在振动跃迁过程中有偶极矩的改变,分子在振动跃迁过程中有极化率的改变,拉曼光谱和红外光谱可以互相补充,对于具有对称中心的分子来说,具有一互斥规则:与对称中心有对称关系的振动,红外不可见,拉
4、曼可见;与对称中心无对称关系的振动,红外可见,拉曼不可见。,拉曼光谱,当光透过透明介质被分子散射的光发生频率变化,这一现象被称为拉曼散射。在透明介质的散射光谱中,频率与入射光频率0相同的成分称为瑞利散射(Rayleigh scattering );频率对称分布在0两侧或0 1即为拉曼光谱,其中频率较小的成分又称为斯托克斯线(Stocks lines),频率较大的成分又被称为反斯托克斯线(Anti-Stocks lines)。因为斯托克斯线的强度远远强于反斯托克斯线,所以拉曼光谱仪一般记录斯托克斯线。,拉曼光谱,拉曼光谱,拉曼光谱仪原理图,拉曼光谱与红外光谱的联系,同属分子振(转)动光谱红外:适
5、用于研究不同原子的极性键振动 OH, CO,CX 拉曼:适用于研究同原子的非极性键振动 NN, CC拉曼光谱和红外光谱可以互相补充,红外与拉曼图对比,红外光谱:基团; 拉曼光谱:分子骨架测定;,拉曼光谱的优点及其应用,一些在红外光谱中为弱吸收或强度变化的谱带,在拉曼光谱中可能为强谱带,从而有利于这些基团的检出,如S-S,C-C,C=C, N=N等红外吸收较弱的基团,在拉曼光谱中信号较为强烈。拉曼光谱低波数方向的测定范围宽(25cm-1),有利于提供重原子的振动信息。特别适合于研究水溶液体系,水的拉曼散射极其微弱,对生物大分子的研究非常有利。比红外光谱有更好的分辨率。任何形状、尺寸、透明度的样品只要能被激光照射到均可直接测定,无需制样。由于激光束的直径较小,且可进一步聚焦,因而及微量样品都可测量。,THANK YOU!,