拉曼红外荧光区别

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红外光谱和拉曼光谱的异同

红外光谱和拉曼光谱的异同

红外光谱和拉曼光谱的异同红外光谱和拉曼光谱是研究分子结构及组态、物质成分鉴定和结构分析的有力工具,由于具有无损伤、灵敏度高和时间短等特点,在物理、化学、生物学、矿物学、考古学和工业产品质量控制等领域中得到了广泛的应用,在物质结构分析中,极性基团如C=O,N-H及S-H 具有强的红外延伸振动,而非极性基团如C=C,C-C及S-S有强的拉曼光谱带,因此,红外光谱和拉曼光谱常常在一起,共同用于完成一个物质分子结构的完整分析。

通常,红外光谱适用于分析干燥的非水样品,拉曼光谱适合于含水的生物系统分析。

总体来说:红外光谱与拉曼光谱同属于分子振动光谱,但红外光谱是吸收光谱,拉曼光谱是散射光谱,二者机制不同,但互为补充。

红外光谱和拉曼光谱的联系和区别具体如下:(1)红外光谱常用于研究极性基团的非对称振动;拉曼光谱常用于研究非极性基团与骨架的对称振动。

红外吸收弱或无吸收的官能团在拉曼散射谱中均有强峰;反之,拉曼散射峰弱则红外吸收强。

例如,许多情况下C =C伸缩振动的拉曼谱带比相应的红外谱带较为强烈,C= O的伸缩振动的红外谱带比相应的拉曼谱带更为显著。

(2)拉曼光谱一次可以同时覆盖40-4000cm-1波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。

若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器,(3)拉曼光谱可测水溶液,而红外光谱不适用于水溶液的测定。

(4)红外光谱解析中的定性三要素(即吸收频率、强度和峰形)对拉曼光谱解析也适用。

但拉曼光谱中还有去偏度P,通过测定P,可以确定分子的对称性。

光源红外光谱光源一、一般是黑体或者是通电碳化硅棒,黑体通常情况下是最佳的光源,原因是处在相同的温度的时候,黑体的辐射功率密度比其他热辐射红外光源都要大得多。

白炽灯泡也能被称为红外光源,有些朋友会觉得不解,白炽灯不是可见光源吗?其实不然,白炽灯可以把它75%的电能都转化成红外辐射光,因此也可以把它叫做红外光源,但因为白炽灯辐射出的红外辐射都被它外面的玻璃壳吸收掉了,所以呈现出来的红外线光并不多,所以说它是一种接近红外光线的光源。

红外与拉曼的区别

红外与拉曼的区别

红外光谱与拉曼光谱的区别1) 拉曼谱峰比较尖锐,识别混合物,特别是识别无机混合物要比红外光谱容易。

2) 在鉴定有机化合物方面,红外光谱具有较大的优势,主要原因是红外光谱的标准数据库比拉曼光谱的丰富。

3)在鉴定无机化合物方面,拉曼光谱仪获得400cm-1以下的谱图信息要比红外光谱仪容易得多。

所以一般说来,无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。

4)拉曼光谱与红外光谱可以互相补充、互相佐证。

. 红外光谱与拉曼光谱的比较3.1 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。

3.2 不同点(1)红外光谱的入射光及检测光均是红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光;(2)红外谱测定的是光的吸收,横坐标用波数或波长表示,而拉曼光谱测定的是光的散射,横坐标是拉曼位移;(3)两者的产生机理不同。

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,是极化率的改变,产生诱导偶极,当返回基态时发生的散射。

散射的同时电子云也恢复原态;(4)红外光谱用能斯特灯、碳化硅棒或白炽线圈作光源而拉曼光谱仪用激光作光源;(5)用拉曼光谱分析时,样品不需前处理。

而用红外光谱分析样品时,样品要经过前处理,液体样品常用液膜法和液体样品常用液膜法,固体样品可用调糊法,高分子化合物常用薄膜法,体样品的测定可使用窗板间隔为2.5-10 cm的大容量气体池;(6)红外光谱主要反映分子的官能团,而拉曼光谱主要反映分子的骨架主要用于分析生物大分子;(7)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。

红外光谱与拉曼光谱的异同点

红外光谱与拉曼光谱的异同点

红外光谱与拉曼光谱的异同点
作为检测物质构成的有效手段,红外光谱和拉曼光谱具有相似性和区别。

在相似之处,首先,它们都是物质分子振动光谱的重要手段之一。

红外光谱和拉曼光谱都是通过测量物质对特定频率的光吸收或散射来识别和定量化学物质。

其次,他们不仅可以用于定性分析,而且可以用于定量分析。

通过每种物质的红外光谱和拉曼光谱的独特性,可以对其进行准确鉴定。

它们也可以通过吸收或散射的光强度来测量物质的浓度。

还有,它们都可以通过在积分球中测量来进行全反射。

尽管他们有共同之处,但红外光谱和拉曼光谱之间也存在显着的差异。

比如,在分析技术上,红外光谱通常使用吸收法,而拉曼光谱使用散射法。

另一个不同点是,红外光谱更多的研究分子的振动模式,而拉曼光谱更重视的是研究分子的旋转模式。

此外,红外光谱受到水吸收的影响更大,而拉曼光谱较少受到水分影响。

在采样方面,拉曼光谱可以进行非接触式采样,而红外光谱通常需要将样品直接接触到探头。

在应用上,由于拉曼光谱对诸如配位化合物、有机化合物等物质的分析能力强,因此在化学、生物及材料科学中有着广泛的应用。

而红外光谱适用于碳氢化合物、无机化合物、有机化合物等物质的分析,在环境监测、食品安全和生物医学等诸多领域都有应用。

总的来说,尽管红外光谱和拉曼光谱在分析化学物质方面都非常有效,但它们在测量技术、影响因素、采样方式以及应用领域等方面存在着显著的异同。

拉曼光谱与红外光谱有什么区别

拉曼光谱与红外光谱有什么区别
源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
红外光谱源于偶极矩变化;拉曼光谱源于极化 率的变化 拉曼光谱与红外光谱都能得到分子振动和转动光谱,但分子的极化率发生变化 时才能产生拉曼活性,对于红外光谱,只有分子的偶极矩发生变化时才具有红外活 性,因此二者有一定程度的互补性,而不可以互相代替。拉曼光谱在某些实验条件 下具有优于红外光谱的特点,因此拉曼光谱可以充分发挥它在催化研究中的优势: (1)红外光谱一般很难得到低波数(200cm-1 以下)的光谱,但拉曼光谱甚 至可以得到几十个波数的光谱。而低波数光谱区反映催化剂结构信息,特别如分子 筛的不同结构可在低波数光谱区显示出来; (2)由于常用载体(如γ-A12O3 和 SiO2 等)的拉曼散射截面很小,因此载体 对表面负载物种的拉曼光谱的干扰很少。而大部分载体(如γ-A12O3、TiO2 和 SiO2 等)在低波数的红外吸收很强,在 1000cm-1 以下几乎不透过红外光。 (3)由于水的拉曼散射很弱,因此拉曼比红外更适合进行水相体系的研究。 这对于通过水溶液体系制备催化剂过程的研究极为有利,对于水溶液体系的反应研 究也提供了可能性。 拉曼光谱 红外光谱 -1 光谱范围 40-4000cm 光谱范围 400-4000cm-1 更适合无机和配合物 水可作为溶剂 水不能作为溶剂(注:新附件可测) 样品可盛于玻璃瓶 不能用玻璃容器测定 毛细管等容器中直接测定 固体可直接测定,易于升温实验 固体常需要研磨,KBr 压片

红外光谱和拉曼光谱的区别

红外光谱和拉曼光谱的区别

红外光谱和拉曼光谱的异同红外光谱又叫做红外吸收光谱,它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曲线。

要产生这一种效应,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。

拉曼光谱一般也是发生在红外区,它不是吸收光谱,而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。

与红外吸收光谱不同,拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用,要比红外吸收光谱的强度弱很多。

但是由于它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。

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。

不同点
本质区别:红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱;拉曼光谱光谱与红外光谱两种技术包含的信息通常是互补的。

荧光、红外、激光拉曼

荧光、红外、激光拉曼

(3)敏化荧光 受光激发的原子与另一种原子碰撞时, 把激发能传递给另一个原子使其激发, 后者再以辐射形式去激发而发射荧光即 为敏化荧光。火焰原子化器中观察不到 敏化荧光,在非火焰原子化器中才能观 察到。 在以上各种类型的原子荧光中,共振荧 光强度最大,最为常用。
2. 荧光强度
If = φ Ia
(2)非共振荧光
当荧光与激发光的波长不相 同时,产生非共振荧光。非共 振荧光又分为直跃线荧光、阶 跃线荧光、anti Stokes(反斯托 克斯)荧光。
1. 直跃线荧光 激发态原子跃迁回至高于基态的亚稳态时所 发射的荧光称为直跃线荧光,见图(b). 由于荧光 的能级间隔小于激发线的能线间隔,所以荧光 的波长大于激发线的波长。如铅原子吸收 283.31nm的光,而发射 405.78nm的荧光。 它是激发线和荧光线具有相同的高能级,而低 能级不同。 如果荧光线激发能大于荧光能,
C H 2800-3000cm
-1
N H
O H
-1
3000-3600cm
分子振动频率习惯以 v (波数)表示:
v

c

1 2 c
k

由此可见:v (v)∝ k,v (v)与μ 成反比。 吸收峰的峰位:化学键的力常数k越大,原子的折 合质量越小,振动频率越大,吸收峰将出现在高波数 区(短波长区);反之,出现在低波数区(高波长区)
二.仪器
荧光仪分为两类,色散型和非色散 型。 荧光仪与原子吸收仪相似,但光源 与其他部件不在一条直线上,而是900 直 角,而避免激发光源发射的辐射对原子 荧光检测信号的影响。 (见图)
激发光源 可用线光源或连续光源 空心阴极灯或氙弧灯 色散系统 色散型 光栅 非色散型 滤光器 检测系统 光电倍增菅原子化器 , 与原子吸收相同

拉曼光谱和荧光光谱的区别

拉曼光谱和荧光光谱的区别

拉曼光谱和荧光光谱的区别拉曼光谱和荧光光谱是分析物质结构和特性的重要手段,在光谱学领域具有广泛的应用。

尽管两者都属于光谱技术,但它们在原理和应用方面存在一些显著的区别。

以下是拉曼光谱和荧光光谱的区别:一、原理1. 拉曼光谱:拉曼光谱是指当物质受到激发光源照射时,分子通过与光子相互作用而发生的散射现象。

在拉曼散射中,被测物质中的分子在与入射光相互作用后,其散射光的频率会发生微弱的变化。

这种频率变化被称为拉曼位移,可以提供关于物质的结构和化学成分的信息。

2. 荧光光谱:荧光光谱是指物质受到激发光照射后,在激发能级上的电子跃迁到低能级并发射光子的过程。

荧光光谱的特点是物质吸收能量后会发射出具有较长波长的光。

物质的荧光光谱可以提供关于物质的结构、浓度和环境等信息。

二、激发方式1. 拉曼光谱:拉曼光谱的激发方式通常采用单色激光束进行。

入射的单色光可以通过光栅或干涉仪进行分光,以获得更高的分辨率和更准确的谱线信息。

2. 荧光光谱:荧光光谱的激发方式通常是使用紫外线或可见光照射样品。

被激发的样品会吸收能量并发射出具有较长波长的荧光光。

三、检测方法1. 拉曼光谱:拉曼光谱通常采用光散射的方式进行检测。

被测样品散射的光经过分光装置后,由光谱仪进行检测和记录。

2. 荧光光谱:荧光光谱的检测通常采用荧光光谱仪进行。

荧光光谱仪具有一个激发源、一个样品舱和一个探测器,用于检测样品发射的荧光光。

四、应用领域1. 拉曼光谱:拉曼光谱广泛应用于材料科学、生物化学、环境监测等领域。

它可以用于分析化学物质、溶液中的有机化合物、无机物等,以及表面增强拉曼光谱和显微拉曼光谱等高级技术。

2. 荧光光谱:荧光光谱在生物医学、光电子学、环境监测等领域得到广泛应用。

例如,荧光光谱可以用于分析药物、检测环境中的有毒物质、研究生物分子的相互作用等。

综上所述,拉曼光谱和荧光光谱在原理、激发方式、检测方法和应用领域上都存在一定的差异。

这些光谱技术在不同领域的研究和应用中发挥着重要的作用,为我们深入了解物质的结构和性质提供了有力的工具。

红外与拉曼的区别

红外与拉曼的区别

有机化合物的机构表征,即测定——从分子水平上认识物质的基本手段,是有机化学的重要组成部分。

过去主要是依靠化学手段来进行有机化合物的机构测定。

其缺点是费时费力费钱,且需要的样品量大。

例如吗啡碱结构的测定,从1805年开始研究,直至1952年才完全弄清楚,历时147年。

现在的结构测定则是采用现代仪器分析法,它具有省时省力省钱快速的优点。

它不仅可以研究分子的结构还可以探索分子间的各种聚集态的结构类型和构象的状况,对于人类面临的生命科学,材料科学的发展,是极其重要的。

这里我简单调研了两种比较有用的方法:红外光谱和拉曼光谱。

红外光谱分子的总能量有以下几种能量组成:。

其中电子能一般是紫外光谱和可见光谱,也正是电子能的存在才有了我们一般看到的各种化合物的颜色;而振动能和转动能一般所需的能量较低,波长较长,在不同的振动和转动得能级之间进行跃迁,而产生的在红外波段的光谱就是红外光谱。

即使是最简单的水分子,也有不同的振动模式,以最简单的不改变键角的沿轴振动为例,两个氢原子可以是对称地同时向氧原子靠近或离开,也可以是反对称一个靠近氧原子,一个离开氧原子。

当然,还会有其它形式的振动和转动,例如改变键角的剪式振动和摇摆振动。

下面是亚甲基的各种振动类型:由力学知识可知:由n个原子组成的分子有3n-6个(线性分子为3n-5个)振动模式,例如:上述振动虽然不改变极性分子中正、负电荷中心的电荷量,却改变着正、负电中心间的距离,导致分子偶极矩的变化。

相应这种变化,分子中总是存在着不同的振动状态,有着不同的振动频率,因而形成不同的振动能级。

能级间的能量差与红外光子的能量相当。

选择吸收当一束连续波长的红外光透过极性分子材料时,某一波长的红外光的频率若与分子中某一原子或基团的振动频率相同时,即发生共振。

这时,光子的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子,导致分子对这一频率的光子的,从振动基态激发到振动激发态,产生振动能级的跃迁。

值得注意的是:正是由于偶极矩的变化才导致了红外吸收,所以对于那些对称原子组成的分子振动不会改变偶极矩,自然也就不会产生红外吸收,对于这样的分子,拉曼光谱方法会更有效,我会在下面讲到。

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拉曼散射:当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时,大部分光子只是发生改变方向的散射,而光的频率并没有改变,大约有占总散射光的10-10~10-6的散射,不仅改变了传播方向,也改变了频率。

这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。

对于拉曼散射来说,分子由基态E0被激发至振动激发态E1。

光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E。

不同的化学键或基团有不同的振动能级,△E反映了指定能级的变化。

因此,与之相对应的光子频率变化也是具有特征性的,根据光子频率变化就可以判断出分子中所含有的化学键或基团。

分子荧光光谱:当物质分子吸收了特征频率的光子,就由原来的基态能级跃迁至电子激发态的各个不同振动能级。

激发态分子经与周围分子撞击而消耗了部分能量,迅速下降至第一电子激发态的最低振动能级,并停留约10-9秒之后,直接以光的形式释放出多余的能量,下降至电子基态的各个不同振动能级,此时所发射的光即是荧光。

产生荧光的第一个必要条件是该物质的分子必须具有能吸收激发光的结构,通常是共轭双键结构;第二个条件是该分子必须具有一定程度的荧光效率,即荧光物质吸光后所发射的荧光量子数与吸收的激发光的量子数的比值。

使激发光的波长和强度保持不变,而让荧光物质所发出的荧光通过发射单色器照射于检测器上,亦即进行扫描,以荧光波长为横坐标,以荧光强度为纵坐标作图,即为荧光光谱,又称荧光发射光谱。

让不同波长的激发光激发荧光物质使之发生荧光,而让荧光以固定的发射波长照射到检测器上,然后以激发光波长为横坐标,以荧光强度为纵坐标所绘制的图,即为荧光激发光谱。

荧光发射光谱的形状与激发光的波长无关。

简单来说,拉曼就是光散射后发生的频率改变。

分子荧光则是分子吸收能量再由于碰撞释放能量产生的。

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,所以这两种光谱俗称姊妹谱。

但两者的理论基础和检测方法存在明显的不同。

我们说物质分子总在不停地振动,这种振动是由各种简正振动叠加而成的。

当简正振动能产生偶极矩的变化时,它能吸收相应的红外光,即这种简正振动具有红外活性;具有拉曼活性的简正振动,在振动时能产生极化度的变化,它能与入射光子产生能量交换,使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别,这种能量的差别称为拉曼位移(Raman Shift),它与分子振动的能级有关,拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。

红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量:用一束波长连续的红外光透过样品,检测样品对红外光的吸收情况;而拉曼光谱法的检测是用可见激光(也有用紫外激光或近红外激光进行检测)来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,它是一种间接的检测方法:把红外区的信息变到可见光区,并通过差频(即拉曼位移)的方法来检测。

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