現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜

1紫外光譜法紅外光譜法分子熒光光譜法分子磷光光譜法核磁共振波譜法分子光譜分析法拉曼光譜法分子吸收光譜分子散射光譜分子發(fā)射光譜吸收光譜現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!2

第十五章振動(dòng)光譜

紅外吸收光譜

拉曼散射光譜

現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!3①紅外活性振動(dòng)

ⅰ永久偶極矩：極性基團(tuán)；

ⅱ瞬間偶極矩：對(duì)稱分子。②拉曼活性振動(dòng)非極性基團(tuán)，對(duì)稱分子都可產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，μi

=E總則：伴隨有極化率變化的振動(dòng)可以產(chǎn)生拉曼光譜。1.4紅外活性和拉曼活性振動(dòng)總則：伴有偶極矩變化的振動(dòng)可以產(chǎn)生紅外吸收譜帶.兩者研究范圍的區(qū)別：對(duì)稱分子：對(duì)稱振動(dòng)→拉曼活性，無(wú)紅外活性

不對(duì)稱振動(dòng)→紅外活性，無(wú)拉曼活性現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!4無(wú)對(duì)稱中心分子（例如H2O

，SO2等），三種振動(dòng)既是紅外活性振動(dòng)，又是拉曼活性振動(dòng)。1234拉曼活性紅外活性紅外活性振動(dòng)自由度：拉曼光譜—源于極化率變化紅外光譜—源于偶極矩變化現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!5紅外與拉曼活性判斷法則互排法則：有對(duì)稱中心的分子其分子振動(dòng)對(duì)紅外和拉曼之一有活性，則另一非活性互允法則：無(wú)對(duì)稱中心的分子其分子振動(dòng)對(duì)紅外和拉曼都是活性的。互禁法則：既非拉曼活性，也非紅外活性。如乙烯分子的扭曲振動(dòng)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!6項(xiàng)目紅外光譜拉曼光譜光譜類型吸收光譜散射光譜光譜范圍400-4000cm-140-4000cm-1分子結(jié)構(gòu)與光譜活性極性分子及基團(tuán)通常是紅外活性的非極性分子及基團(tuán)通常是拉曼活性的分子結(jié)構(gòu)測(cè)定范圍適于分子端基的測(cè)定適于分子骨架的測(cè)定樣品池不能用玻璃可用玻璃瓶、毛細(xì)管等測(cè)試對(duì)象與品種測(cè)試熒光物質(zhì)方便，測(cè)試單晶、金屬不便測(cè)試熒光物質(zhì)不便，測(cè)試單晶、粉末方便水溶液測(cè)試有一定限制不受水的干擾樣品制備需要制樣無(wú)需制樣定量分析可以有些不便譜庫(kù)譜庫(kù)譜圖及數(shù)據(jù)有幾十萬(wàn)譜庫(kù)較少2.1拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!7PMMA在拉曼光譜的低頻率區(qū)出現(xiàn)了較為豐富的譜帶信號(hào)，其紅外光譜的同一區(qū)域中的譜帶信息都很弱。PMMA的C=O及C-O振動(dòng)模式在紅外光譜中有強(qiáng)烈的吸收，而C一C振動(dòng)模式在拉曼譜中較為明顯。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!8由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息：2）紅外光譜中，由CN，C=S，S-H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的譜帶一般較弱或強(qiáng)度可變，而在拉曼光譜中則是強(qiáng)譜帶。3）環(huán)狀化合物的對(duì)稱振動(dòng)常常是最強(qiáng)的拉曼譜帶。1）同種分子的非極性鍵S-S，C=C，N=N，CC產(chǎn)生強(qiáng)拉曼譜帶，隨單鍵雙鍵三鍵譜帶強(qiáng)度增加。拉曼光譜與紅外光譜合稱為振動(dòng)光譜，二者互補(bǔ)，稱為姐妹光譜?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!9拉曼光譜在無(wú)機(jī)體系研究中的應(yīng)用

因?yàn)樵谡駝?dòng)過(guò)程中，水的極化度變化很小，因此其拉曼散射很弱，干擾很小?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!10最大缺點(diǎn):熒光散射,與樣品的雜質(zhì)有關(guān).2.1拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!111.非極性或極性很小的基團(tuán)振動(dòng)有較強(qiáng)的拉曼譜帶，而強(qiáng)極性基團(tuán)振動(dòng)有較強(qiáng)的紅外譜帶。但有個(gè)別例外，如C≡N基團(tuán)的光譜有很強(qiáng)的拉曼譜帶，通常在紅外光譜中很弱。2.根據(jù)互不相容原理，具有對(duì)稱中心的分子，任何一個(gè)振動(dòng)模的譜帶不可能同時(shí)出現(xiàn)在拉曼和紅外光譜中。3.C?H伸縮振動(dòng)：在脂肪族化合物的拉曼光譜中為強(qiáng)譜帶；在乙烯基或芳香基的光譜中，是中等強(qiáng)度的拉曼譜帶和較弱的紅外譜帶；乙炔的C?H伸縮振動(dòng)譜帶在拉曼光譜中是弱譜帶，而在紅外光譜中是中等強(qiáng)度的。4.C?H變形振動(dòng)：脂肪族基團(tuán)的C?H彎曲振動(dòng)在紅外光譜中是中等強(qiáng)度的譜帶，而在拉曼光譜中為弱譜帶；不飽和系統(tǒng)(乙烯基，芳香化合物)的C?H面外變形振動(dòng)只在紅外光譜中是強(qiáng)譜帶?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!12O=C=O對(duì)稱伸縮O=C=O反對(duì)稱伸縮偶極距不變，無(wú)紅外活性極化率變，有拉曼活性極化率不變，無(wú)拉曼活性偶極距變，有紅外活性現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!13相同點(diǎn)同屬分子振(轉(zhuǎn))動(dòng)光譜異：紅外分子對(duì)紅外光的吸收強(qiáng)度由分子偶極距決定異：拉曼分子對(duì)激光的散射強(qiáng)度由分子極化率決定紅外：適用于研究不同原子的極性鍵振動(dòng)－OH,－C＝O，－C－X拉曼：適用于研究同原子的非極性鍵振動(dòng)－N－N－,－C－C－互補(bǔ)二拉曼光譜與紅外光譜比較現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!142.3

紅外與拉曼譜圖對(duì)比紅外光譜：光能團(tuán)測(cè)定;拉曼光譜：分子骨架測(cè)定聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(面外變形）現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!15許多情況下，拉曼頻率位移的程度正好相當(dāng)于紅外吸收頻率；分子對(duì)稱性越高，紅外與拉曼光譜的區(qū)別就越大；非極性官能團(tuán)的拉曼散射譜帶較強(qiáng)，極性官能團(tuán)的紅外譜帶較為強(qiáng)烈；碳鏈的取代基用紅外較易測(cè)出，而碳鏈振動(dòng)用拉曼光譜較清楚。現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!164）在拉曼光譜中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-這類鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)是強(qiáng)譜帶，這類鍵的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)是弱譜帶。紅外光譜與此相反。5）C-C伸縮振動(dòng)在拉曼光譜中是強(qiáng)譜帶。6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的：I.C-O鍵與C-C鍵的力常數(shù)或鍵的強(qiáng)度沒(méi)有很大差別。II.羥基和甲基的質(zhì)量?jī)H相差2單位。III.與C-H和N-H譜帶比較，O-H拉曼譜帶較弱?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!172紅外光譜與拉曼光譜的比較FT-IRTransmissionSpectrum20406080%TransmittanceRamanSpectrum1234RamanIntensity1000200030004000現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!18許多情況下，拉曼頻率位移的程度正好相當(dāng)于紅外吸收頻率；分子對(duì)稱性越高，紅外與拉曼光譜的區(qū)別就越大；非極性官能團(tuán)的拉曼散射譜帶較強(qiáng)，極性官能團(tuán)的紅外譜帶較為強(qiáng)烈；碳鏈的取代基用紅外較易測(cè)出，而碳鏈振動(dòng)用拉曼光譜較清楚。現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)拉曼光譜共19頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!195.C?C，N?N，S?S，和C?S等單鍵在拉曼光譜中產(chǎn)生強(qiáng)譜帶，而在紅外光譜中為弱譜帶。6.C=C，C=N，N=N，C≡C和C≡N等多重鍵的伸縮振動(dòng)在拉曼光譜中多為很強(qiáng)的譜帶，在紅外光譜中為很弱的譜帶，而C=O伸縮振動(dòng)在紅外光譜中有很強(qiáng)的譜帶，而在拉曼光譜中僅為中等強(qiáng)度的譜帶。7.環(huán)狀化合物在拉曼光譜中有一個(gè)很強(qiáng)的譜帶，是環(huán)的全對(duì)稱(呼吸)振動(dòng)的特征，這個(gè)振動(dòng)頻率由環(huán)的大小所