紅外拉曼光譜

紅外拉曼光譜第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四實驗內容基本原理儀器組成實驗基本操作紅外光譜和拉曼光譜比較第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四一、基本原理分子振動和轉動信息的分子光譜紅外吸收拉曼散射（Stocks線）瑞利散射拉曼散射（反Stocks線）基態(tài)E0受激虛態(tài)振動激發(fā)態(tài)E1紅外、拉曼光譜能量示意圖第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四1.1紅外透射光譜分子對光的吸收物質在吸收紅外輻射后，其分子發(fā)生轉動能級間和振動能級間的躍遷，紅外輻射的能量發(fā)生消耗，通過儀器記錄下不同波數(shù)下物質透射的紅外輻射強度，就獲得該物質的紅外光譜圖。紅外光樣品檢測器I0IiT%=Ii/I0×100%第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四橫坐標：紅外吸收頻率，以波數(shù)表示縱坐標：透光率乙酰苯胺第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四1.2拉曼光譜分子對光的散射當激發(fā)光照射到分子表面時，與分子相互作用，大部分的光子只改變傳播方向發(fā)生散射（瑞利散射），少部分光子不僅改變光的傳播方向，且頻率也與激發(fā)光不同，這種散射稱為拉曼散射。Raman散射的產生：光電場E中，分子產生誘導偶極距=E，其中為分子極化率。樣品瑞利散射：彈性碰撞，無能量交換，僅改變方向拉曼散射：非彈性碰撞，有能量交換，方向改變激發(fā)光第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四拉曼位移（Ramanshift）±

=激–散

：拉曼散射光與激發(fā)光頻率差值。與分子振動轉動能級相關，分子中不同化學鍵有不同的振動能級，相應的拉曼位移也是特征的；與激發(fā)光波長無關，在激作為零值時的相對頻率坐標上度量。對不同物質：不同；對同一物質：與入射光頻率無關；表征分子振動-轉動能級的特征物理量；定性與結構分析的依據(jù)第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四當樣品分子不產生吸收時，I與激發(fā)波長的4次方成反比。拉曼光強與樣品分子濃度成正比。拉曼散射強度第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四橫坐標：拉曼位移，以波數(shù)表示縱坐標：拉曼光強四氯化碳第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四二、儀器組成紅外光譜儀器組成拉曼光譜儀器組成第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四2.1紅外光譜儀器組成紅外光源、邁克爾遜干涉儀、檢測器、計算機和記錄系統(tǒng)AVATAR360FT-IR第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四紅外光源邁克爾遜干涉儀樣品池檢測器計算機還原干涉圖譜紅外譜圖傅里葉變換紅外光譜儀第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四2.2拉曼光譜儀器組成傅里葉變換拉曼光譜儀第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四三、實驗基本操作3.2拉曼光譜基本操作取樣樣品檢測譜圖解析3.1紅外光譜基本操作樣品制備樣品檢測譜圖解析第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四液體樣品液膜法固體樣品溴化鉀壓片液體石蠟研糊薄膜法樣品制備紅外光譜檢測樣品制備第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四四、紅外光譜和拉曼光譜比較紅外光譜檢測透過光強度大小，因此要進行樣品的前制備；水的干擾大；需要扣除空氣背景；光譜范圍400-4000cm-1。拉曼光譜檢測散射光強度的大小，樣品可以直接測試水的干擾小，可以用作溶劑；玻璃的散射小，可以用作測樣容器；空氣散射弱，不用測定背景；光譜范圍100-4000cm-1。第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四紅外活性永久偶極矩：極性分子拉曼活性誘導偶極矩：非極性分子對于一個給定的化學鍵，其紅外吸收頻率與拉曼位移相等，均對應分子振動能級的躍遷。因此，對某一給定的化合物，某些峰的紅外吸收波數(shù)與拉曼位移完全相同。譜圖比較紅外光譜和拉曼光譜可以互相補充，獲得較完整的分子振動能級的躍遷信息。特征譜帶頻率相近，但相對強度不同，尤其對于對稱性強的分子第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四分子骨架基團第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期四注意事項紅外光譜：溴化鉀樣品的濃度和片的厚度應適當，注意干燥；用丙酮清洗鹽片，切不可用手觸摸鹽片表面。拉曼光譜：應由小到大逐步增加激光功率，在