拉曼光谱仪和红外光谱仪原理及区别

2020-06-24 14:09:04 sciaps

    拉曼光谱仪和红外光谱仪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,由于具有无损检测,灵敏度高和检测时间短等特点,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有广泛的应用。

原理:

水的红外光谱图

    1)拉曼光谱仪:当光照射到物质使,光子与分子内的电子碰撞,发生非弹性碰撞,光子就有一部分能量传递给电子,此时散射光的频率就不等于入射光的频率,这种散射被称为拉曼散射,所产生的光谱被称为拉曼光谱。据此可以通过测定散射光相对于入射光频率的变化来获取分子内部结构信息,这就是拉曼光谱分析法。

    2)红外光谱仪:当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收某些频率的辐射,并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱,将测得的吸收强度对入射光的波长或波数做图,就是红外光谱。而利用材料对红外光区辐射的选择性吸收进行结构分析、定性和定量方法,称之为红外吸收光谱法。

    拉曼光谱仪和红外光谱仪在分析技术上是一种互补的技术从在。

两者的共同点:

    都是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。

区别对比:


红外光谱仪

拉曼光谱仪

机理

振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的

由于键上电子云分布产生瞬间变形引起暂时极化,极化率的改变,产生诱导偶极,当返回基态时发生散射。

检测范围

400-4000cm-1

40-4000cm-1

光谱产生方式

吸收光谱

散射光谱

检测对象

化学分子的偶极矩

分子的电子云极化

检测要求

能斯特灯,碳化硅棒等作为光源,样品需要前期处理

激光光源,样品不需要前期处理

样品要求

水的吸收强,严重影响测试结果,限制了应用领域

吸收弱,可以应用生物,毒品,药品,化学品等领域

图谱信息

反映分子官能团

反映分子的骨架,分析生物大分子

红外光谱仪和拉曼光谱仪检测机理区别

偶极矩变化

红外光谱仪

拉曼光谱仪

吸收峰强

吸收峰弱

吸收峰弱

吸收峰强

几乎没有

拉曼峰最强

 


首页
产品
联系