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一篇讲清楚:红外光谱 VS 拉曼光谱

作者:本站编辑      2025-11-25 16:00:52     1
一篇讲清楚:红外光谱 VS 拉曼光谱

一篇讲清楚:红外光谱 VS 拉曼光谱

1️⃣ 核心区别
红外光谱(吸收光谱):看 “光被吸收了多少”—— 分子吸收特定波长的红外光,发生振动 / 转动能级跃迁,图谱记录吸收峰的位置和强度。
拉曼光谱(散射光谱):看 “光的频率偏了多少”—— 单色激光照射后,大部分光频率不变(瑞利散射),少量光频率发生偏移(拉曼散射),图谱记录这种 “频率差”(拉曼位移)。

2️⃣ 关键差异
1. 产生原理不同
红外:红外光能量与分子振动能量匹配时,分子吸收能量从低能级跃迁至高能级,需满足能量共振。
拉曼:激光光子与分子相互作用,分子吸收光子能量跃迁到虚能级,再释放光子时能量变化,导致散射光频率偏移,无需能量严格匹配。
2. 产生条件不同
红外活性:必须满足两个条件 —— 红外光频率与分子振动频率一致;振动过程中分子偶极矩发生变化(比如极性基团的非对称振动,如 O-H、C=O 伸缩)。对称分子(如 N₂、O₂)无偶极矩变化,红外无信号。
拉曼活性:振动过程中分子极化率发生变化(电子云易被外部电场扭曲,比如非极性基团的对称振动,如 C=C、C-C 骨架振动)。非极性对称分子(如苯环骨架)拉曼信号强,离子键化合物几乎无拉曼活性。
3. 仪器与样品要求不同
红外:用宽频光源(红外灯、氙灯),检测吸收光;不适合水溶液样品(水的红外吸收强,会干扰信号)。
拉曼:用单色激光(532nm、785nm 等),检测散射光;信号极弱(仅百万分之一的散射光),对仪器灵敏度要求高;可测水溶液(水的拉曼散射弱,干扰小)。

3️⃣应用场景
红外光谱的优势领域
检测极性官能团:如 O-H(羟基)、C=O(羰基)、N-H(氨基)、C-O(醚键)等,是有机物官能团鉴定的标配。
拉曼光谱的优势领域
检测非极性基团与骨架结构:如 C=C、C-C、苯环对称振动,适合碳材料(石墨烯、碳纳米管)、无机晶体的结构分析。
表征材料缺陷与结晶度:如石墨烯的 D 带(sp³ 缺陷)、G 带(sp² 石墨化)、2D 带(分层情况),可快速判断石墨化程度和缺陷含量。
水溶液样品:如生物分子(蛋白质、核酸)的水溶液表征,不破坏样品。

4️⃣ 怎么选?
想测极性官能团(O-H、C=O)、有机物结构鉴定→选红外;
想测非极性骨架(C=C、苯环)、材料缺陷 / 结晶度、水溶液样品→选拉曼;
复杂体系(如同时含极性和非极性基团)→两者结合,信息更全面。

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