红外和拉曼光谱分析

材料结构表征方法（五）

红 外 及 拉 曼 光

谱 分 析

2013年11月30日

红外和拉曼光谱分析

红外光谱的概述

2013年11月30日

红外和拉曼光谱分析

绪论- IR、Raman方法概述

红外（Infrared，IR）和拉曼（Raman）光 谱在材料领域的研究中占有十分重要的地位， 是研究材料的物理和化学结构及其表征的基本 手段。

IR、Raman通称为分子振动光谱，分别对 振动基团的偶极矩和极化率的变化敏感。所以： 红外光谱为极性基团的鉴定提供了最有效的信 息；拉曼光谱对于研究物质的骨架特征最为有 效。

2013年11月30日

红外和拉曼光谱分析

绪论-IR、Raman方法概述

研究高聚物结构的对称性方面，红外和拉 曼光谱可以相互补充。一般非对称振动产生强 的红外吸收，而对称振动出现显著的拉曼谱带。 红外和拉曼分析方法相结合，可以完整的研究 分子的振动和转动能级，从而更可靠的鉴定分 子结构。

2013年11月30日

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红外光谱的概述

红外辐射光的波数可以分为三类： 1、近红外区：10000～4000 cm－1； 2、中红外区：4000～400 cm－1； 3、远红外区：400～100 cm－1。

最常用的是中红外区。大多数化合物 的化学键振动能级的跃迁发生在这一区域。 在此区域出现的光谱为分子振动光谱，即 红外光谱。

2013年11月30日

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绪论-IR方法概述

分子的振动能量比转动能量大，当发生振动 能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁， 所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到 分子 的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。 红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。 当样品受到频率连续变化的红外光照射时， 分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动 运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动 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。记录红外光的百分透射 比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱。 2013年11月30日

红外和拉曼光谱分析

红外光谱法的特点

红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化 的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出 现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、 H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有 吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及在 分子量上只有微小差异的化合物外，凡是具有结构不 同的两个化合物，一定不会有相同的红外光谱。通常 红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分 子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或 确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成

或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度 鉴定。 2013年11月30日

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红外光谱的基本原理-产生的条件

满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物

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