红外吸收光谱和拉曼散射光谱的区别与联系

　　红外光谱和拉曼光谱都属于分子振动光谱，作为两种重要的研究手段常被用于结构鉴定、反应分析和晶型研究等领域，是分子结构层面的有力研究手段。二者相辅相成，既互相补充又有很大的差别。

　　红外吸收光谱是由分子振动产生，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和弯曲振动）。分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就会产生红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。

　　与红外吸收光谱不同，拉曼光谱测定的是样品的发射光谱。当单色激光照射在样品上时，分子的极化率发生变化，大部分光透过而小部分光会被样品向各个方向上散射，这些光的散射又分为瑞利散射和拉曼散射两种。

　　光子和样品分子发生弹性碰撞时，光子和分子之间没有能量交换，散射光能量和入射光能量相同，这种光的弹性碰撞，叫做瑞利散射，不负载样品的任何信息。当光子和样品分子发生非弹性碰撞时，散射光能量和入射光能量大小不同，光的频率和方向都有所改变，这种散射称为拉曼散射。负载有样品的信息。

　　拉曼散射光的强度约占总散射光强度的10-6～10-10，因此相对来讲，拉曼散射是一类强度很弱的光谱。不同化学键的不同振动方式决定了其能级间的能量变化，与之对应特征拉曼位移。

　　对同一基团来讲，其存在几种振动模式时，偶极矩变化大的振动，红外吸收信号强，拉曼信号弱；偶极矩变化小的振动，红外吸收信号弱，拉曼信号强。这就是红外和拉曼的互补性。相同基团的红外光谱和拉曼光谱出峰位置是相同的。在红外光谱图中，横坐标的单位用波数表示。在拉曼光谱图中，虽然横坐标的单位也是用波数，但表示的是拉曼位移。

　　目前，拉曼光谱在多晶型转化过程中有很广泛的应用，这是因为不同晶型之间的拉曼谱图存在差异。在鉴定有机化合物方面，红外光谱具有较大的优势。而拉曼谱峰相对较尖锐，且能获得600cm-1以下的谱图信息，因此在无机化合物的鉴定方面更具优势。

　　值得一提的是，荧光效应会对拉曼散射光谱产生明显的影响。对富电子的不饱和基团来说，较强的荧光光谱会对较弱的拉曼光谱产生遮盖和重叠等现象，使得傅里叶变换过程受到干扰，从而导致拉曼光谱的定性或定量功能不准确。红外光谱对水较为敏感，因此在对含水体系的表征中，拉曼往往也能获得更好的表征结果。

　　总结

　　用一种很形象的方法解释红外光谱和拉曼光谱的区别：可乐的价钱是1毛钱，你扔进去1毛钱，你就能得到可乐，这是红外。可是如果你扔进去1块钱，会出来一瓶可乐和9毛找零，你仍旧可以知道可乐的价钱，这就是拉曼。

　　红外光谱检测更为容易，成本较低，拉曼信号较弱，更不易被检测到。

　　红外和拉曼出峰位置相同，相互补充。偶极矩变化大则红外强，拉曼弱，偶极矩变化小则红外弱，拉曼强，但个别情况下二者的信息相同。

　　红外光谱更适用于无水有机化合物的表征和检测，拉曼光谱则在晶型转化、水体系和无机物等领域应用更广泛。