光谱分析

如题，求助红外、拉曼、核磁共振的区别及分别用于测定什么？

红外光谱和拉曼光谱都属于分子振动光谱，都是研究分子结构的有力手段。红外光谱测定的是样品的透射光谱。当红外光穿过样品时，样品分子中的基团吸收红外光产生振动，使偶极矩发生变化，得到红外吸收光谱。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，产生拉曼散射，检测器检测到的是拉曼散射光。

        单色激光照射样品后，产生瑞利散射和拉曼散射。瑞利散射是激光的弹性散射，不负载样品的任何信息。拉曼散射又分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射，拉曼散射负载有样品的信息。

        对于分子中的同一个基团，它的红外光谱吸收峰的位置和拉曼光谱峰的位置是相同的。在红外光谱图中，横坐标的单位可以用波数表示。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。拉曼检测器检测到的是拉曼散射光，当用不同波长的激光激发样品时，拉曼检测器检测到的拉曼散射光的波长是不相同的。虽然使用的激光波长不同，但对于同一个基团，拉曼位移是相同的。拉曼位移是激光波数和拉曼散射光波数的差值。

        既然分子中同一个基团的红外光谱吸收峰的位置和拉曼光谱峰的位置是相同的，为什么还要测定拉曼光谱呢？因为红外光谱和拉曼光谱的选律是不相同的，红外和拉曼总体上说是互补的。

        有些基团振动时偶极矩变化非常大，红外吸收峰很强，是红外活性的。如羰基的吸收。有些基团振动时偶极矩没有变化，不出现红外吸收峰，是红外非活性的。这种振动拉曼峰会非常强，也是拉曼活性的。

        但一个基团存在几种振动模式时，偶极矩变化大的振动，红外吸收峰强；偶极矩变化小的振动，红外吸收峰弱。拉曼光谱与之相反，偶极矩变化大的振动，拉曼峰弱；偶极矩变化小的振动，拉曼峰强；偶极矩没有变化的振动，拉曼峰最强。这就是红外和拉曼的互补性。

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1.从本质上面来说，两者都是振动光谱，而且测量的都是基态的激发或者吸收，能量范围都是一样的。
2.拉曼是一个差分光谱。形象的来说，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毛找的钱，你仍旧可以知道可乐的价钱，这就是拉曼。
3.光谱的选择性法则是不一样的，IR是要求分子的偶极矩发生变化才能测到，而拉曼是分子的极化性（polarizibility)发生变化才能测到。
4.IR很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱。
5.使用的波长范围不一样，IR使用的是红外光，尤其是中红外，好多光学材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可选择的波长很多，从可见光到NIR，都可以使用。
当然了还有很多不同的地方，比如制样方面的，IR有时候相对比较的复杂，耗时间，而且可能会损坏样品，但是拉曼并不存在这些问题。
6.拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱，反之也是如此！但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。

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（摘自 实验室-中国）

以上三种光谱都有着广泛的应用领域。就物质结构的分析来说，红外侧重于结构种官能团的分析。一般来说，不同的官能团都有其特征吸收，通过红外谱图可以加以确认。核磁是利用原子核的自旋和其所处的化学环境相关的原理，来确定化合物结构的，其中氢谱和碳谱最为常用，是最终确定化合物的必备谱图。拉曼光谱和光的散射有关，可以用于化合的定性、定量分析。复杂化合物的分析通常需要多种谱图数据的分析结果，加以综合分析，才能确认

楼上两位解答的好详细，向二位学习了！