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第十章红外光谱法和激光拉曼光谱法

激光拉曼光谱原理
激光拉曼光谱仪
激光拉曼光谱分析法的应用
第五节激光拉曼光谱法
laser Raman spectroscopy
Infraredspectroscopy and Laser Raman spectroscopy
2018/8/8
激光拉曼光谱法概述
Rayleigh散射:
弹性碰撞:无能量交换,仅改变方向。
Raman散射:
非弹性碰撞:方向改变且有能量交换。
Rayleigh散射
Raman散射
E0基态, E1振动激发态; E0 + h0 , E1 + h0 激发虚态。
(1928年印度物理学家Raman 发现,1930年获诺贝尔奖,1960年快速发展)。
h 
E0
E1
υ=1
υ=0
h0
h0
h0
h0 + 
E1 + h0
E0 + h0
h(0 - )
激发虚态
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拉曼光谱原理一、 Raman散射与Raman位移
1. Raman散射
Raman散射的两种跃迁能量差:
E=h(0 - )
产生stokes线;强;基态分子多。
E=h(0 + )
产生反stokes线;弱。
Raman位移:
Raman散射光与入射光频率差。
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2. Raman位移
(1) 对不同物质: 不同。
(2) 对同一物质: 与入射光频率无关;表征分子振-转能级的特征物理量;定性与结构分析的依据;分子振-转光谱;与红外光谱互补。
(3) Raman散射的产生:光电场E中,分子产生诱导偶极矩,即
= E
分子极化率,分子电子云分布改变的难易程度。
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①红外活性振动
ⅰ.永久偶极矩;极性基团。
ⅱ.瞬间偶极矩;非对称分子。
红外活性振动-伴有偶极矩变化的振动可以产生红外吸收谱带。
②拉曼活性振动
诱导偶极矩= E
非极性基团,对称分子。
拉曼活性振动-伴随有极化率变化的振动。
对称分子:
对称振动→拉曼活性。不对称振动→红外活性
E
e
e
r
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二、 Raman光谱
CCl4的Ramam光谱图
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红外与拉曼谱图对比
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三、拉曼光谱选律
对称中心分子CO2,CS2等,选律不相容。
无对称中心分子(例如SO2等),三种振动既是红外活性振动,又是拉曼活性振动。
1
2
3
4
拉曼活性
红外活性
红外活性
拉曼光谱—源于极化率变化
红外光谱—源于偶极矩变化
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