激光拉曼光谱.ppt

第十八章红外吸收光谱分析法
一、拉曼光谱基本原理
principle of Raman spectroscopy
二、拉曼光谱的应用
applications of Raman spectroscopy
三、激光拉曼光谱仪
laser Raman spectroscopy
第五节激光拉曼光谱分析法
infrared absorption spectroscopy,IR
laser Raman spectroscopy
2017/11/10
一、激光拉曼光谱基本原理principle of Raman spectroscopy
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;
获得能量后,跃迁到激发虚态.
(1928年印度物理学家Raman C V 发现;1960年快速发展)
h 
E0
E1
V=1
V=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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基本原理
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;
ANTI-STOKES
0 - 
Rayleigh
STOKES
0 + 
0
h(0 + )
E0
E1
V=1
V=0
E1 + h0
E2 + h0
h 
h0
h(0 - )
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2. Raman位移
对不同物质: 不同;
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;
Raman散射的产生:光电场E中,分子产生诱导偶极距
= E
分子极化率;
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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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4. 红外与拉曼谱图对比
红外光谱:基团;
拉曼光谱:分子骨架测定;
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红外与拉曼谱图对比
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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
振动自由度:3N- 4 = 4
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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6. 拉曼光谱与红外光谱分析方法比较
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二、拉曼光谱的应用 applications of Raman spectroscopy
由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息:
2)红外光谱中,由C N,C=S,S-H伸缩振动产生的谱带一般较弱或强度可变,而在拉曼光谱中则是强谱带。
3)环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。
1)同种分子的非极性键S-S,C=C,N=N,CC产生强拉曼谱带, 随单键双键三键谱带强度增加。
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