文档介绍：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
2021/9/11
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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1. Raman光谱特点
(1) 拉曼光谱记录的是stoke 线。
(2) 测量相对单色激发光频率的位移。
把入射光频率位置作为零，频率位移(拉曼位移)的数值正好对应于分子振动或转动能级跃迁的频率。
(3) 激发光是可见光，在可见光区测分子振动光谱。
(4) 拉曼光谱中的基团振动频率和红外光谱相同。
***羰基的伸缩振动在红外光谱中位于1710cm-1附近，而拉曼光谱中总在（1710土3）cm-1。
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2. 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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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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