激光拉曼光谱分析法.ppt

文档介绍：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
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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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