第八章 拉曼光谱.ppt

文档介绍：激光拉曼散射光谱
Raman Spectroscopy
激光拉曼散射光谱
拉曼光谱是一种散射光谱。在20世纪30年代,拉曼散射光谱曾是研究分子结构的主要手段。后来随着实验内容的深入,由于拉曼效应太弱,所以随着红外谱的迅速发展,拉曼光谱的地位随之下降。
自1960年激光问世,并将这种新型光源引入拉曼光谱后,拉曼光谱出现了新的局面,已广泛应用于有机、无机、高分子、生物、。
Raman Spectroscopy
拉曼散射及拉曼位移
反之,若发生弹性碰撞,。
拉曼光谱为散射光谱
当一束频率为ν0的入射光照射到气体、液体或透明晶体样品上时,绝大部分可以透过,%的入射光与样品分子之间发生非弹性碰撞,即在碰撞时有能量交换,这种光散射称为拉曼散射。
拉曼散射
瑞利散射
,得到的散射光能量减少,在垂直方向测量到的散射光中,可以检
测频率为(
)的线。
斯托克斯(Stokes)线
如果它是红外活性的话,
的测量值与激发该振动的红外频率一致。
相反,若光子从样品分子中获得能量,在大于入射光频率处接收到散射光线,则称为反斯托克斯线。
反斯托克斯线
处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞,获得能量到激发态可得到斯托克斯线,反之,,得到反斯托斯线。
斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。
拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样。因此,对应于同一分子能级,斯托克斯线与反斯托克斯线的拉曼位移应该相等,而且跃迁的几率也应相等。但在正常情况下,由于分子大多数是处于基态,测量到的斯托克斯线强度比反斯托克斯线强得多,所以在一般拉曼光谱分析中,都采用斯托克斯线研究拉曼位移。
拉曼位移的大小与入射光的频率无关,只与分子的能级结构有关,其范围为25-4000cm-1,因此入射光的能量应大于分子振动跃迁所需能量,小于电子能级跃迁的能量。
红外吸收要服从一定的选择定则,即分子振动时只有伴随分子偶极矩发生变化的振动才能产生红外吸收。
同样,在拉曼光谱中,分子振动要产生位移也要服从一定的选择定则,也就是说,只有伴随分子极化度发生变化的分子振动模式才能具有拉曼活性,产生拉曼散射。
极化度是指分子改变其电子云分布的难易程度,因此只有分子极化度发生变化的振动才能与入射光的电场E相互作用,产生诱导偶极矩μ:
μ=aE
与红外吸收光谱相似,拉曼散射谱线的强度与诱导偶极矩成正比。
在多数的吸收光谱中,只具有二个基本参数:
★频率
★强度
但在激光拉曼光谱中还有—个重要的参数即
★退偏振比(也可称为去偏振度)。