激光拉曼光譜分析法

1、關(guān)于激光拉曼光譜分析法2022/8/26第一張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26一、激光拉曼光譜基本原理principle of Raman spectroscopyRayleigh散射： 彈性碰撞；無能量交換，僅改變方向；Raman散射： 非彈性碰撞；方向改變且有能量交換；Rayleigh散射Raman散射E0基態(tài)， E1振動(dòng)激發(fā)態(tài)； E0 + h0 ， E1 + h0 激發(fā)虛態(tài)；獲得能量后，躍遷到激發(fā)虛態(tài).（1928年印度物理學(xué)家Raman C V 發(fā)現(xiàn)；1960年快速發(fā)展） h E0E1V=1V=0h0h0h0h0 + E1 + h0E0 + h0h(0 - )激發(fā)

2、虛態(tài)第二張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26基本原理1. Raman散射Raman散射的兩種躍遷能量差： E=h(0 - )產(chǎn)生stokes線；強(qiáng)；基態(tài)分子多； E=h(0 + )產(chǎn)生反stokes線；弱；Raman位移：Raman散射光與入射光頻率差；ANTI-STOKES0 - RayleighSTOKES0 + 0h(0 + )E0E1V=1V=0E1 + h0E2 + h0 h h0h(0 - )第三張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/262. Raman位移 對不同物質(zhì)： 不同； 對同一物質(zhì)： 與入射光頻率無關(guān)；表征分子振-轉(zhuǎn)能級的特征物理量；

3、定性與結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)； Raman散射的產(chǎn)生：光電場E中，分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極距 = E 分子極化率；第四張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/263.紅外活性和拉曼活性振動(dòng)紅外活性振動(dòng) 永久偶極矩；極性基團(tuán)； 瞬間偶極矩；非對稱分子；紅外活性振動(dòng)伴有偶極矩變化的振動(dòng)可以產(chǎn)生紅外吸收譜帶.拉曼活性振動(dòng) 誘導(dǎo)偶極矩 = E 非極性基團(tuán)，對稱分子；拉曼活性振動(dòng)伴隨有極化率變化的振動(dòng)。 對稱分子： 對稱振動(dòng)拉曼活性。 不對稱振動(dòng)紅外活性 Eeer第五張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/264. 紅外與拉曼譜圖對比紅外光譜：基團(tuán)；拉曼光譜：分子骨架測定；第六張，PPT共十

4、七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26紅外與拉曼譜圖對比第七張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26 對稱中心分子CO2，CS2等，選律不相容。 無對稱中心分子（例如SO2等），三種振動(dòng)既是紅外活性振動(dòng)，又是拉曼活性振動(dòng)。5.選律1234拉曼活性紅外活性紅外活性振動(dòng)自由度：3N- 4 = 4拉曼光譜源于極化率變化紅外光譜源于偶極矩變化第八張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/266. 拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較第九張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26二、拉曼光譜的應(yīng)用 applications of Raman spectros

5、copy 由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息：2）紅外光譜中，由C N，C=S，S-H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的譜帶一般較弱或強(qiáng)度可變，而在拉曼光譜中則是強(qiáng)譜帶。3）環(huán)狀化合物的對稱呼吸振動(dòng)常常是最強(qiáng)的拉曼譜帶。1）同種分子的非極性鍵S-S，C=C，N=N，CC產(chǎn)生強(qiáng)拉曼譜帶， 隨單鍵雙鍵三鍵譜帶強(qiáng)度增加。第十張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/264）在拉曼光譜中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-這類鍵的對稱伸縮振動(dòng)是強(qiáng)譜帶，反這類鍵的對稱伸縮振動(dòng)是弱譜帶。紅外光譜與此相反。5）C-C伸縮振動(dòng)在拉曼光譜中是強(qiáng)譜帶。6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的：I. C-O鍵與C-C鍵的力

6、常數(shù)或鍵的強(qiáng)度沒有很大差別。II. 羥基和甲基的質(zhì)量僅相差2單位。 III.與C-H和N-H譜帶比較，O-H拉曼譜帶較弱。第十一張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/262941，2927cm-1 ASCH22854cm-1 SCH21029cm-1 （C-C）803 cm-1環(huán)呼吸 1444，1267 cm-1 CH2第十二張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/263060cm-1r-H)1600,1587cm-1 c=c)苯環(huán)1000 cm-1環(huán)呼吸787 cm-1環(huán)變形1039, 1022cm-1單取代第十三張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022

7、/8/26三、激光Raman光譜儀 laser Raman spectroscopy激光光源：He-Ne激光器，波長632.8nm； Ar激光器， 波長514.5nm， 488.0nm； 散射強(qiáng)度1/4 單色器： 光柵，多單色器； 檢測器： 光電倍增管， 光子計(jì)數(shù)器；第十四張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26傅立葉變換-拉曼光譜儀FT-Raman spectroscopy光源：Nd-YAG釔鋁石榴石激光器（1.064m）；檢測器：高靈敏度的銦鎵砷探頭；特點(diǎn)：（1）避免了熒光干擾；（2）精度高；（3）消除了瑞利譜線；（4）測量速度快。第十五張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/26內(nèi)容選擇第一節(jié) 紅外基本原理basic principle of Infrared absorption spectroscopy第二節(jié) 紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)infrared spectroscopy and molecular structure第三節(jié) 紅外分光譜儀infrared absorption spectrophotometer第四節(jié) 紅外譜圖解析analysis o