现代仪器分析1.ppt

拉曼光活性测量装置图 六、拉曼光谱与红外光谱的比较 选择定则：从量子观点看，两本征态之间的跃迁几率不为零的就是允许跃迁。 相同点：红外光谱和拉曼光谱都是产生于分子的振动和转动； B、在分子振动或转动中，分子偶极矩发生变化才能产生红外光谱，分子 极化率发生变化才能产生拉曼光谱。 不同点： A、红外光谱是吸收光谱，拉曼光谱是光散射光谱； 在选择定则上，二者可以归纳为以下三条差别： C、相互禁阻规则：少数分子的振动红外和拉曼都是非活性的 A、相互排斥规则：凡是具有对称中心的分子，如果其红外是活性，则其拉曼就是非活性的，反之，如果拉曼活性，则其红外就是非活性的 B、相互允许规则：一般来说，没有对称中心的分子，其红外和拉曼都是活性的 拉曼位移（cm-1） 振动方式 1338 对称伸缩振动 2349 非对称的伸缩振动 拉曼活性 红外活性 活性 非活性 活性 非活性 667 弯曲振动 活性 非活性 CO2分子的振动模式及光谱活性 拉曼位移（cm-1） 振动方式 对称伸缩振动 非对称的伸缩振动 拉曼活性 红外活性 活性 活性 活性 活性 弯曲振动 活性 活性 SO2分子的振动模式及光谱活性 1151 1362 518 图1：CO2分子的对称伸缩振动 γ1 振动模 C O O 极化率椭球 极化率随简 正坐标的变化 极化率的微分 0 ) ( Q ? ? a 拉曼活性 活性 偶极距 0 0 偶极矩随简 正坐标的变化 偶极矩的微分 0 ) ( Q P ? ? 红外活性 非活性 Q α α 0 ) ( 0 1 ? ? Q a Q 0 ) ( 0 = ? ? Q P Q P Q P 现代仪器分析方法 光谱分析 X射线谱分析 放射性分析 质谱分析 波谱分析 电子显微分析与电子能谱分析 电分析 分离分析 牛顿 －对可见光谱首次科学研究 “Spectre”（幽灵） “Spectrum” (1) 散射光强度与入射光波长的四次方成反比，即入射光波长越短，散射越强烈。 (2) 分散相与分散介质的折光率相差越大，散射越显著。 (3) 散射光强度与粒子浓度成正比。 Rθ——溶胶θ散射角处的瑞利比 R ——散射距离 Iθ——散射角为θ，散射距离为r时的散射光强度 I ——入射光强度 N0——单位体积中散射质点数 V ——质点的体积 N1——分散相的折光指数 n0——介质的折光指数 λ——入射光的波长 从瑞利公式可以得到如下几点结论： 瑞利散射公式 第二章主要内容 ξ2-1 拉曼效应及其理论 ξ2-2 激光拉曼光谱仪 拉曼效应 拉曼散射的理论 色散型拉曼光谱仪 傅立叶变换拉曼光谱仪 共焦拉曼显微镜 ξ2-3 激光拉曼光谱的应用 References §2-1拉曼效应及其理论 一、拉曼效应 1. 弹性散射：在散射过程中没有发生能量变化的散射。 2. 非弹性散射：在散射过程中发生能量变化的散射。 3. 拉曼散射：对称地分布在瑞利散射光的两侧但其强度大大 弱于瑞利散射（约为10-6—10-9）的散射 ，低于入射光频率 的散射线称为斯托克斯线，高于入射光频率的散射线称为反 斯托克斯线。 4. 拉曼效应的历史渊源 C.V Raman，印度物理学家 1923年，德国的Smekal理论上预言了光的非弹性散射，同期，印度物理学家Raman发现苯的散射光谱是不连续的； 1926年，Raman在论文中并没有肯定这种散射是非弹性的，以后的许多次实验最终证明了这种散射的非弹性，他将这种效应称为“一种新辐射”； 1930年，42岁的Raman获得了诺贝尔物理学奖，这是亚洲人获得的第一个诺贝尔科学奖； 1928年，Raman和Krishnan首先在液体苯中观察到了这种散射效应。此后不久，俄国物理学家Lardsberg和Mandelstam在石英中也发现了同样的光散射现象，他们称之为“联合散射光谱”，同时， Cabanues和Rocard在巴黎也证实了Raman的观察结果。Pringsheim撰文总结并指出Raman所发现的是一种全新的现象，并建议称之为Raman效应，即在1928年，有关Raman效应的论文就发表了58篇，第二年多达175篇，这在当时是数量惊人的； P(3)=1/6γ·E·E·E （4） α是分子的极化率，数量单位在10-40cv-1m2，是二阶张量， β是分子的超极化率，数量单位在10-50cv-2m3，是三阶张量， γ是分子的二级超极化率，数量单位在10-61cv-3m4，是四阶张量。