激光拉曼光谱分析法.ppt

关于激光拉曼光谱分析法**一、激光拉曼光谱基本原理

principleofRamanspectroscopyRayleigh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RamanCV发现；1960年快速发展）h??E0E1V=1V=0h?0h?0h?0h?0+??E1+h?0E0+h?0h(?0-??)激发虚态第2页,共17页，星期六，2024年，5月*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-??RayleighSTOKES?0+???0h(?0+??)E0E1V=1V=0E1+h?0E2+h?0h??h?0h(?0-??)第3页,共17页，星期六，2024年，5月*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；第4页,共17页，星期六，2024年，5月*3.红外活性和拉曼活性振动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Eeer第5页,共17页，星期六，2024年，5月*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；第6页,共17页，星期六，2024年，5月*红外与拉曼谱图对比第7页,共17页，星期六，2024年，5月*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。5.选律?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—源于偶极矩变化第8页,共17页，星期六，2024年，5月*6.拉曼光谱与红外光谱分析方法比较第9页,共17页，星期六，2024年，5月*二、拉曼光谱的应用

applicationsofRamanspectroscopy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。第10页,共17页，星期六，2024年，5月*4）在拉曼光谱中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-这类键的对称伸缩振动是强谱带，反这类键的对称伸缩振动是弱谱带。红外光谱与此相反。5）C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。6）醇和烷烃的拉曼光谱是相似的：I.C-O键与C-C键的力常数或键的强度没有很大差别。II.羟基和甲基的质量仅相差2单位。III.与C-H和N-H谱带比较，O-H拉曼谱带较弱。第11页,共17页，星期六，2024年，5月*2941，2927cm-1?ASCH22854cm-1?SCH21029cm-1?（C-C）803cm-1环呼吸1444，1267cm-1?CH2第12页,共17页，星期六，2024年，5月*3060cm-1???r-H)1600,1587cm-1??c=c)苯环1000cm-1环呼吸787cm-1环变形1039,1022cm-1单取代第13页,共17页，星期六，2024年，5月*三、激光Raman光谱仪

laserRamanspectroscopy激光