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1、第十八章 紅外吸收光譜分析法一、拉曼光譜基本原理principleofRamanspectroscopy二、拉曼光譜的應(yīng)用applicationsofRamanspectroscopy三、激光拉曼光譜儀laserRamanspectroscopy第五節(jié) 激光拉曼光譜分析法infraredabsorptionspectroscopy，IRlaserRamanspectroscopy2021/9/19一、激光拉曼光譜基本原理principleofRamanspectroscopyRayleigh散射：彈性碰撞；無能量交換，僅改變方向
2、；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振動激發(fā)態(tài)；E0+h?0，E1+h?0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RamanCV發(fā)現(xiàn)；1960年快速發(fā)展）h??E0E1V=1V=0h?0h?0h?0h?0+??E1+h?0E0+h?0h(?0-??)激發(fā)虛態(tài)2021/9/19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；Rama
3、n位移：Raman散射光與入射光頻率差??；ANTI-STOKES?0-??RayleighSTOKES?0+???0h(?0+??)E0E1V=1V=0E1+h?0E2+h?0h??h?0h(?0-??)2021/9/192.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；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；2021/9/193.紅外活性和拉曼活性振動①紅外活性振動ⅰ永久偶極矩；極性基團(tuán)；ⅱ瞬間偶極矩；非對稱分子
4、；紅外活性振動—伴有偶極矩變化的振動可以產(chǎn)生紅外吸收譜帶.②拉曼活性振動誘導(dǎo)偶極矩?=?E非極性基團(tuán)，對稱分子；拉曼活性振動—伴隨有極化率變化的振動。對稱分子：對稱振動→拉曼活性。不對稱振動→紅外活性Eeer2021/9/194.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；2021/9/19紅外與拉曼譜圖對比2021/9/19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），三種振動既是紅外活性振動，又是拉曼活性振動。5.選律?1?2?3?4拉曼活性紅外活性紅外活性振動自由度：3N-4=4拉
5、曼光譜—源于極化率變化紅外光譜—源于偶極矩變化2021/9/196.拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較2021/9/19二、拉曼光譜的應(yīng)用applicationsofRamanspectroscopy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，C?C產(chǎn)生強(qiáng)拉曼譜帶，隨單鍵?雙鍵?三鍵譜帶強(qiáng)度增加。2021/9/194）在拉曼光譜中，X=
6、Y=Z，C=N=C，O=C=O-這類鍵的對稱伸縮振動是強(qiáng)譜帶，反這類鍵的對稱伸縮振動是弱譜帶。紅外光譜與此相反。5）C-C伸縮振動在拉曼光譜中是強(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。2021/9/192941，2927cm-1?ASCH22854cm-1?SCH21029cm-1?（C-C）803cm-1環(huán)呼吸1444，1267cm-1?CH22021/9/193060cm-1???r
7、-H)1600,1587cm-1??c=c)苯環(huán)1000cm-1環(huán)呼吸787cm-1環(huán)變形1039,1022cm-1單取代2021/9/19三、激光Raman光譜儀laserRamanspectroscopy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，光子計數(shù)器；2021/9/19傅立葉變換-拉曼光譜儀FT-Ramanspectroscopy光源：Nd-YAG釔鋁石榴石激光器（1.064?m）；檢測器：高靈敏度的銦鎵
8、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。2021/9/19內(nèi)容選擇第一節(jié)紅外基本原理basicprincipleofInfraredabsorptionspectroscopy第二節(jié)紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)infrar
