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拉曼光譜的工作原理與結(jié)構(gòu)組成
瀏覽次數(shù):428      發(fā)布于:2023-04-26
什么是拉曼光譜分析法 拉曼光譜分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng),對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息,并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。 拉曼光譜儀原理 當(dāng)光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結(jié)產(chǎn)生相互作用,就會(huì)發(fā)生拉曼效應(yīng)。對(duì)于自發(fā)拉曼效應(yīng),光子將分子從基態(tài)激發(fā)到一個(gè)虛擬的能量狀態(tài)。當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子放出一個(gè)光子后并返回到一個(gè)不同于基態(tài)的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)狀態(tài)。在基態(tài)與新狀態(tài)間的能量差會(huì)使得釋放光子的頻率與激發(fā)光線的波長(zhǎng)不同。 如果最終振動(dòng)狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時(shí)能量高,所激發(fā)出來的光子頻率則較低,以確保系統(tǒng)的總能量守衡。這一個(gè)頻率的深圳市華聯(lián)歐國(guó)際貿(mào)易有限公司是歐美工業(yè)備品備件一站式服務(wù)商,貨源充足,型號(hào)齊全,質(zhì)量可靠,售后服務(wù)佳。專業(yè)原裝行貨,正品保證,歡迎來電咨詢!所有產(chǎn)品售后有質(zhì)保,并且有終身免費(fèi)技術(shù)指導(dǎo)。我們有專業(yè)的客服團(tuán)隊(duì),24小時(shí)進(jìn)行服務(wù)。下面是深圳華聯(lián)歐小編精心為大家推薦的產(chǎn)品科普一下拉曼光譜的工作原理與結(jié)構(gòu)組成,如果您喜歡可以繼續(xù)閱讀詳細(xì)瀏覽一下去看看了解一下吧,關(guān)注收藏我們網(wǎng)址,每天為大家推送更多的干貨!

什么是拉曼光譜分析法

拉曼光譜分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng),對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息,并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。

拉曼光譜儀原理

當(dāng)光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結(jié)產(chǎn)生相互作用,就會(huì)發(fā)生拉曼效應(yīng)。對(duì)于自發(fā)拉曼效應(yīng),光子將分子從基態(tài)激發(fā)到一個(gè)虛擬的能量狀態(tài)。當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子放出一個(gè)光子后并返回到一個(gè)不同于基態(tài)的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)狀態(tài)。在基態(tài)與新狀態(tài)間的能量差會(huì)使得釋放光子的頻率與激發(fā)光線的波長(zhǎng)不同。

如果最終振動(dòng)狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時(shí)能量高,所激發(fā)出來的光子頻率則較低,以確保系統(tǒng)的總能量守衡。這一個(gè)頻率的改變被名為Stokes shift。如果最終振動(dòng)狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時(shí)能量低,所激發(fā)出來的光子頻率則較高,這一個(gè)頻率的改變被名為Anti-Stokes shift。拉曼散射是由于能量透過光子和分子之間的相互作用而傳遞,就是一個(gè)非彈性散射的例子。

關(guān)于振動(dòng)的配位,分子極化電位的改變或稱電子云的改變量,是分子拉曼效應(yīng)必定的結(jié)果。極化率的變化量將決定拉曼散射強(qiáng)度。該模式頻率的改變是由樣品的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)狀態(tài)決定。

1.Rayleigh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;

拉曼光譜的特征
1. 對(duì)不同物質(zhì)Raman 位移不同;
2.對(duì)同一物質(zhì)Δν與入射光頻率無關(guān);是表征分子振-轉(zhuǎn)能級(jí)的特征物理量;是定性與結(jié)構(gòu)分析的依據(jù);
3.拉曼線對(duì)稱地發(fā)布在瑞利線兩側(cè),長(zhǎng)波一側(cè)為斯托克斯線,短波一側(cè)為反斯托克斯線;
4.斯托克斯線強(qiáng)度比反斯托克斯線強(qiáng);
拉曼譜圖的構(gòu)成和特征
一張拉曼譜圖通常由一定數(shù)量的拉曼峰構(gòu)成,每個(gè)拉曼峰代表了相應(yīng)的拉曼位移和強(qiáng)度。每個(gè)譜峰對(duì)應(yīng)于一種特定的分子鍵振動(dòng),其中既包括單一的化學(xué)鍵,例如C-C,C=C,N-O,C-H等,也包括由數(shù)個(gè)化學(xué)鍵組成的基團(tuán)的振動(dòng),例如苯環(huán)的呼吸振動(dòng)、多聚物長(zhǎng)鏈的振動(dòng)以及晶格振動(dòng)等。
拉曼光譜可以提供樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)、相和形態(tài)、結(jié)晶度及分子相互作用的詳細(xì)信息。
拉曼光譜的分析方向
拉曼光譜儀分析技術(shù)是以拉曼效應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù),其信號(hào)來源與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
拉曼光譜的分析方向有:
定性分析:不同的物質(zhì)具有不同的特征光譜,因此可以通過光譜進(jìn)行定性分析。
結(jié)構(gòu)分析:對(duì)光譜譜帶的分析,又是進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。
定量分析:根據(jù)物質(zhì)對(duì)光譜的吸光度的特點(diǎn),可以對(duì)物質(zhì)的量有很好的分析能力。
拉曼光譜的應(yīng)用
由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息:
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, 隨單鍵到雙鍵再到三鍵譜帶強(qiáng)度增加。
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(duì)稱呼吸振動(dòng)常常是較強(qiáng)的拉曼譜帶。
4.在拉曼光譜中,X=Y=Z,C=N=C,O=C=O-這類鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)是強(qiáng)譜帶,反這類鍵的對(duì)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?jī)H相差2單位。III.與C-H和N-H譜帶比較,O-H拉曼譜帶較弱。
拉曼光譜儀用于分析的優(yōu)、缺點(diǎn)
1.拉曼光譜用于分析的優(yōu)點(diǎn)
拉曼光譜的分析方法不需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理,也沒有樣品的制備過程,避免了一些誤差的產(chǎn)生,并且在分析過程中操作簡(jiǎn)便,測(cè)定時(shí)間短,靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)
2.拉曼光譜用于分析的不足
  (1)拉曼散射面積
  (2)不同振動(dòng)峰重疊和拉曼散射強(qiáng)度容易受光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)等因素的影響
  (3)熒光現(xiàn)象對(duì)傅立葉變換拉曼光譜分析的干擾
  (4)在進(jìn)行傅立葉變換光譜分析時(shí),常出現(xiàn)曲線的非線性的問題
  (5)任何一物質(zhì)的引入都會(huì)對(duì)被測(cè)體體系帶來某種程度的污染,這等于引入了一些誤差的可能性,會(huì)對(duì)分析的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

(來源:網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者)

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