激光拉曼光谱法教程分析.pptVIP

* 第四节 激光拉曼光谱的应用  1.由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息： 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。 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。 * 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。 * 2941，2927cm-1 ?ASCH2 2854cm-1 ?SCH2 1444，1267 cm-1 ?CH2 1029cm-1 ?（C-C） 803 cm-1环呼吸 * 3060cm-1???r-H) 1600,1587cm-1 ??c=c)苯环 1039, 1022cm-1单取代 1000 cm-1环呼吸 787 cm-1环变形 * 二、拉曼光谱的应用 1. 拉曼光谱在食品中的应用 2. 拉曼光谱在化学和材料学中的应用 3. 拉曼光谱在制药及临床医学中的应用 4. 拉曼光谱在环境保护中的应用 5. 拉曼光谱技术在文物考古中的应用 6. 拉曼光谱技术在公安与法学样品分析中的应用 7. 拉曼光谱的其它应用 * 作业： * 仪器分析 王元兰 主编 第11章 激光拉曼光谱分析法 Laser raman spectroscopy * 拉曼光谱是由于光子与分子发生非弹性光散射而产生的。所谓非弹性光散射现象是指光子与分子碰撞后，光子的频率发生改变，这种辐射就称为拉曼散射. 激光技术的兴起才使得拉曼光谱成为激光分析中最活跃的研究领域之一。由于激光器的单色性好、方向性强、功率密度高，用其作为激发光源，大大提高了激发效率。 * 第一节 拉曼光谱原理 一、拉曼散射的产生 Rayleigh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； 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Raman C V 发现；1960年快速发展） h ?? E0 E1 V=1 V=0 h?0 h?0 h?0 h?0 + ?? E1 + h?0 E0 + h?0 h(?0 - ??) 激发虚态 * 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??； h(?0 + ??) E0 E1 V=1 V=0 E1 + h?0 E2 + h?0 h ?? h?0 h(?0 - ??) ANTI-STOKES ?0 - ?? Rayleigh STOKES ?0 + ?? ?0 * 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. 有拉曼散射的分子振动是分子振动时极化率（所谓极化率是指分子在电场或光波的电磁场的作用下分子中电子云变形的难易程度）发生改变. * 理论证明：凡具有对称中心的分子，若红外吸收是活性的，则拉曼散射是非活性的；反之，若红外吸收是非活性的，则拉曼散射是活性的。大多数的化合物，一般情况下不具有对称中心，因此很多基团常常同时具有红外和拉曼活性。 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 二、去偏振度 * 当起偏振器垂直于入射光方向时测得散射光强度I⊥与起偏振器平行于入射光方向时测得散射光强度I||的比值定义为去偏振度ρ： ρ= I⊥/ I|| 分子的对称性越高，其去偏振度越趋近于0，当测得ρ=3/4，则为不对称结构。因此通过测定拉曼谱线的去偏振度，可以确定分子的对称性。 三、共振拉曼效应 * 当激光频率接近或