拉曼散射的基本原理PPT课件

C-H
C-C
C=C
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拉曼散射基本原理
与红外光谱的比较
拉曼光谱
光谱范围：40-4000cm-1
光源：汞灯或激光； 样品池：玻璃、石英；
测定粉末、单晶、聚合物及水溶液； 可以用水做溶剂；
红外光谱
光谱范围：400-4000cm-1
光源：Nernst灯或硅碳棒； 样品池：可透过红外的NaCl、KBr、CsI、 KRS-5(TlI 58%, TlBr 42%)等材料制成 窗片 水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难； 不可以用水做溶剂；
Provided by Prof. D. Mukherjee, Director of Indian Association for the Cultivation of Science
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拉曼散射基本原理
光的散射现象
散射光： 一束单色光进入透明介质（气、液、固）在透射和反射方向以外所出现的光。
散射光分类： 尘埃小颗粒的丁泽尔散射 晶体的Brillouin散射 等离子体对光的散射 自由电子对光的散射（康普顿-吴有训效应） 分子的瑞丽（Rayleigh）和拉曼散射
Raman位移：
Raman散射光与入射光
h0 h(0 + ) h
anti-Stokes
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拉曼散射基本原理
与红外光谱的比较
相同点：都是分子振动产生的，同属于分子光谱。
不同点：
1、机理：红外光谱：分子对红外光的特征吸收
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.
分子非对称振动和极性基团振动 产生永久偶极矩→红外活性
2、相互允许规则： 凡是没有对称中心的分子， 其红外和拉曼都是活性的。
3、相互禁阻规则： 对于少数分子振动，其红外和拉曼都是非活性的。
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拉曼散射基本原理
与红外光谱的比较
2、谱图 ：红外光谱：基团；拉曼光谱：分子骨架测定；
C-H
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拉曼散射基本原理
与红外光谱的比较
大多数有机化合物具有不完全的对称性，因此它的振动方式对于红外和拉曼都是 活性
去偏振度的测定
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2019/9/20
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讲课内容
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拉曼散射基本原理
时间和发现人?
1928 年，印度科学家C.V Raman 首先在CCl4光谱 中发现了当光与分子相互作用后，一部分光的波长 会发生改变（颜色发生变化），通过对于这些颜色 发生变化的散射光的研究，可以得到分子结构的信
息，因此这种效应命名为Raman效应（Raman散射）。
拉曼光谱：分子对光的散射 拉曼活性振动—伴随有极化率变化的振动。
分子对称性振动和非极性基团振动→极化率改变 →拉曼活性
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拉曼散射基本原理
与红外光谱的比较
判断分子拉曼或红外活性的规则：
1、相互排斥规则：
凡具有对称中心的分子，若其分子振动对拉曼是活性的，则 其对红外就是非活性的，反之亦然。
样品可盛于玻璃瓶、毛细管等容器中直接测 定；
不能用玻璃容器测定；
固体样品可直接测定；
需要研磨制成KBr压片；
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拉曼散射基本原理
去偏振度： （P：偏振入射光作用于物质分子，所产生的 拉曼散射光与原入射光去偏振的程度）
在入射光是偏振光的情况下，P在0与3/4之间， P →0 ，分子的对称性越高 P→3/4，分子为不对称结构
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拉曼散射基本原理
瑞丽与拉曼散射
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拉曼散射基本原理
瑞丽与拉曼散射
h0
E1 E0
激发虚态
E1 + h0 E0 + h0
h0
h0
V=1
V=0
Rayleigh散射
h(0 - )
h0 +
Raman散射
h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0， E1 + h0激发虚态；
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拉曼散射基本原理
斯托克斯散射和反斯托克斯散射
1. Raman散射
Raman散射的两种跃迁
能量差：
E1 + h0
E=h(0 - )
E0 + h0
产生斯托克斯线；
常温基态分子多；强
h(0 - )
；
E=h(0 + ) 产生反斯托克斯线；
E1 V=Biblioteka Baidu E0 V=0
弱
Stokes