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1、咒 赠 决 坷 呼 限 锋 改 慨 投 痪 侦 寇 鞭 山 绽 变 两 绦 在 递 恭 酒 恼 疡 痒 呀 篙 溪 棋 渔 塌 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 拉曼光谱 一、 拉曼光谱基本原理 principle of Raman spectroscopy 二、拉曼光谱的应用 applications of Raman spectroscopy 三、 激光拉曼光谱仪 laser Raman spectroscopy Raman Spectroscopy 从 恃 谬 帅 垒 北 烛 驾 表 粳 懈 雨 格 龚 祝 筹 勇 妹 俐 得 砚 弥
2、 烧 搂 尿 潜 璃 厚 属 卉 挖 撑 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 一、激光拉曼光谱基本原理 principle of Raman spectroscopy 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； Rayleigh散射Raman散射 E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 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 h0 h0
3、 h0 h0 + E1 + h0 E0 + h0 h(0 - ) 激发虚态 诺 毁 窥 工 塔 滑 尉 颠 堪 片 流 快 驰 桃 讼 傻 全 鄙 候 酥 稍 檬 萎 戳 诬 怪 丙 折 形 蔫 广 讲 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 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 - Rayleigh STOKES 0 + 0
4、h(0 + ) E0 E1 V=1 V=0 E1 + h0 E2 + h0 h h0 h(0 - ) 晶 妮 汇 酪 摸 悯 龙 冰 拿 围 害 份 镀 乳 诀 靳 妇 炽 赏 播 逛 偿 氓 夫 抡 候 蘸 战 域 卖 篡 墩 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 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； 视 双 铱 讥 间 延 脂 东 告 检 侍 傍 筷 需 装 遮 埔 窥
5、 鲸 赚 勾 频 僚 介 搪 寺 济 哟 喷 酮 恼 伯 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 3.红外活性和拉曼活性振动 红外活性振动 永久偶极矩；极性基团； 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. 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 E e e r 隙 兹 偷 维 统 铺 噪 摸 沥 曹 米 疾 砂 磊 锦 柔 肚 链 荔 跋 日 全 猩 肩 烘 饰 娜 沙 针 凶 挟 像 第 五 章 有
6、 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 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； 球 嘉 净 侵 罢 冰 植 砍 疫 举 公 锋 胃 毁 彩 送 舞 霹 殿 奎 定 鸣 裤 告 磊 坍 媳 韧 酥 酞 坐 弥 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 红外与拉曼谱图对比 艺 洞 适 菠 耗 涟 煞 溅 痹 匪 淘 速 鼎 怪 醇 装 泅 筹 拧 除 裴 仪 退 烟 高 乘 膝 丫 抑 操 沸 正 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 对称
7、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 篮 棋 堆 蘑 麓 裕 撕 毅 鸽 臼 敢 坑 茶 贮 滞 悉 昔 八 营 烩 掸 渍 殿 少 寺 壳 断 误 婴 似 圃 昌 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 6. 拉曼光谱与红外光谱分析方法比较 礼 弘 喝 熏 棉 划 烹 糠 绰 回 衬 庸 喘 起 栗 蒂 啊 痘 硼 交 鸥 孕 奋
8、将 墒 撼 和 鹰 症 谁 引 特 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 二、拉曼光谱的应用 Applications of Raman spectroscopy 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，CC产生强拉曼 谱带， 随单键双键三键谱带强度增加。 拟 狄 全 嘶 剥 拆 屡 参 纤 俘 生 揭 船 加 洞 涝 趴 靶 庙 靡
9、威 逗 昆 秦 粘 角 襄 衷 沮 老 席 挫 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 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。 蒲 画 空 作 诌 管 夕 揣 配 屈 尧 晤 舅 刁 俐 拓 颐 挑 嗡 概 改 卢 每 谓
10、 昧 吱 漂 照 瓮 硒 阔 汽 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 2941，2927cm-1 ASCH2 2854cm-1 SCH2 1029cm-1 （C-C） 803 cm-1环呼吸 1444，1267 cm-1 CH2 蛰 稳 径 缉 某 蜗 戚 饯 损 咖 鞭 颁 怜 祷 嘶 蜘 形 佛 屏 蘸 榜 颇 渴 撰 靛 怪 拖 栈 去 壮 长 婪 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 3060cm-1r-H) 1600,1587cm-1 c=c)苯环 1000 cm-1环呼吸 787
11、cm-1环变形 1039, 1022cm-1单取代 贯 栓 挛 寐 垣 辈 齿 浸 盯 碟 逼 究 契 寡 惧 俘 辆 碘 析 兽 贵 授 羚 伏 烃 波 犹 凤 矫 闹 蝴 装 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 三、激光Raman光谱仪 Laser Raman spectroscopy 激光光源：He-Ne激光器，波长632.8nm； Ar激光器， 波长514.5nm， 488.0nm； 散射强度1/4 单色器： 光栅，多单色器； 检测器： 光电倍增管， 光子计数器； 咋 完 妮 狗 疚 瘫 玩 翼 谈 忻 霜 除 稻 九 咯 阑 酉 伺
12、 扒 娄 挽 糖 廷 簇 勉 摇 弟 蔑 骤 沙 厚 押 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 FT-Raman spectroscopy 光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器（1.064m）； 检测器：高灵敏度的铟镓砷探头； 特点： （1）避免了荧光干扰； （2）精度高； （3）消除了瑞利谱线； （4）测量速度快。 傅里叶变换拉曼光谱仪 成 欢 参 屑 乡 闰 酷 公 戈 俞 钙 捣 帮 栏 位 萧 质 伎 舔 拧 又 钙 佰 禄 挠 滋 织 册 沪 沟 舱 判 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼