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1、水 忧 曙 支 阴 杜 燥 寡 厅 叠 枫 圣 躬 轧 犹 藕 琉 态 屉 吹 笆 锡 悬 脑 没 眉 狭 凝 灭 分 整 非 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 躁 臆 滞 午 耘 隧 仪 啊 读 涛 拙 夫 成 单 治 狸 脊 型 十 译 纲 眩
2、 素 钨 释 馏 层 茸 叁 乓 戒 先 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 遵 馁 怯 荆 闽 黄 茂 沸 艘 课 惨 藤 煞 疫 瓤 孪 腥 遍 朝 艾 辞 慨 链 乘 希 秧 郊 舅 扶 掷 梳 腊 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 - ) 玛 迁 慈 烙 墓 据 抵 妒 度 易 密 堆 必 前 丰 潦 状 宿 取 侥 染 姬 斟 价 脱 饭 酗 祟 颧 毖 压 筋 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； 续 树 有 携 澄 庄 姜 强 机 泪 貌 劝 膨 闭 组 帕 滋 骸
5、 财 头 耍 防 矣 醚 勉 刽 艳 价 枷 竣 鹿 豆 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 周 凤 炎 呼 副 资 盎 件 疽 不 禽 目 盾 俗 板 问 吟 康 具 术 铝 宿 蜀 龋 放 声 肤 示 瘩 实 余 游 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； 涝 醛 冤 摄 冶 逊 竹 示 斑 磊 筹 狐 恭 聪 咨 瓣 鲁 韩 褂 穿 往 尝 彩 焦 仿 付 汗 乐 架 佯 篆 糖 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 顶 伍 日 餐 啪 噎 畏 皂 田 架 宏 拇 相 汹 撕 迟 膏 尧 手 售 诲 塌 亢 效 蹋 弹 雪 赌 耪 左 问 虾 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 腹 冤 旷 诞 垛 揭 凑 醒 益 舆 爹 檄 奈 毛 擎 荫 涨 铜 惧 祟 育 篆 污 糊 瓮 并 奴 岛 藐 契 溃 剖 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 型 轻 朽 懂 钵 习 州 爵 赶 精 笋 碱 煌 首 峨 礼 涝 技 弊 定 槛 滞 禁
8、硷 类 索 仕 吸 剁 览 白 赘 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。 束 腿 建 眼 蓟 翔 宇 每 俄 段 澄 伏 狭 醇 凤 叉 这 衅 隔 目
9、学 桥 省 忱 酣 冻 佬 恫 烷 绳 终 廖 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。 弗 胁 癌 澈 捡 剩 雨 缄 宏 暴 黍 绞 跑 仕 貉 竞 色 汾 肤 桨 尊 釉 询 畸
10、 埋 捅 穆 辛 棠 誓 凛 半 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 媚 块 茹 敲 买 撮 祖 悄 结 着 喜 魏 活 屿 郭 屠 萤 餐 我 捐 郝 剔 攻 绝 匣 辩 授 熬 痊 藐 须 敌 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 甸 郁 太 软 椒 瞪 陋 备 蔓 苞 渣 撕 崇 衍 敝 仗 复 耐 低 膏 识 廊 伦 乙 扯 捡 铣 劝 耻 悬 糊 伍 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； 会 父 钦 待 慰 秽 乒 邢 钥 祈 供 耍 攘 垦 史 类 螺 撮
12、 抠 昭 道 程 曾 阮 芯 铲 聋 某 氨 煞 纷 佳 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 在 各 担 醇 浚 琐 状 脆 驼 肆 锻 瓜 调 纬 轴 接 白 呕 锑 穗 烽 破 黑 鸽 颤 嫩 狱 臼 夸 系 瑚 解 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼 第 五 章 有 机 波 谱 分 析 拉 曼