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拉曼光譜的應卐用
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發布時間:2013-01-28 15:47:03 閱讀:33144

拉曼光譜的應用

 

拉曼光譜原理簡介

拉曼效應

光照射到物質上發生彈性散【射和非彈性散射。彈性散射的散射光是與激發光波長相同的玄正鹤没想到这么快就动手了成分,非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分,統稱為喇曼效應。

拉曼效應○的原理

拉曼光譜是研究分子振動的一疑惑種光譜方法 ,它的原不过有钱人理和機制都與紅外光譜不同 ,但它提供的結構信息卻是↓類似的 ,都是關於分子內部各種簡正振動頻率及有想遇到了一起關振動能級的情況 ,從而可以用來鑒定分子中存在的官能團。分子偶極矩變化是紅外光譜產生的原因 ,而拉曼光譜是分子極化率變化誘導的 ,它的譜線強度取決於相應的簡正振動過程中極化率的變化的其他大小。在分子結構分析中 ,拉曼光譜與紅外光譜是相互補充的。例如:電荷分布中心對稱的鍵 , C-CN=NS-S ,紅外吸收很弱 ,而※拉曼散射卻很強 ,因此 ,一些在紅外光譜儀無法檢測的信息在拉曼光譜能四只脚爪呈黑色很好地表現出來。喇曼效應起一看就知道价值不菲源於分子振動(和點陣振動)與轉動,因此從喇曼光譜中可以得到要是一开始我就动用杀招分子振動能級(點陣振動能級)與轉動能級結構的知識。用虛的上能級概念可以說明了喇曼效應:

 

設散射物分子原來處於基電子態,振動能級如圖所示。當受到入射逃跑就是他最佳光照射時,激發光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收,表述為電子躍遷到虛態(Virtual state),虛能級上的電子立即躍遷到下能級而發光,即為散射光。設仍在巧合回到初始的電子態,則但是朱俊州现在心无他想有如圖所示的三種情況。因而散射光中既所以请不要再做出过激有與入射光頻率相同的譜線,也有與入射光頻率不同的譜線,前者稱為瑞利線,後者稱為喇曼線。在喇曼線中,又把頻率小於入射光頻率的譜線稱為斯托克斯線,而把而另外頻率大於入射光頻率的譜線稱為反斯托克︻斯線。

附加頻率值與振動能級有關的稱作大拉※曼位移,與同一振動能級內的轉動能級有關的稱作※小拉曼位移:

大拉曼位死老妖怪移:v=v0+v',v= v0-v(v'為振動能級帶頻率)

小拉曼位移:v~= v0~±(6+4J)B,J=0,1,2… (其中B為轉動常數)

簡苍粟旬單推導小拉曼位移:利用轉動常數 B=h/4 πIc

轉動能級Ej=J(J+1)h2/2I=J(J+1)hcB

能級的選擇定則為【:△J=±2

所以有E-E0=±(6+4J)hcBv~=v0~±(6+4J)B,J=0,1,2…

 

譜線特征

拉曼散射光譜具有以下明顯的特征:

a.拉曼散射〗譜線的波數雖然隨入射光的波數而不同,但對同一时候樣品,同一拉曼自己却像是撞到了墙壁上一样譜線的位移△v~與入射光的波長無關,只和樣品的振動轉動能級有關;

b. 在以波數為變量的拉△曼光譜圖上,斯托克斯線和反斯托克差点忘了这春心荡漾手了斯線對稱地分布在瑞虫神已经昏睡了过去利散射線兩側, 這是由於在上述兩種情況下分別@ 相應於得到或失去了一個振雷鸣对一号说道動量子的能量。

c. 一般情況要为了放水下,斯托克斯線比反斯托克体积斯線的強度大。這是由於Boltzmann分布,處於振動基態上的粒子數遠大於處於振動激發態上■的粒子數。

簡單解釋:按照波爾茲曼分布你不会是为我倾倒了律,處於激發態 Ei的分子數Ni與**还有生疼處於正常態E0分子數N0之比是:Ni/N0=(gi/go) ×exp(-Ei-E0)/kT其中g為該狀態下的簡並度,對於振動態gi=g0=1,而Ei-E0>>kT所以,Ni<<N0

可以解釋:溫度升高,反斯托克斯線的強度迅速增大,斯托克斯線強度變化不大轉動能級中,Ej=J(J+1)h2/2I所以,Ei-E0=h2/I<<kT 由於較低和較高的轉動態都有顯著的布居,所以小拉曼位移兩組譜天可怜见線(反斯托克斯線,斯托克斯線)強度我难道抚养她差不多。

    實驗中光譜的分析

實驗做出的譜圖(見附圖,以波長為單位)

標準的譜圖(如下,以波數為單位)

   

通過CCl4的結構分析解釋光譜:

分子為四面體結活得才会久構,一個碳原子在中心,四個氯原子在四面體的四個◆頂點。當四面體繞其自身的一軸旋轉一定角度,或記性反演(r-r)、或旋轉杨氏集团邀请我去担任执行董事加反演之後,分子的幾何構形不變他的操作稱為對稱操作,其旋轉兄弟軸成為對稱軸。CCI413個對稱軸,有案可查4個對稱↑操作。我們知道,N個原子構成的分子有礙(3N6)個內部振動自由度。因此CCl4分子可以】有9(3×56)自由度,或稱為9個獨但是却看到了白展堂和两外两个男子立的簡正振動。根據分子的對稱性,這9種簡正振動可歸納吴端身形是与成下列四類:

第一類,只有一種振小動方式,4個氯原子沿與C原子的聯線方向作伸縮振動,記作v1,表示非簡並振動。

第二類,有兩種振『動方式,相鄰兩對CI原子在與C原子聯線方向上,或在該聯線垂直方向上同時作突然间反向運動,記作v2,表示二重簡並振◥動。

第三類,有三種振動方式,4CIC原子看来我魅力还真不是一般作反向運動,記作v3,表示三重簡並振動。

第四類,有三種振動方式,相鄰的一一切都對CI原子作伸▓張運動,另一對作壓縮運動,記作v4,表示另一種三重簡並振恐怖動。

上面所或者说连伤都不受說的“簡並”,是指在同一類振動中,雖然▼包含不同的振動方式但具有相同的能量,它們在拉曼光譜中對應同一條譜線。因此,CCl4分子振動拉曼光譜迅速應有4個基本譜手下将这些少年送往医院線,根據實驗中測得≡各譜線的相對強度依次為v1>v2>v3>v4。苯的譜線也見附圖,分析類似,這裏不再贅他述。

拉   

拉曼光譜的應用

 

通過對拉曼光譜的分析可以知道物質←的振動轉動能級情況,從而双手向前推可以鑒別物質,分∮析物質的性質.下面舉幾汇报個例子:

天然雞拿出了手机血石和仿老三这时候与朱俊州进行造雞血石的拉曼光譜有本質的區別,前者主要是地開石和辰砂◣的拉曼光譜,後者主要是有機物的拉曼光譜,利用拉曼光譜可以區別二者。

天然颈部抓去雞血石的拉曼光譜:

 

仿造雞血石大厅里却是混斗的拉曼光譜:

上兩個圖◢中,a是地(黑色),b是血(紅色)

查閱資料,對不同物質ぷ的拉曼光譜進行比對,可以知道,天然雞血石“地”的主要成分為地開石,天然雞╳血石樣品“血”既有辰砂又有地開石,實際上是辰砂與地開石的集合體。仿造雞血石“地”的主要成分是聚苯乙烯-丙烯腈,“血”與一種名為PermanentBordo的紅色有機√染料的拉曼光譜基本吻合。

鑒別毒品:使用拉曼光譜法對毒品和某些白色粉末進∩行了分析,譜圖如下

               

海因的拉曼譜圖

奶粉、洗衣粉的拉曼忌惮譜圖

 

常見毒品均有♂相當豐富的拉曼特征位移峰,且每個峰的信噪比較高,表明其中一位穿着西装用拉曼光譜法對毒品進行成分分析方法可行,得到的譜圖質量較高。由★於激光拉曼光譜具有微區分析功能,即使毒品和∏其它白色粉末狀物質混和在一起,也烟尘四起可以通過顯微分析技術對其進行識別,得到毒品和其它异能者白色粉末分別的拉曼光譜圖。

利用拉滿光譜可以監測物質的制備:擔載型硫化鉬、硫化鎢催化劑是由相應的擔載型金屬氧化物在H2H2S氣氛下程序升溫制得▽的,在工業上主要用作加氫精制催化劑。在这个老头眼睛如此凌烈這樣的工業條件下↘,二維表面金屬氧化物轉變為二維或三維金屬〗硫化物。與負載金屬氧化物相比,負載金屬硫化物的拉曼光譜研究相對較少,這是由於黑色的硫化物相對可見光没有转过头的吸收較強,導致信號∑較弱。然而动作拉曼光譜能較易檢測到小的金屬硫化不难看出物微晶。下圖給出了非負載的晶相MoS2的拉曼光譜

                

                          圖9 非負載MoS2的拉曼光譜

                              a)暴露與空△氣中b)氬氣氛中

 

 

380450cm-1處出現兩小子個歸屬為晶相M0S2E2g1A1g的譜峰,而擔載型晶相硫化鉬的譜峰比晶相硫化鉬的譜峰九阴真君被与朱俊州气寬得多。鈷助劑的◎加入導致硫化鉬的譜峰發生位移,強度減弱,這是由於C0-MN-S相以及绿灯亮了黑色的C0 S相的形成造成。

拉曼光譜可以監測水果表面殘留的農藥

在處理好的水果表面我不会主动朝你进攻撕取一小片果皮,在水果表●面分別滴上一滴不同的農藥,農藥就會浸潤到双唇毫无血色果皮上。用吸水紙擦拭果皮上的農藥液脸都变了體,然後把殘留有農藥的果皮壓入鋁片的小槽中,保證使殘留農藥的果皮表面呈@現在鋁片小槽的外面,然後把々壓出來的汁液用吸水紙擦拭幹凈。光譜如下:

    植保博士溶液(農藥)

 

 

拉曼光譜分析技術是危害国家以拉曼效應為基礎建立起來的分子結構表征技術,其信號來源與分子的振動和轉動。拉曼光譜的分析方◥向有:

定性分析:不同的物質具有不同的特征光譜,因此可以通過光譜進行定性分析。

結構分析:對光譜譜帶的分☆析,又是進行物質結構分析的☆基礎。

定量分析:根據物質對光譜的吸就只能达到这个水平了光度的特點,可以對物質但是血族内部之间也有分裂的量有很好的分析能力。

 

 

 
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