激光拉曼光谱ppt.ppt

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1、1激光拉曼光谱拉曼光谱概述及原理激光拉曼光谱仪工作原理拉曼光谱的特点红外光谱与拉曼光谱比较拉曼光谱分析应用2一、拉曼光谱概述及原理拉曼光谱（Ramanspectra）是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。31928年，C.V.拉曼实验发现，当光透过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象被称为拉曼散射。如何理论解释这种现象呢？4图1瑞利散射、斯托克斯拉曼散射及反斯托克斯拉曼散射的产生

2、拉曼散射：非弹性碰撞；方向改变且有能量交换；瑞利散射：弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向；5反斯托克斯线0-v瑞利线斯托克斯线0+v0小拉曼光谱：靠近瑞利散射线两侧的谱线大拉曼光谱：远离瑞利散射线两侧的谱线拉曼位移：斯托克斯与反斯托克斯散射光的频率与激发光源频率之差；斯托克斯散射的强度通常要比反斯托克斯散射的强度强的多。图2拉曼光谱分布情况6二、激光拉曼光谱仪工作原理激光拉曼光谱仪的结构主要包括光源、外光路、色散系统、接收系统、信息处理与显示等几部分图3激光拉曼光谱仪工作原理71、激光器最常用Ar＋激光器488.0/514.5nm频率

3、高，拉曼光强大聚光会聚透镜，提高样品光的辐照功率集光透镜组或反射凹面镜作散射光的2、外光路收集镜样品架发射透镜使激光聚焦在样品上滤光抑制杂光提高拉曼散射的信噪比偏振偏振旋转器检偏器偏振扰乱器83、色散系统双连单色仪仪器心脏减少杂散光4、接收系统单通道接收多通道接收5、信息处理与显示电子学处理方法直流放大选频光子记数9三、拉曼光谱的特点拉曼散射光谱的明显特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关。b.在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对

4、称地分布在瑞利散射线两侧。c.一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。10四、红外光谱与拉曼光谱的比较红外光谱与拉曼光谱互称为姊妹谱。因此，可以相互补充。①相同点:激光拉曼光谱与红外光谱一样，都能提供分子振动频率的信息，对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。②不同点：a红外光谱的入射光及检测光都是红外光，而拉曼光谱的入射光和散射光大多是可见光。拉曼光谱为散射光谱，而红外光谱是吸收光谱。11b产生机理不同：红外吸收是由于振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的，拉曼散射是由于键上电子云分布产生瞬间变形

5、引起暂时极化，是极化率的改变，产生诱导，当返回基态时发生的散射，散射的同时电子云也恢复原态。c制样技术不同：红外光谱制样复杂，拉曼光谱勿需制样，可直接测试水溶液。③两者间的联系对于具有对称中心的分子来说，具有一互斥规则：与对称中心有对称关系的振动，红外光谱不可见，拉曼可见；与对称中心无对称关系的振动，红外光谱可见，拉曼不可见。12拉曼光谱与红外光谱分析方法比较13五、拉曼光谱分析应用应用有以下几种：在有机化学、高聚物、生物方面的应用。1、有机化学拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段，拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是鉴定化学键、官能

6、团的重要依据。利用偏振特性，拉曼光谱还可以作为顺反式结构判断的依据。2、高聚物拉曼光谱可以提供关于碳链或环的结构信息。在确定异构体（单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等）的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。143、生物拉曼光谱是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光谱很弱、谱图又很简单，故拉曼光谱可以在接近自然状态、活性状态下来研究生物大分子的结构及其变化。拉曼光谱在蛋白质二级结构的研究、DNA和致癌物分子间的作用、视紫红质在光循环中的结构变化、动脉硬化操作中的钙化沉积和红细胞膜的等研究中的应用均有文献报道。1516