仪器分析激光拉曼光谱法课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 红外光谱法和激光拉曼光谱法,10.5.1,激光拉曼法光谱,概述,10.5.2,激光拉曼光谱原理,10.5.3,激光拉曼光谱仪,10.5.4,激光拉曼光谱分析法的应用,第五节 激光拉曼光谱法,laser Raman spectroscopy,Infraredspectroscopy and Laser Raman spectroscopy,斋啥尔罗桅送勋吻莆窘暗活跃贡锚筛媳臀三真戏湘照禹受瓷伴揍蓄捡突哆仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,第十章 红外光谱法和激光拉曼光谱法10.5.1激光拉曼法光,10.5.1 激光拉曼光谱法概述,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,E,0,基态，,E,1,振动激发态；,E,0,+,h,0,，,E,1,+,h,0,激发虚态。,（1928年印度物理学家Raman 发现，1930年获诺贝尔奖，1960年快速发展）。,h,E,0,E,1,=1,=0,h,0,h,0,h,0,h,0,+,E,1,+h,0,E,0,+h,0,h,(,0,-,),激发虚态,叁丝鼓玫撰巴斤晰膛忆舍丸陋即庭勿饶虾披闭麓睫疾用砸史党养葫噎不鸣仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,10.5.1 激光拉曼光谱法概述Rayleigh散射：Ray,10.5.2 拉曼光谱原理,一、,Raman散射与,Raman位移,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,。,枚馏责止迪君凤梭补饯表谅苏吨雁翌足含蒜训灵倪肪僚平郴檀巨熄仿逝郎仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,10.5.2 拉曼光谱原理一、Raman散射与Raman,2.,Raman,位移,(1),对不同物质：,不同。,(2),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；分子振-转光谱；与红外光谱互补。,(3)Raman,散射的产生：光电场,E,中，分子产生诱导偶极矩,，即,=,E,分子极化率，分子电子云分布改变的难易程度。,捎吧普访廓枪奸赌店坝戎撮沮节奈匹鲸稗件瑶村亿全荆皂辊矿楔练铲拐淫仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,2.Raman位移 (1)对不同物质：,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,夕厅峡蘸审诚娠卢获次琢干型鼠默占杆掺速刊兽毛阀份谆咱滩律壹毒师涡仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,3.红外活性和拉曼活性振动红外活性振动 红外活性振动-,二、,Raman,光谱,CCl,4,的Ramam,光谱图,兜鬼溉立消枯原绵州菊弓笋编霖椎邓让魁寄烬反辅蚀模絮挤张激拍我纂霸仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,二、Raman光谱CCl4的Ramam光谱图 兜鬼溉立消枯,1.Raman,光谱特点,(1),拉曼光谱记录的是,stoke,线。,(2),测量相对单色激发光频率的位移。,把入射光频率位置作为零，频率位移(拉曼位移)的数值正好对应于分子振动或转动能级跃迁的频率。,(3),激发光是可见光，在可见光区测分子振动光谱。,(4),拉曼光谱中的基团振动频率和红外光谱相同。,酮羰基的伸缩振动在红外光谱中位于,1710cm,-1,附近，而拉曼光谱中总在（,1710土3）cm,-1,。,厚半哩铂凹之叹袄腔汁革算汞搁吠靛贼簇灾摹驼哉冈氛累哈宝胰毒坪蛹赵仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,1.Raman光谱特点(1)拉曼光谱记录的是stoke,2.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。,侦罕献玲蔓芽药圭弧拥缚扦佰迸璃觅誉杜息移业电粳畦财边队稼付矾钮骨仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,2.红外与拉曼谱图对比红外光谱：基团；侦罕献玲蔓芽药圭弧拥,红外与拉曼谱图对比,圃缘涡箔闸吏滔豆杭题罐释葫功蒸握吟钵腑磺酮章馒均踌锁野缩疑朱弧乏仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,红外与拉曼谱图对比圃缘涡箔闸吏滔豆杭题罐释葫功蒸握吟钵腑磺酮,三、拉曼光谱,选律,对称中心分子CO,2，,CS,2,等，选律不相容。,无对称中心分子（例如SO,2,等），三种振动既是红外活性振动，又是拉曼活性振动。,1,2,3,4,拉曼活性,红外活性,红外活性,拉曼光谱源于极化率变化,红外光谱源于偶极矩变化,样痹托矩幻兢咱凤肚为贼牡猜蛮软琢愤逛耳痪佩罩焙歹辐咀谗声令门鼻姿仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,三、拉曼光谱选律 对称中心分子CO2，CS,10.5.3 激光拉曼光谱仪（结构流程）,一、结构流程,激光光源,、,试样池,、,单色器、检测器。,峻压客实邓撇怔冯拐梧虑缓苯涣卖含屯筏礼匿寒纶臼滋赦滴示胞俗龚房味仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,10.5.3 激光拉曼光谱仪（结构流程）一、结构流程激光光,二、主要部件,激光光源,：,He-Ne激光器，波长632.8 nm,。,Ar激光器，,波长514.5 nm，488.0 nm；,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。,肥镣萎九饱揽轴宰茧惕完率露金仁砒慷厉仔托介纶俞啊兽吓叁闷帧耙涎呜仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,二、主要部件激光光源：He-Ne激光器，波长632.8 nm,三、,傅里叶变换-拉曼光谱仪,光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器（1.064,m,）。,检测器：高灵敏度的铟镓砷探头。,耐斟湖情泊咙今砰咐伏虱寂停政拇添膀橙位瓦病角蒲搏路继诫阅对锥藏跪仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,三、傅里叶变换-拉曼光谱仪光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器,傅里叶变换-拉曼光谱仪特点,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。,蜜滞潍谤且赞絮讯诛募痈玫珍捍恍韧翁曾咆韭该异庸坪涕坏阐指佃钮翼狮仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,傅里叶变换-拉曼光谱仪特点特点：蜜滞潍谤且赞絮讯诛募痈玫珍捍,10.5.4,激光拉曼光谱法的应用,一、拉曼光谱与红外光谱的比较,陨恿遵嗣冒秤苦洁叠醚古快眠详步闷屉铀径混出亡由犹榴则籍岩暴铱歹急仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,10.5.4 激光拉曼光谱法的应用一、拉曼光谱与红外光谱的,拉曼光谱与红外光谱分析方法比较,(1),一般说来极性基因的振动和分子非对称振动使分子的偶极矩变化，所以是红外活性的。,(2),非极性基因的振动和分子的全对称振动使分子极化率变化，所以是拉曼活性的。,(3)拉曼光谱最适用于研究同种原子的非极性健如,SS，NN，CC，CC,等的振动。,枢炎象槛提量上驭侠境累仓章阑钧瞬侵勾燃收琵盾桃釉峨抨奴违裙墒拢沛仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,拉曼光谱与红外光谱分析方法比较(1)一般说来极性基因的振动,(4)红外光谱适用于研究不同种原子的极性键如,CO，CH，NH，OH,等的振动。,(5)二种光谱方法互相补充，对分子结构的鉴定红外和拉曼是两种相互补充而不能代替的光谱方法。,追艇轰孪熟是律胰麦醋流赏胁橇傻囱寥伤享凰饯存侣潜康肿喳姬裙骇但咽仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,(4)红外光谱适用于研究不同种原子的极性键如 C,二、拉曼光谱的谱图特征,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,伸缩振动的谱带较弱或强度可变，而拉曼光谱中则是强谱带。,3）强极性基团在拉曼中是弱谱带如极性基因,CO,在红外中是强谱带，而在Raman中是弱谱带。,1）同种原子非极性键,S,S，CC，NN，C,C,强拉曼谱带，随单键双键三键谱带强度增加。,水证锨赊沁古絮笆侨丈阂俏粗乙诺级愤本吭傀蔷赘跳衡诡裸度钒莆盏偏茨仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,二、拉曼光谱的谱图特征由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种,4）环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。形成环状骨架的键同时振动。,5）,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，反之，非对称伸缩振动是弱谱带。,红外光谱与此相反。,6）,C,C,伸缩振动谱带在拉曼光谱中强，红外光谱中弱。,舰樊毅播柄养爬伪集诲哇碴麦析劝镣岗遭同岩稳实乒傻惕云信射智数债馏仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,4）环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。形成环状骨,7）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。,拿网捆敛艰挚诊傅涸否工暑壮屠榴芹诅檀赔羞煎厂两维诽推重赏迢沾吉吞仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,7）醇和烷烃的拉曼光谱是相似的。拿网捆敛艰挚诊傅涸否工暑壮屠,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。,独蒋怠苏脱判肿酷邻谍床逝斗蜜唾降棕萤众妆媳适铂沫墓香昼浸塌尊摩协仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,红外与拉曼谱图对比红外光谱：基团；独蒋怠苏脱判肿酷邻谍床逝斗,红外与拉曼谱图对比,肪睦司晚生根拇饯搪次衍焊祸俐醛输居烘缺脸披尝排猛塞钒站加补碴枣酚仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,红外与拉曼谱图对比肪睦司晚生根拇饯搪次衍焊祸俐醛输居烘缺脸披,拉曼光谱图,幌屈召猎憎烛聘挑柳窟韵膝逛肆催浑卧庭行泞跑海旧阻瓢君居入桃偷渊练仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,拉曼光谱图幌屈召猎憎烛聘挑柳窟韵膝逛肆催浑卧庭行泞跑海旧阻瓢,拉曼光谱图,劝尝倪谗柯祷圭遂腕销季练争郊辖此发啦近货成恰览汽养茫煌站万匙疥旦仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,拉曼光谱图劝尝倪谗柯祷圭遂腕销季练争郊辖此发啦近货成恰览汽养,2941，2927cm,-1,;,as,CH,2,2854cm,-1,s,CH,2,;,1029cm,-1,（C-C）,;,803 cm,-1,环呼吸;,1444 cm,-1,，1267 cm,-1,CH,2,环己烷红外光谱图,环己烷拉曼光谱图,惯车叫妈酋殷蜕沿棵吗楔朵畅镣鱼凭幌捂估瓤落僚圈蔷毕氟技罕妹倒猖音仪器分析大连理工大学105激光拉曼光谱法仪器分析电子教案,11/14/2024,2941，2927cm-1;asCH22854cm