拉曼光譜儀分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng),，對與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng),、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法,。
分子能級與分子光譜
分子運(yùn)動(dòng)包括整體的平動(dòng),、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)及電子的運(yùn)動(dòng),。分子總能量可近似為這些運(yùn)動(dòng)的能量之和,，分別是分子的平動(dòng)能、振動(dòng)能,、轉(zhuǎn)動(dòng)能和電子運(yùn)動(dòng)能,。除平動(dòng)能外，其余三項(xiàng)都是量子化的,，統(tǒng)稱分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)能,。
分子光譜產(chǎn)生于分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。分子有不同的電子能級,，每個(gè)電子能級又有不同的振動(dòng)能級,。而每個(gè)振動(dòng)能級又有不同的轉(zhuǎn)動(dòng)能級。
一定波長的電磁波作用于分子,，引起分子相應(yīng)能級的躍遷,，產(chǎn)生分子吸收光譜。引起分子電子能級躍遷的光譜稱電子吸收光譜,，其波長位于紫外-可見光區(qū),，故稱紫外-可見光譜,。
電子能級躍遷伴有振動(dòng)能級和轉(zhuǎn)動(dòng)能級的躍遷，引起分子振動(dòng)能級躍遷的光譜稱振動(dòng)光譜,，振動(dòng)能級躍遷的同時(shí)伴有轉(zhuǎn)動(dòng)能級的躍遷,。
紅外吸收和拉曼散射光譜是分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。用遠(yuǎn)紅外光波照射分子時(shí),，只會引起分子中轉(zhuǎn)動(dòng)能級的躍遷,，得到純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。近紅外區(qū)伴隨的是X-H或多鍵振動(dòng)的倍頻和合頻,。
拉曼散射
拉曼散射是分子對光子的一種非彈性散射效應(yīng),。當(dāng)用一定頻率的激發(fā)光照射分子時(shí)，一部分散射光的頻率和入射光的頻率相等,。這種散射是分子對光子的一種彈性散射,。
只有分子和光子間的碰撞為彈性碰撞，沒有能量交換時(shí),，才會出現(xiàn)這種散射,。該散射稱為瑞利散射。還有一部分散射光的頻率和激發(fā)光的頻率不等,，這種散射成為拉曼散射,。
Raman散射的幾率極小，Raman散射也僅占整個(gè)散射光的千分之幾,，而弱的甚至小于萬分之一,。
處于振動(dòng)基態(tài)的分子在光子的作用下，激發(fā)到較高的,、不穩(wěn)定的能態(tài)(稱為虛態(tài)),，當(dāng)分子離開不穩(wěn)定的能態(tài)，回到較低能量的振動(dòng)激發(fā)態(tài)時(shí),，散射光的能量等于激發(fā)光的能量減去兩振動(dòng)能級的能量差,。
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