Spektroskopia Ramana dr Monika Kalinowska

Sir Chandrasekhara Venkata Raman ( ), profesor Uniwersytetu w Kalkucie, uzyskał nagrodę Nobla w 1930 roku za prace nad rozpraszaniem światła i odkrycie zjawiska, które nazwane zostało jego nazwiskiem. Spektroskopia ramanowska (podobnie jak spektroskopia absorpcyjna w podczerwieni) należy do technik badania widm oscylacyjnych materiałów. Może być stosowana zarówno do gazów, cieczy, jak i ciał stałych. W większości spektrometrów ramanowskich jako źródła wzbudzenia używa się laserów. Technika ta jest komplementarna do spektroskopii w podczerwieni.

Rodzaje pasm obserwowanych w widmie Ramana Pasma Rayleigha - powstające na skutek oddziaływania fotonów padającego promieniowania o częstości ν 0, nie pasujących do poziomów energetycznych cząsteczki. Gdy molekuła po oddziaływaniu z promieniowaniem powraca na ten sam poziom energetyczny, to zjawisko to sprowadza się do klasycznego rozproszenia Rayleigha. Pasma stokesowskie - gdy cząsteczka po oddziaływaniu z promieniowaniem przenosi się na wyższy poziom oscylacyjny i rozproszony foton ma energię mniejszą o różnicę energii poziomów oscylacyjnych hν. Pasma antystokesowskie - jeśli przed oddziaływaniem z promieniowaniem molekuła znajdowała się na wzbudzonym poziomie oscylacyjnym, to oddziaływanie przenosi ją na podstawowy (zerowy) poziom oscylacyjny. Energia rozproszonego fotonu jest większa o różnicę energii poziomów oscylacyjnych hν. Pasmo antystokesowskie pojawia się w widmie Ramana po przeciwnej stronie co pasmo stokesowskie w stosunku do pasma Rayleigha. Pasmo to ma zwykle niższą intensywność niż pasma stokesowskie.

Rozpraszanie ramanowskie

Całkowite widmo ramanowskie składa się z: - maksimum rozpraszania Rayleigha (duże natężenie, długość fali taka sama jak długość fali wzbudzającej), - szeregu maksimum stokesowskich (niższe częstotliwości, większe długości fali), - szeregu maksimów antystokesowskich (wyższe częstotliwości, mniejsze długości fali).

Reguły wyboru - różnice Polaryzowalność to zdolność przemieszczania się elektronów względem jąder w polu elektrycznym. Polaryzowalność jest tym większa im słabiej związane są elektrony walencyjne ze szkieletem zrębów atomowych, im bardziej ruchliwe są elektrony w molekule.

Kryterium spektroskopowe jonowości wiązania, które mówi, że jeżeli rośnie intensywność pasma w podczerwieni, a widmie Ramana maleje, to oznacza to, że odpowiednie wiązanie w molekule staje się bardziej spolaryzowane. I na odwrót, jeżeli rośnie intensywność pasma ramanowskiego, a maleje intensywność pasma w IR, to ma to oznaczać wzrost kowalencyjności odpowiedniego wiązania

Oscylacje CO 2

Widmo IR i Ramana CO

oscylacyjnych

Zastosowanie widma Ramana