E = Eelektronowa + Ewibracyjna + Erotacyjna + Ejądrowa + Etranslacyjna Te rodzaje energii są interesujące dla spektroskopii molekularnej E Wszystkie te energie są skwantowane poziomy wibracyjne poziomy elektronowe

Zwiększanie energii molekuły – oddziaływanie z polem elektromagnetycznym (na przykład oświetlanie) UV poziomy wibracyjne poziomy elektronowe IR

Rozpraszanie Rayleigha UV poziomy wibracyjne poziomy elektronowe IR

Rozpraszanie Ramana E UV IR poziomy wibracyjne poziomy elektronowe IR Biorąc różnicę energii światła padającego i rozproszonego, poznajemy energię drgań molekuł. Pozwala to np. identyfikować substancje.

SPEKTROMETRY RAMANOWSKIE. Każdy spektrometr składa się z następujących zasadniczych elementów: laser; wstępnego układu optycznego, którego zadaniem jest oświetlenie próbki i zebranie promieniowania rozproszonego; monochromatora; detektora; układu rejestrującego.

SPOSOBY OSWITLENIA PRÓBKI.

LASER ARGONOWY. Laser ten emituje promieniowanie ciągłe z zakresu widzialnego i jest przestrajalny w zakresie od 454.5 do 514.5nm. Głównymi liniami emisji lasera jest linia zielona odpowiadająca długości fali 514.5nm i linia niebieska odpowiadająca długości fali 488nm. Ośrodkiem czynnym lasera argonowego jest gazowy argon, w którym zachodzi wyładowanie elektryczne. Elektrony, które powstają w wyniku wyładowania, jonizują atomy, a następnie pompują je do wyższych stanów wzbudzonych. Akcja laserowa zachodzi między poziomami elektronowymi z 4p do 4s.

IR – energia światła wzbudzającego musi pasowac do różnicy poziomów Raman IR Energia światła wzbudzającego nie musi pasowac do poziomów energetycznych IR – energia światła wzbudzającego musi pasowac do różnicy poziomów energetycznych Aby drganie było widoczne w spektroskopii Ramana polaryzowalność musi zmieniać się w trakcie drgania: Aby drganie było widoczne w IR w trakcie drgania musi zmieniać się moment dipolowy: Polaryzowalność – zdolność elektronów do przemieszczaniu się elektronów względem jąder w polu elektrycznym Reguła wzajemnego wykluczenia (dla cząsteczek centrosymetrycznych): Drgania aktywne w Ramanie są nieaktywne w IR i na odwrót

DRGANIA NORMALNE. Ruchy wewnętrzne, drgania własne cząsteczki (oscylacje): 3N-6 st.sw. – cząsteczka nieliniowa 3N-5 st. sw. – cząsteczka liniowa Drgania te są nazywane normalnymi i opisują je współrzędne normalne. Drganie normalne definiuje się jako takie, w czasie którego wszystkie atomy cząsteczki drgają z jednakową częstością i jednocześnie (w jednakowej fazie) przechodzą przez położenie równowagi.

Chcemy wiedzieć więcej czyli identyfikacja rodzajów drgań Cząsteczka nieliniowa posiada 3n-6 drgań normalnych Cząsteczka liniowa posiada 3n-5 drgań normalnych Rodzaje drgań: Rozciągające symetryczne Zginające (nożycowe) Skręcające Wahadłowe Wachlażowe Rozciągające antysymetryczne

Widmo Ramana wody

Cechy światła laserowego Jednokierunkowe Monochromatyczne Spolaryzowane Spójne (koherentne)