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3、拉曼散射基本原理
E1为分子的基态； E2为除基态以外的某一能级
（如某一振动态）
光子
E3和E3'为该分子的受激虚 态之能级。
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（1）处于基态E1的分子受入射 光子h0的激发，跃迁到受激虚 态E3，而后又回到基态E1。或 者E2的分子激发到E3'，很快又 回到E2，这两种情况下，能量 都没有改变，这种弹性碰撞称 光子 之为瑞利散射，散射光的波数 等于入射光的波数。
拉曼光谱 散射光谱 频谱范围10－4500cm－1 水可以作溶剂 样品可盛于玻璃瓶、毛细管 等容器直接测定 固体样品直接测定 可检测不具有偶极距的分子 激发波长是可见光区任一激 发源，色散简单
红外光谱 吸收光谱 频谱范围200－4000cm－1 水不可以作溶剂 不能用玻璃容器测定
固体样品要制成KBr压片 无偶极距的分子无红外吸收 辐射源和吸收需要专门装置
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。
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2941，2927cm-1 ASCH2 2854cm-1 SCH2 1444，1267 cm-1 CH2
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1029cm-1 （C-C） 803 cm-1环
1871年科学家Rayleigh发现了这种现象，因此称之为 瑞利散射。
该种散射为弹性碰撞，光的频率不变。 波长较短的光，其瑞利散射强一些。 (日光中蓝光的 瑞利散射是红光强度的10倍)。
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2、拉曼散射
当单色光照射在样品上，发生瑞利散射的同 时，总发现有1％左右的散射光频率与入射光 不同。把频率与入射光频率不等的这部分效 应命名为拉曼效应（喇曼效应）。
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由于存在红外非活性的问题，因 此人们又继续研究探索，在1928年 的时候，由印度科学家V. C. Raman发现了拉曼效应，并获得 1930年度Nobel物理奖。
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20年代，拉曼光谱曾经是研究分子的重要手段； 40年代后期，随着实验内容的不断深入，拉曼迅速发展， 拉曼光谱的应用研究地位一落千丈； 1960年，激光问世，拉曼光谱具有新型光源，散射 强度显著提高，再次得到广泛应用。 拉曼散射与红外吸收相互补充，二者结合，成为 材料结构研究的重要手段。
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斯托克斯散射和反斯托克斯散散统称为拉曼散 射。由于通常情况下，处于基态的分子数占大多 数，而处于激发态的分子数很少，因此反斯托克 斯散射的强度比斯托克素散射强度弱很多。因此 在拉曼光谱测定上习惯采用斯托克斯散射。
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Raman位移
拉曼位移： ν′(频率之差） 对不同物质：ν′不同； 对同一物质：对应的斯托克斯和反斯托克 斯线的ν′相等；ν′与入射光频率无关，是表征分 子振-转能级的特征物理量进行定性与结构分析 的依据。
3060cm-1r-H) 1600,1587cm-1 c=c)苯环 1039, 1022cm-1单取代
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1000 cm-1环呼吸 787 cm-1环变形
四、 红外与拉曼谱图对比
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红外与拉曼谱图对比
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Nylon hydrophile
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般较弱或强度可变，而在拉曼光谱中则是强谱带。 3）环状化合物的对称伸缩振动常常是最强的拉曼谱带。
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4）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，反这类键的对称伸缩振动是弱谱带。 红外光谱与此相反。
5）C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。 6）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
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三、拉曼光谱的应用
applications of Raman spectroscopy
由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息： 1）同种分子的非极性键S-S，C=C，N=N，CC产生强拉曼
谱带， 随单键双键三键谱带强度增加。 2）红外光谱中，由C N，C=S，S-H伸缩振动产生的谱带一
第五部分 激光拉曼光谱分析
laser Raman spectroscopy
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主要内容
一、拉曼的诞生与发展 二、拉曼光谱基本原理 三、拉曼光谱的应用 四、激光拉曼光谱仪 五、红外与拉曼比较
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一、拉曼的诞生与发展
1800年，英国科学家W. Herschel 在测色温 时(即波长越长，所具有的温度越高)，发现了红外 光，Infra－Red。
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近年来发展的拉曼新技术： • 傅立叶变换拉曼光谱仪 • 表面增强拉曼散射 • 超拉曼 • 共振拉曼 • 时间分辨拉曼
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二、拉曼光谱的基本原理
1、瑞利散射 一个频率为的单色光（一般为可见光），当不被物体
吸收时，大部分将保持原来的方向穿过物体，但大约有 1/105——1/103的光被散射到各个方向。并且在与入射 光垂直的方向，可以看到这种散射光。
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（2）处于基态E1的分子受激发， 跃迁到受激虚态E3，而后又回到 基态E2（而非E1）。分子的能 量增加了E2－E1＝hν'，而散射 光的能量减少了hν' 。
散射波的波数等于ν0-ν' 这种非弹性碰撞称之为斯托克 斯散射（Stokes）。
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（3）处于E2的分子受激发，跃 迁到受激虚态E3'，而后又回到 E1。分子的能量减少了E2－E1 ＝hν'，则散射光的能量增加了 hν' 。 散射波的波数等于ν0＋ν' 这种 非弹性碰撞称之为反斯托克斯 散射（Anti－Stokes）。