Transcript Spektroskopia_Ramana

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)
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
Zwiększanie energii molekuły – oddziaływanie z polem
elektromagnetycznym (na przykład oświetlanie)
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
Zwiększanie energii molekuły – oddziaływanie z polem
elektromagnetycznym (na przykład oświetlanie)
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
IR
Zwiększanie energii molekuły – oddziaływanie z polem
elektromagnetycznym (na przykład oświetlanie)
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
Rozpraszanie Rayleigha
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
Rozpraszanie Ramana
E
UV
poziomy wibracyjne
IR
poziomy elektronowe
Biorąc różnicę energii światła padającego i rozproszonego,
poznajemy energię drgań molekuł. Pozwala to np.
identyfikować substancje.
Schemat spektrometru Ramana
1600
-1
3270 cm
-1
3416 cm
Intensywność [cts/s]
1200
800
400
-1
1642 cm
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
-1
Liczba falowa [cm ]
Widmo Ramana wody
3500
4000
Raman
IR
Energia światła wzbudzającego nie
musi pasowac do poziomów
energetycznych
Aby
drganie
było
widoczne
w
spektroskopii Ramana polaryzowlaność
musi zmieniać się w trakcie drgania:
IR – energia światła wzbudzającego
musi pasowac do różnicy poziomów
energetycznych
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 wzajmenego wykluczenia
(dla cząsteczek centrosymetrcznych):
Drgania aktywne w Ramanie
są nieaktywne w IR i na odwrót
1600
-1
3270 cm
-1
3416 cm
Intensywność [cts/s]
1200
Chcemy wiedzieć więcej
czyli
Identyfikacja rodzajów drgań
800
Cząsteczka nieliniowa posiada 3n-6 drgań normalnych
400
-1
1642 cm
Cząsteczka liniowa posiada 3n-5 drgań normalnych
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
-1
Liczba falowa [cm ]
Rodzaje drgań
Rozciągające symetryczne
Rozciągające asymetryczne
Nożycowe (zginające)
Skręcające
Wahadłowe
Wachlarzowe
Zasada działania lasera
Laser – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation –
wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania
Zasada działania lasera
Laser – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation –
wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania
Cechy światła laserowego
• Jednokierunkowe
• Monochromatyczne
• Spolaryzowane
• Spójne (koherentne)
Metody obliczeniowe
Mechanika
molekularna
Ab
initio
Dynamika
molekularna
Metody
DFT