Спектры комбинационного рассеяния

Спектры комбинационного рассеяния

• Рамановский спектр Взаимодействие между электромагнитным излучением и веществом не обязательно проявляется при поглощении квантов энергии и переходе молекул на новые уровни энергии квантования. Другие эффекты наблюдаются, когда частота облучаемого электромагнитного излучения значительно отличается от частоты электронных переходов в спектре конкретного материала.

• упрощение Сложное рассеяние света называется литературным онлайн-эффектом. Энергетическая схема этого взаимодействия показана на рисунке. 7.1. Когда электромагнитное излучение взаимодействует с веществом, молекула поляризуется и деформируется в электромагнитном поле.

Молекулярные электроны движутся в одном направлении, а положительно заряженные ядра движутся в другом направлении. Людмила Фирмаль

Молекулы набирают энергию, но это не значит, что они находятся в каком-либо возбужденном состоянии в квантовом смысле этого слова. Этот процесс 7.1 на рисунке обозначен J и / ‘. Процесс J относится к взаимодействию молекул, расположенных на основном уровне вибрации Vo, с электромагнитным излучением, а процесс Γ относится к взаимодействию молекул, расположенных на уровне возбуждения V.

Индуцированные таким образом диполи колеблются, и молекула возвращается из поляризованного состояния в нормальное состояние. Этот процесс соответствует переходу 2 (рис. 7.1, а) или 2 ‘(рис. 7.1, б). Когда молекула возвращается к тому же уровню вибрации, что и раньше (Процесс Ко или Процесс 2 ‘V1), излучается электромагнитное излучение с частотой v, соответствующей частоте падающего излучения.

Процесс 2 и 2 / характеризуют классическое релейное рассеяние. При комбинационном рассеянии поляризованные молекулы возвращаются на другие энергетические уровни, а не в исходное состояние. Энергия дипольных колебаний в этом случае отличается от E. Когда молекула изначально находится на уровне Vo и возвращается на уровень Vi (рис. 7.1, а, процесс <?), Ясно, что энергия колебаний Es уменьшается на ту же величину на E.

• Насколько энергия Vi уровня возбуждения отличается от энергии Vo основного уровня (Ev0): Ev \ -E vo = = £ -Es (7.1) (7.2) vs = v £ -vv. (7.3) Рамановская частота vs меньше частоты возбуждающего излучения. Эта пара частот (или линия в спектре) называется стоксовым или красным спутником. S) Рис. 7 Диаграмма энергии передачи 1 спектра комбинационного рассеяния Vo. Vt и V2 — уровни энергии вибрации. £ — энергия падающего света hv. g- частота или hv v = hv £ -hvs

На рисунке 7.1, б показана схема взаимодействия молекул, расположенных на уровне вибрации возбуждения V1, с электромагнитным излучением после того, как вибрация возвращается к уровню земли Vq (процесс 3 ‘). Используя аналогичные рассуждения, мы можем установить это A E = Es-E v’s = vt-vv. (7.4)

В этом случае рамановская линия находится в области более высоких частот, чем падающее излучение. Людмила Фирмаль

Это антистоксова частота (линия), фиолетовый спутник. Поскольку разность частот между уравнениями (7.3) и (7.4) имеет одинаковое абсолютное значение и разные знаки, линия комбинационного рассеяния перемещается влево и вправо на одинаковом расстоянии от линии падающего излучения. На рисунке показано взаимное расположение линий спектра комбинационного рассеяния. 7.2.

Очень важной особенностью спектра комбинационного рассеяния является независимость разности от частоты Vfit vi / возбуждающего излучения. При комнатной температуре большинство молекул находятся на основном уровне без возбуждения, поэтому процессы / и 3 ​​(см. Рис. 7.1, а) более вероятны, чем V и 3 ‘(см. Рис. 7.1, б). , Это делает комбинационное рассеянное излучение на частоте v £ -vv (стокса) сильнее линии на частоте v £ -jvu (антистокса).

С ростом температуры число возбужденных молекул увеличивается, а интенсивность антистоксовой линии увеличивается. Интенсивность рамановской линии также пропорциональна интенсивности падающего света. Эффекты комбинационного рассеяния вызваны не только колебательными переходами, но также вращением и электронами, но для аналитических целей обычно используются колебательные переходы.

Смотрите также:

Решение задач по аналитической химии

Практическое применение рентгеноспектрального метода	Схема установки
Общая характеристика рентгеноспектрального метода	Качественный анализ по спектрам КР