220 likes | 394 Views
Inledning i ramanspektrometri. Matti Hotokka Fysikalisk kemi. Vad då för ramanspektrometri ?. Mäter molekylvibrationer precis som FTIR Baserar sig på spridning => Annan syn än i ir Tolkningsprinciperna samma som i ir Annorlunda apparater än i FTIR
E N D
Inledning i ramanspektrometri Matti Hotokka Fysikalisk kemi
Vaddåförramanspektrometri? • Mätermolekylvibrationerprecissom FTIR • Baserarsigpåspridning => Annan synän i ir • Tolkningsprincipernasammasom i ir • Annorlundaapparaterän i FTIR • Specielltfluorescensär ett problem • Specialteknikerfinnsatttillgå
Infraröd vs. Raman • I infrarödspektrometrinabsorberasfotonen • I ramanspektrometrinspridsfotonen • Fotonenfårinteabsorberas • Tre sorters spriding • Rayleigh: fotonensfärgändrasinte • Raman-Stokes: fotonensvåglängdblirstörre • Raman-anti-Stokes: fotonensvåglängdminskar
Ramanspektrometrinsprincip Väckandestrålningensfärgärgodtyckligförutsattatt den inteabsorberas Elektronisktexciterat tillstånd E Fotonensenergi Virtuellttillstånd, fotonenabsorberasinte Resonansraman v=2 Vibrationstillstånden idetelektroniska grundtillståndet v=1 v=0 Raman-Stokes Rayleigh Raman-anti-Stokes
Ramanspektrometrinsprincip Väckandestrålningensfärgärgodtyckligförutsattatt den inteabsorberas Rayleigh Stokes Anti-Stokes Väckandestrålning: 22938 cm-1 eller 436 nm fungerarsomnollpunkt Vibrationsfrekvensen Mätsfrånnoll- punkter Denna del visas
Ramanspektretstolkning • Molekylensvibrationerundersöks • Principernaärdesammasomiinfrarödspektrometrin • Urvalsreglernaärannorlundaän in infrarödspektrometrin • Delvisolikavibrationerobserveras • Om sammavibrationsrörelseger en signal ibådaärintensiteternaändåolikaiinfrarödoch Raman • Sammakorrelationstabellerkaninteanvändas
Ramanspektrum IR 313 cm-1 (T2) 780 cm-1 (T2) Fermi-resonanssi Koltetraklorid ν1 214 cm-1 (E) ν3 Raman 460 cm-1 (A1) ν2 ν4 ν1 + ν3
Urvalsreglerna • Infraröd • Vibrationenändrarmolekylensdipolmoment • T.ex. asymmetriskavibrationer • Vattenabsorberarmycketstakt: useltlösningsmedel • Raman • Vibrationenändrarmolekylenspolariserbarhet • T.ex. symetriskavibrationer • Lättpolariserbaramolekylerspridereffektivt (t.ex. koltetraklorid, molekyler med fenylgrupper) • Vattenspridersvagt: bra lösningsmedeli Raman
Symmetriskavibrationersyns J. H. Odhner et al., Proceedings of SPIE (2010) 7582.
Raman visarlägrevågtal • Kristallgittretsvibrationer • Ammonium perrheate, NH4ReO4
I gamlagodatider Koltetrakloridensspektrum I detövrespektretanvänds Hg-lampans band vid 435,8 nm förväckning, idetnedrenatrums D-band, däravdubbelsignalerna. I mitten Rayleigh-bandet.. N.S. Ham and A. Walsh, SpectrochimicaActa 12(1958) 88-93.
Modern ramanspektrometer Bandspärrfilter (notch filter)
Modern ramanspektrometer Dispersiv Raman • Betydligtkänsligareän FT-Raman • Lägrebrusnivåänimotsvarande FT-ramanspektrum Filter CCD- detektor Raman- signal Raman och Rayleigh -signal Gitter
Spektroskopistensvardag Ramanmikroskopärdagensverktyg
Spektroskopistensvardag Problem: fluorescens • Bytvåglängd • Belyslänge (blekning) • Avlägsnakemisktspårämnen www.k-analys.se
Spektroskopistensvardag Provetbrinner • Byt laser (välj en våglängd, sominteabsorberas) • Användlåglaserintensitetochkortmätningstid • Fokuseralasernframförprovet, inteiprovet • Användroterandeprovhållare • Användmatrissomavlägsnarvärmen J. M. Chalmers and G. Dent, in Industrial analysis with vibrational spectroscopy, Royal Society of Chemistry, 1997.
Specialtekniker Resonansraman • Resonanskanfokuserasi en vissfunktionellgrupp / bindning • Ramanbandenkanförstärkas med en faktorpå 102– 106 • I figuren PEP ihexan. Band från PEP ärmärkta med linjer, frånhexan med kärnor • Användbartförbiokemiskaprovdär man oftahar en multitudavkomponenter Paraetylfenols (PEP) resonansramanspektrum
Specialtekniker SERS Bpepåsilversuspension
Specialtekniker Coherent Anti-Stokes Raman Scattering, CARS