Ramanova spektroskopie

Stránka je zatím ve vývoji, poslední editace 16. 7. 2019

Ramanova spektroskopie je metoda molekulové spektroskopie, využívá interakce elektromagnetického záření se vzorkem ke sledování rotačních a vibračních přechodů v molekulách vzorku. V chemii je využívána ke kvalitativní i kvantitativní analýze.[1]

Trocha historie

Sir CV Raman

Sir CV Raman. Zdroj

V roce 1928 Sir Chandrasekhra Venkata Raman objevil jev, dnes nazývaný jeho jménem. Místo současné instrumentace využíval Slunce jako zdroj světla, teleskop jako optickou soustavu a oči jako detektor. Tento jev teoreticky předpověděl již roku 1923 rakouský fyzik Adolf Smékal. Sir Raman byl roku 1930 nominován na Nobelovu cenu za fyziku – “for his work on the scattering of light and for the discovery of the effect named after him”.[2]

I přes nízkou citlivost této metody, byly pořízeny brzy po jejím objevu první sady molekulových spekter. Rozvoj Ramanovy spektroskopie začal s objevem LASERu a jeho využitím jako excitačního zdroje v roce 1962.

Ramanův rozptyl

Při interakci fotonů s molekulami může dojít k pružnému nebo nepružnému rozptylu. Pružný rozptyl označujeme jako Rayileighův rozptyl, během tohoto děje nedochází k výměně energie mezi fotonem a molekulou. Nepružný rozptyl, označovaný jako Ramanův rozptyl, probíhá s podstatně menší pravděpodobností (asi 10-7×) než pružný a dochází během něj k výměně energie mezi fotonem a molekulou.

Polarizovatelnost

Polarizovatelnost popisuje deformovatelnost elektronové hustoty v okolí molekuly působením elektromagnetického záření, nebo přesněji elektrického pole generovaného fotonem.

Polarizace je ovlivněna několika faktory:

  • Čím více elektronů má atom, tím slaběji je k sobě váže a tím je polarizovatelnost vyšší.
  • Čím je elektron dále od kladného jádra, tím je pohyblivější a zvyšuje polarizovatelnost atomu.
  • Orientací molekuly vůči vnějšímu elektrickému poli.

Spektrometry

Instrumentace je podobná spektrometrům pro infračervenou spektroskopii. Podle uspořádání optické soustavy rozlišujeme disperzní spektrometry a spektrometry s Fourierovou transformací. Základními prvky jsou laser, optická soustava a detektor. Laserem se excituje vzorek, rozptýlené záření se optickou soustavou zavede k detektoru, který pošle získané informace do PC.

Vznik Ramanova spektra

Ke stažení

Prezentace ke stažení.

Literatura

  1. FERRARO, John R., Kazuo NAKAMOTO a Chris W. BROWN. Introductory Raman spectroscopy. 2nd ed. Boston: Academic Press, c2003. ISBN 0-12-254105-7.
  2. The Nobel Prize in Physics 1930

Další kapitoly