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拉曼光谱为什么不会改变固有偶极矩,而是引起诱导偶极的变化? 第1页

  

user avatar   hua-kai-jian-fo-59 网友的相关建议: 
      

这里附上我之前的回答:

偶极矩没有那么复杂,其实就是正负电荷的分离而已,如下图 ,两带同样电量q的正负电荷相距离r,他们两组成的电偶极矩就是q*r,当然因为r是矢量,所以偶极矩也是有方向性的,其方向就是由正电荷指向负电荷。在物理里,除了电偶极矩,还有磁偶极矩。在化学里,这两样东西都有出现,电偶极矩已经说了,主要是在红外的描述中出现,磁偶极矩主要在核磁共振的描述中出现。

红外和分子的永久偶极矩没有直接联系,但是红外和分子的正则模式(即振动模式,normal modes)有直接联系,像二氧化碳,二氧化碳的对称振动不会造成偶极矩的变化,偶极矩变化为零,所以二氧化碳对称振动红外观测不到,但是它的对称振动会造成极化率的变化,所以拉曼能看到,这个我在之前的答案里已经说了,仔细读几遍就懂了。

所以红外当然能测偶极矩为零的分子,偶极矩为零的分子有好多种正则模式,就像刚刚提到的二氧化碳,CO2的不对称振动就是红外能观测到的,所以你的提问是不准确的。

拉曼强度和拉曼位移是两个东西,拉曼它本质上就和红外不同,红外是吸收,拉曼是散射,散射强度有自己的一套计算公式。我有课件,懒得逐字翻译了,就挑重点说说好了,图在下边,感兴趣可以自己看看。

拉曼光谱的强度和激发光的频率有关系:而斯托克斯散射光(Stokes)强度远高于反斯托克斯(anti-Stokes)强度。

拉曼光谱的量子力学公式描述,分子的哈米提顿由电子能级和振动能级构成,还要加上分子和外电磁场作用下的势。含时薛定谔方程一般用微扰理论来解,其解给出拉曼光谱的强度,除了和激发光的频率有关系,还和诱导偶极矩有关(即入射电磁场造成的分子内电荷振荡)。

拉曼光谱比较有用的地方就是它可以检测比较低频的振动模式,这是红外办不到的,做无机化学均相催化剂的朋友肯定知道,你合成出一个金属有机配合物,金属与配体之间的配位键用红外是检测不出来的,因为这种振动频率一般都是低于400 cm-1, 比如说Zn-Cl的振动频率基本在200~300个波数之间,但是像这种,拉曼就可以看到,所以拉曼和红外是相辅相成的表征手段。




  

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