Ramanova spektroskopie
Ramanova spektroskopie je spektroskopická metoda analytické chemie patřící mezi metody elektromagnetické spektroskopie.
Laser interaguje se vzorkem
- Většina záření projde.
- Část fotonů se absorbuje.
- 10−4 fotonů se elasticky rozptýlí (Rayleighův rozptyl)
- 10−8 fotonů je neelasticky rozptýleno a interaguje se vzorkem (Stokesovy a antistokesovy linie) - tohoto neelastického rozptylu využívá Ramanova spektroskopie.
Princip
Tato metoda využívá Ramanův jev. Používá se rozptyl laserového paprsku. Laserový paprsek může s elektrony interagovat v zásadě třemi způsoby:
- Nejčastěji laserový paprsek excituje elektron v základním stavu do virtuálního stavu, a při návratu z virtuálního stavu zpět se vyzáří foton se stejnou vlnovou délkou, jakou měl původní foton - tzv. Rayleighův rozptyl, který nenese žádnou analytickou informaci.
- Pokud se elektron po excitaci do virtuálního stavu vrátí do vyšší kvantové hladiny, než z které byl předchozí elektron vyražen, vyzáří se foton s větší vlnovou délkou - tzv. Stokesovy fotony.
- Naopak, pokud se elektron původně nenacházel v základním stavu, ale na vyšší hladině a vrací se na základní hladinu, vyzáří se foton s menší vlnovou délkou – tzv. Anti-Stokesovy fotony.
Posuny frekvencí u Stokesových a Anti-Stokesových fotonů od frekvence použitého laserového zdroje pak nesou analytickou informaci o rozdílech jednotlivých kvantových hladin (nejčastěji vibračních).
Ramanova spektroskopie je do značné míry doplňkovou metodou k infračervené spektroskopii. Je skoro pravidlem, že pásy intenzivní v Ramanových spektrech jsou v infračervených spektrech slabé a naopak, protože:
- Vibrace, u kterých se vibrací mění polarizovatelnost, mají pásy v Ramanových spektrech.
- Vibrace, které mění dipól molekuly, mají pásy v infračervených spektrech.
Využití
Ramanova spektroskopie se ve forenzní chemii uplatňuje při analýze drog a farmaceutik, barev, inkoustů i vláken. Využití našla i například při ověřování pravosti mapy Vinlandu, která měla dokázat, že Vikingové byli v Severní Americe před Kolumbem. Dále se používá v mineralogii při identifikaci minerálů a i v ostatních oborech geologie i chemie (identifikace organických sloučenin).
