Ramanova spektroskopie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Ramanova spektroskopie je spektroskopická metoda analytické chemie patřící mezi metody elektromagnetické spektroskopie.

Laser interaguje se vzorkem

  1. Většina záření projde.
  2. Část fotonů se absorbuje.
  3. 10−4 fotonů se elasticky rozptýlí (Rayleighův rozptyl)
  4. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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).

Reference

Zdroje

Seriál o detektivní chemii v brožuře KSICHTu