Spectroscopy Là Gì – Nghĩa Của Từ Spectroscopy

Quang phổ Raman là một kỹ thuật quang phổ phân tử, sử dụng sự tương tác của ánh sáng với vật chất để hiểu rõ hơn về cấu tạo hoặc đặc tính của vật liệu, như FTIR. Thông tin được cung cấp bởi quang phổ Raman là kết quả của quá trình tán xạ ánh sáng, trong khi quang phổ hồng ngoại phụ thuộc vào sự hấp thụ ánh sáng. Quang phổ Raman mang lại thông tin về các rung động trong và giữa các phân tử và có thể cung cấp thêm sự hiểu biết về một phản ứng. Cả quang phổ Raman và FTIR đều cung cấp một đặc tính phổ của các rung động cụ thể của một phân tử (“dấu vân tay phân tử”) và có giá trị để xác định một chất. Quang phổ cấu trúc mạng tinh thể và xương sống phân tử.

Đang xem: Spectroscopy là gì, nghĩa của từ spectroscopy

Quang phổ nội tuyến Raman được sử dụng để theo dõi các quá trình kết tinh và tiết lộ các cơ chế phản ứng và động học. Kết hợp với các công cụ phân tích, dữ liệu này cho phép hiểu và tối ưu hóa phản ứng.

Khi ánh sáng tương tác với các phân tử trong chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn, phần lớn các photon bị phân tán hoặc tán xạ ở cùng năng lượng với các photon tới. Điều này được mô tả là tán xạ đàn hồi, hoặc tán xạ Rayleigh. Một số lượng nhỏ các photon này, xấp xỉ 1 photon trong 10 triệu sẽ tán xạ ở tần số khác với photon tới. Quá trình này được gọi là tán xạ không đàn hồi, hoặc hiệu ứng quang phổ Raman, được đặt theo tên của Ngài C.V. Raman, người đã phát hiện ra quang phổ này và đã được trao giải thưởng Nobel Vật lý năm 1930 cho công trình của mình. Kể từ đó, quang phổ Raman đã được sử dụng cho một loạt các ứng dụng từ chẩn đoán y khoa đến khoa học vật liệu và phân tích phản ứng. Quang phổ Raman cho phép người dùng ghi nhận những rung động đặc trưng của một phân tử, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách kết hợp nó, cũng như cách quang phổ tương tác với các phân tử khác xung quanh nó.

Quá trình tán xạ Raman được mô tả bởi cơ học lượng tử, là khi các photon tương tác với một phân tử, phân tử này có thể được chuyển sang trạng thái ảo ở mức năng lượng cao hơn. Từ trạng thái năng lượng cao hơn này, có thể có một vài kết quả khác nhau. Một kết quả như vậy là phân tử tự do đến mức năng lượng rung động khác với trạng thái ban đầu tạo ra một photon có năng lượng khác nhau. Sự khác biệt giữa năng lượng của photon tới và năng lượng của photon tán xạ được gọi là sự khuếch tán Raman.

Xem thêm:

Khi sự thay đổi năng lượng của photon tán xạ nhỏ hơn photon tới, sự tán xạ được gọi là tán xạ Stokes. Một số phân tử có thể bắt đầu ở trạng thái kích thích rung động và khi chúng được chuyển sang trạng thái ảo năng lượng cao hơn, chúng có thể tự do đến trạng thái năng lượng cuối cùng thấp hơn trạng thái kích thích ban đầu. Sự tán xạ này được gọi là chống Stokes.

Quang phổ FTIR thiên về sự thay đổi trong các khoảnh khắc lưỡng cực, quang phổ Raman phân tích những thay đổi trong tính phân cực của liên kết phân tử. Sự tương tác của ánh sáng với một phân tử có thể gây ra sự biến dạng của chùm electron. Biến dạng này được gọi là một sự thay đổi trong tính phân cực. Liên kết phân tử có sự chuyển đổi năng lượng cụ thể trong đó xảy ra sự thay đổi độ phân cực, tạo ra các chế độ hoạt động của quang phổ Raman. Ví dụ, các phân tử có chứa liên kết giữa các nguyên tử đồng nhân như C-C, S-S và liên kết N-N trải qua sự thay đổi độ phân cực khi các photon tương tác với chúng. Đây là những ví dụ về các liên kết tạo ra các dải quang phổ hoạt động Raman, nhưng sẽ không được nhìn thấy hoặc khó thấy trong FTIR.

Xem thêm: Sử Dụng Vagrant Là Gì ? Làm Thế Nào Để Ứng Dụng Vagrant Familug: Vagrant

Do quang phổ Raman là một hiệu ứng yếu vốn có, các thành phần quang học của Máy quang phổ Raman phải được kết hợp và tối ưu hóa tốt. Ngoài ra, vì các phân tử hữu cơ có xu hướng phát huỳnh quang lớn hơn khi sử dụng bức xạ bước sóng ngắn hơn, các nguồn kích thích đơn sắc bước sóng dài hơn, chẳng hạn như điốt laser trạng thái rắn tạo ra ánh sáng ở 785nm, thường được sử dụng.