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金属为什么没有拉曼特征峰?
金属为什么没有拉曼特征峰?
2019-04-10 来源:网络
关键字:拉曼光谱 Raman Raman峰 拉曼特征峰
问
我看了大家各种说法不一,如:
(1)拉曼光谱是分子光谱,而金属都是原子结构的,所以金属没有拉曼光谱。
金属的原子晶格也有简谐振动信息吧,为啥没有呢?
(2)对于金属来说,它是以金属球形原子形式存在的。单原子分子是没有振动和转动自由度的。所以它就没有 Raman峰。
(3)拉曼测的是振动能级,声子能量,反映晶格振动的量子化能量的大小。金属表面电子和原子实构成的等离子体对光有强烈的吸收 (金属的高反射性能也与此有关) ,使激光无法与内部原子作用,因此很难看到拉曼线。
(4)Raman 峰反映的是分子的简谐振动信息,什么条件下才有Raman活性呢?
(5)为什么非晶体也没有Raman峰?
能不能交流一下,谢谢!
答1
拉曼效应起源于分子振动 (和点阵振动) 与转动,因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级 (点阵振动能级) 与转动能级结构的知识。楼主提出金属也有原子晶格的简谐振动,这个跟分子振动以及转动都不是一个概念,因为前者不涉及能级跃迁,而 Raman谱反映能级信息的前提就是能级跃迁。Raman 效应反映的不是分子简谐振动能级的信息,楼主可以仔细看看这个网页:
http://baike.baidu.com/view/146359.htm
我就不赘述了。
当然,楼主提出的其他3点都可以作为金属没有 Raman特征峰的原因,归纳起来也就是一点:金属是具有电子自由气的原子晶体结构。
至于非晶为何没有Raman特征峰,我想原因可能是 Raman特征峰是一个积分效果,需要晶体的周期性重复才能出来,对于非晶,某一位置的确发生拉曼散射,但是仪器是无法达到只有这一个或几个分子能级信息的精度,因此无法产生特征峰!
一家之言,望讨论!
答2
(1)看一下光谱的基本分类就好了,要义就是能级跃迁!(原子光谱其实也是玩电子跃迁的)测晶格振动就是和原子粒子过不去,除了凝聚态物理里面搞理论的大神做晶格振动谱(晶格色散关系),一般人对这个没有什么想法。虽然确实光子与光学声子作用是拉曼散射,但是人家固体物理书都明说了,可见光测得的波矢非常小(光速太大),只能看布里渊区 q=0 附近的声子谱,木有意思。而加大频率到 X射线, X光子比声子频率高太多,打过去频移太小,无法测量。所以人家都用中子谱仪做。
(2)为什么就说人家没有振动自由度的?其实本质上还是没有跃迁的问题。就算有的分子振转都有,也不一定有拉曼活性啊,一把一把的相互排斥,相互禁阻分子呢?
(3)分子光谱确实玩的是振动转动,但我不理解你给个声子定义做什么。前后您想表达什么观点?然后您说这个什么什么有强烈吸收作用, 这个你可以用自由电子理论解释,折射率是负的,所以光都折射回来了,所以金属大多有光泽,不过貌似能带解释的更好吧(本质还是跃迁)。但是这个与内部原子作用木有关系吧,就算作用到内部了,照样什么都没有。
(4)随便一本书都说得很清楚,就是极化度不为零(偏α/偏q不等于0),然后他们会结合红外,分析的洋洋洒洒好几页,我就不多说了。
(5)第一次听说非晶体都没有拉曼峰,确实是很多分子拉曼活性不好,但是考虑到拉曼就是分析复杂高分子的神器,你说非晶体不能测,让高分子情何以堪?
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