Doctorado
Páginas: 19 (4719 palabras)
Publicado: 27 de abril de 2012
ESPECTROSCOPIA RAMAN
Cuando una radiación pasa a través de un medio transparente, una fracción del haz se dispersa en todas direcciones. En 1928, el físico hindú Chandrasekhara Venkata Raman descubrió que la longitud de onda una pequeña fracción de la radiación dispersada por ciertas moléculas, difiere del haz incidente y, además, que los desplazamientos de la longitud de onda dependen de laestructura química de las moléculas responsables de la dispersión. Este autor fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1931 por el descubrimiento y es estudio sistemático de este fenómeno.
La teoría de la dispersión Raman, que en la actualidad se conoce perfectamente, demuestra que el fenómeno está relacionado con el mismo tipo de cambios vibracionales cuantificados que se producen enla absorción infrarroja. Por lo tanto la diferencia de Longitud de onda entre la radiación visible incidente y la dispersada corresponde a las longitudes de onda de la región del infrarrojo medio. En efecto, para una especie determinada, el espectro de dispersión Raman y el espectro de absorción en el infrarrojo, con frecuencia, suelen parecerse mucho. Sin embargo, hay suficientes diferencias entrelos tipos de grupos funcionales que son activos en infrarrojo y los que son en Raman, como para que ambas técnicas no resulten competitivas sino complementarias. Para resolver algunos problemas del infrarrojo es una herramienta superior, sin embargo, para otros el Raman proporciona unos espectros más útiles.
Una ventaja importante de los espectros Raman con respecto al infrarrojo, se debe alhecho de que el agua no produce interferencias y, por lo tanto, es posible obtener los espectros Raman de disoluciones acuosas. Además, se puede utilizar cubetas (celdas) de vidrió o de cuarzo, lo que evita el inconveniente de tener que trabajar con ventanas de cloruro de sodio o de otros materiales inestables en la atmósfera. A pesar de esas ventajas, la espectroscopia Raman no ha sido muyutilizada por los químicos para los estudios estructurales hasta que en los años sesenta se pudo disponer de Láseres, los cuales han permitido obtener los espectros más fácilmente.
1. TEORÍA DE LA ESPECTROSCOPIA RAMAN
Los espectros Raman se obtienen al irradiar una muestra con una potente fuente láser de radiación monocromática visible o infrarroja. Durante la irradiación, se registra elespectro de la radiación dispersada un cierto ángulo (por lo general 90 grados) con un espectrómetro adecuado. Como mucho, las intensidades de las líneas Raman son de una baja eficiencia cuántica ~106 (el 0,001 por 100) de la intensidad de la fuente y, en consecuencia, su detección y medida resulta más difícil que el espectro infrarrojo, típicamente por cada millón de fotones que inciden sobre unamuestra, sólo uno de ellos será dispersado a través del efecto Raman. Es decir Una excepción a lo afirmado se produce en la espectroscopia Raman de resonancia. La cual es consideradamente más sensible que la espectroscopia Raman normal.
2. EXCITACIÓN DE LOS ESPECTROS RAMAN
La Figura 1 representa una parte de un espectro Raman, obtenida al irradiar una muestra. La radiación emitida es de trestipos. Dispersión Stokes, dispersión anti-Stokes y dispersión Rayleigh. La última, cuya longitud de onda coincide con la fuente de excitación, es significativamente más intensa que cualquiera de las otras dos.
[pic]
Como es usual en los espectros Raman, en la abscisa de la Figura se representa el desplazamiento del número de onda Ṽ, que se define como la diferencia, en números de onda(cm-1), entre la radiación observada y la de la fuente. Obsérvese que hay picos Raman a cada lado del pico Rayleigh, y que el modelo de desplazamiento es idéntico en ambos lados. Es decir, las líneas Stokes se encuentran a unos números de onda inferiores al del pico Rayleigh, mientras que los picos anti-Stokes aparecen a números de onda superiores al de la fuente. Es bastante general que las líneas...
Cuando una radiación pasa a través de un medio transparente, una fracción del haz se dispersa en todas direcciones. En 1928, el físico hindú Chandrasekhara Venkata Raman descubrió que la longitud de onda una pequeña fracción de la radiación dispersada por ciertas moléculas, difiere del haz incidente y, además, que los desplazamientos de la longitud de onda dependen de laestructura química de las moléculas responsables de la dispersión. Este autor fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1931 por el descubrimiento y es estudio sistemático de este fenómeno.
La teoría de la dispersión Raman, que en la actualidad se conoce perfectamente, demuestra que el fenómeno está relacionado con el mismo tipo de cambios vibracionales cuantificados que se producen enla absorción infrarroja. Por lo tanto la diferencia de Longitud de onda entre la radiación visible incidente y la dispersada corresponde a las longitudes de onda de la región del infrarrojo medio. En efecto, para una especie determinada, el espectro de dispersión Raman y el espectro de absorción en el infrarrojo, con frecuencia, suelen parecerse mucho. Sin embargo, hay suficientes diferencias entrelos tipos de grupos funcionales que son activos en infrarrojo y los que son en Raman, como para que ambas técnicas no resulten competitivas sino complementarias. Para resolver algunos problemas del infrarrojo es una herramienta superior, sin embargo, para otros el Raman proporciona unos espectros más útiles.
Una ventaja importante de los espectros Raman con respecto al infrarrojo, se debe alhecho de que el agua no produce interferencias y, por lo tanto, es posible obtener los espectros Raman de disoluciones acuosas. Además, se puede utilizar cubetas (celdas) de vidrió o de cuarzo, lo que evita el inconveniente de tener que trabajar con ventanas de cloruro de sodio o de otros materiales inestables en la atmósfera. A pesar de esas ventajas, la espectroscopia Raman no ha sido muyutilizada por los químicos para los estudios estructurales hasta que en los años sesenta se pudo disponer de Láseres, los cuales han permitido obtener los espectros más fácilmente.
1. TEORÍA DE LA ESPECTROSCOPIA RAMAN
Los espectros Raman se obtienen al irradiar una muestra con una potente fuente láser de radiación monocromática visible o infrarroja. Durante la irradiación, se registra elespectro de la radiación dispersada un cierto ángulo (por lo general 90 grados) con un espectrómetro adecuado. Como mucho, las intensidades de las líneas Raman son de una baja eficiencia cuántica ~106 (el 0,001 por 100) de la intensidad de la fuente y, en consecuencia, su detección y medida resulta más difícil que el espectro infrarrojo, típicamente por cada millón de fotones que inciden sobre unamuestra, sólo uno de ellos será dispersado a través del efecto Raman. Es decir Una excepción a lo afirmado se produce en la espectroscopia Raman de resonancia. La cual es consideradamente más sensible que la espectroscopia Raman normal.
2. EXCITACIÓN DE LOS ESPECTROS RAMAN
La Figura 1 representa una parte de un espectro Raman, obtenida al irradiar una muestra. La radiación emitida es de trestipos. Dispersión Stokes, dispersión anti-Stokes y dispersión Rayleigh. La última, cuya longitud de onda coincide con la fuente de excitación, es significativamente más intensa que cualquiera de las otras dos.
[pic]
Como es usual en los espectros Raman, en la abscisa de la Figura se representa el desplazamiento del número de onda Ṽ, que se define como la diferencia, en números de onda(cm-1), entre la radiación observada y la de la fuente. Obsérvese que hay picos Raman a cada lado del pico Rayleigh, y que el modelo de desplazamiento es idéntico en ambos lados. Es decir, las líneas Stokes se encuentran a unos números de onda inferiores al del pico Rayleigh, mientras que los picos anti-Stokes aparecen a números de onda superiores al de la fuente. Es bastante general que las líneas...
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