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現在大学でラマン分光法を用いて,sp2系炭素膜を研究しているものです.

ラマンシフトは,励起光とのエネルギーの差だと論文に載っています.つまり,これは原子の結合間距離の長短でエネルギーに影響はあるのでしょうか?エネルギーの差が大きいということは,結合間距離は短い??

どうしても理解できないのでわかる方がいらっしゃいましたらご指導お願いします.

A 回答 (1件)

ラマン散乱は光と基準振動の間のエネルギーのやりとりです。

複雑な分子のときは単純な原子と原子の間の関係にはなりません。

たとえば簡単な分子で二酸化炭素を考えると、この分子はCと二つのOが直線に並んでいます。

O-C-O

この分子の基準振動は、ラマン不活性なものも含みますが、

→   ← 対称伸縮(ラマン活性)
O-C-O

→ ← → 反対称伸縮(ラマン不活性)
O-C-O

↓ ↑ ↓
O-C-O 変角振動(ラマン不活性)

の3種で、全部振動数(つまりエネルギー)が異なります。入射光はこの振動を励起したり吸収したりすることでエネルギーを変えるので、質問文の“エネルギーの差”はこの基準振動のエネルギーに等しいもので、基準振動の種類によって値が変わります。

二酸化炭素は単純な分子なのでラマン活性な基準振動は1つしかありませんが、複雑な分子になれば、もっとたくさんのラマン活性な基準振動があります。

二酸化炭素の基準振動を求めるのは力学のいい練習問題ですから、一度解いてみてください。

m-(バネ)-M-(バネ)-m

という3っつの質点系の振動の問題です。変角振動を除けば1次元の問題ですから、そんなに難しくはありません。
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