Depolarisationsverhältnis



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In der Raman-Spektroskopie ist das Depolarisationsverhältnis das Intensitätsverhältnis zwischen der senkrechten Komponente und der parallelen Komponente des Raman-Streulichts.

Frühe Arbeiten auf diesem Gebiet wurden von George Placzek durchgeführt , der die theoretische Behandlung der Bindungspolarisierbarkeit entwickelte.

Das Raman-Streulicht wird durch die Stimulation des elektrischen Feldes des einfallenden Lichts emittiert . Daher kann erwartet werden, dass die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes oder die Polarisationsrichtung des gestreuten Lichts dieselbe ist wie die des einfallenden Lichts. In der Realität hat jedoch ein Teil des Raman-Streulichts eine Polarisationsrichtung, die senkrecht zu der des einfallenden Lichts ist. Diese Komponente wird als senkrechte Komponente bezeichnet . Natürlich wird die Komponente des Raman-Streulichts, deren Polarisationsrichtung parallel zu der des einfallenden Lichts ist, als Parallelkomponente bezeichnet , und das Raman-Streulicht besteht aus der Parallelkomponente und der senkrechten Komponente.

Das Verhältnis der Spitzenintensität der parallelen und senkrechten Komponente ist als das in Gleichung 1 definierte Depolarisationsverhältnis () bekannt .

Beispielsweise würde ein Spektralband mit einem Peak der Intensität 10 Einheiten, wenn die Polarisatoren parallel sind, und der Intensität 1 Einheit, wenn die Polarisatoren senkrecht sind, ein Depolarisationsverhältnis von 1/10 = 0,1 haben, was einem stark polarisierten Band entspricht.

Der Wert des Depolarisationsverhältnisses einer Raman-Bande hängt von der Symmetrie des Moleküls und dem normalen Schwingungsmodus ab, dh von der Punktgruppe des Moleküls und seiner irreduziblen Darstellung, zu der der Normalmodus gehört. Unter Placzeks Polarisierbarkeitsnäherung ist bekannt, dass das Depolarisationsverhältnis eines vollständig symmetrischen Schwingungsmodus weniger als 0,75 beträgt und das der anderen Moden 0,75 beträgt. Eine Raman-Bande, deren Depolarisationsverhältnis weniger als 0,75 beträgt, wird als polarisierte Bande bezeichnet , und eine Bande mit einem Depolarisationsverhältnis von 0,75 oder mehr wird als depolarisierte Bande bezeichnet .

Für ein kugelförmiges oberes Molekül, in dem alle drei Achsen äquivalent sind, haben symmetrische Schwingungen Raman-Spektralbänder, die vollständig polarisiert sind ( = 0). Ein Beispiel ist der symmetrische Streck- oder "Atmungs" -Modus von Methan (CH 4 ), bei dem alle 4 CH -Bindungen in Phase schwingen. Für den asymmetrischen Modus, in dem sich eine CH-Bindung ausdehnt, während sich die anderen drei zusammenziehen, wird die Raman-Streustrahlung depolarisiert.

Bei Molekülen mit niedrigerer Symmetrie ( symmetrische Spitzen oder asymmetrische Spitzen ) führt eine Schwingung mit der vollen Symmetrie des Moleküls zu einer polarisierten oder teilweise polarisierten Raman-Bande ( <0,75), während eine weniger symmetrische Schwingung eine depolarisierte Bande ( 0,75) ergibt ).

Verweise

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  2. ^ DA Long (8. April 1953). "Intensitäten in Raman-Spektren. I. Eine Theorie der Bindungspolarisierbarkeit". Verfahren der Royal Society of London. Reihe A, Mathematik und Physik . 217 (1129): 203221. Bibcode : 1953RSPSA.217..203L . doi : 10.1098 / rspa.1953.0057 . JSTOR  99022 .
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  4. ^ a b c Banwell, Colin N.; McCash, Elaine M. (1994). Grundlagen der molekularen Spektroskopie (4. Aufl.). McGraw-Hill. p. 1178. ISBN 0-07-707976-0.
  5. ^ Atkins, Peter ; de Paula, Julio (2006). Physikalische Chemie (8. Aufl.). WHFreeman. p. 464 . ISBN 0-7167-8759-8.

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