СПЕКТРОСКОПІЯ КОМБІНАЦІЙНОГО РОЗСІЮВАННЯ СВІТЛА

СПЕКТРОСКОПІЯ КОМБІНАЦІЙНОГО РОЗСІЮВАННЯ СВІТЛА є ефективним методом дослідження будови молекул. Спектри комбінаційного розсіювання світла дозволяють проводити якісний і кількісний аналіз речовини, ідентифікувати хімічні сполуки, виявляти їх у сумішах тощо. Молекулярні спектри є однозначною характеристикою молекули і визначаються властивостями самої молекули та атомів, які входять до молекули. Іноді С.к.р.с. є єдиним джерелом інформації про заборонені переходи в молекулах і дозволяє розрізняти просторові ізомери молекул, тобто розрізняти цис- і транс-ізомери. Обертальні спектри комбінаційного розсіювання світла дозволяють визначати довжину зв’язків і валентні кути в молекулах досліджуваних речовин. Методи С.к.р.с. та ІЧ-спектроскопії доповнюють, а не повторюють один одного, оскільки визначаються різними правилами відбору переходів. Спільне вивчення цих спектрів дасть набагато більше структурної інформації, ніж кожного спектра окремо. С.к.р.с. дозволяє визначити сукупність частот нормальних коливань молекули. У рамках квантової теорії взаємодії випромінювання з речовиною акт розсіювання світла розглядається як поглинання часткою речовини падаючого фотона з енергією з наступним випромінюванням фотона з енергією '. При розсіюванні світла молекулами поряд з пружним (релеївським) розсіюванням (ν'=ν) у спектрі з’являються лінії, які відповідають непружному розсіюванню з частотами ν'≠ν, причому частоти нових ліній у спектрі розсіювання є комбінаціями частоти падаючого світла (ν) і частот коливальних і обертальних переходів молекул, що розсіюють (звідси походить термін «комбінаційне розсіювання»). Якщо νi — частота одного з коливальних рівнів молекули у спектрі комбінаційного розсіювання світла, то лінію, яка відповідає основній частоті падаючого випромінювання (ν), оточують два сателіти: стоксовий (або «червоний») з частотою ν νi і антистоксовий (або «фіолетовий») з частотою ν + νi. Інтенсивність антистоксових сателітів значно менша, ніж стоксових, що пов’язано із заселеністю відповідних коливальних рівнів молекули. Причому хоча частоти розсіяного випромінювання й залежать від частоти падаючого світла, але різниця між ними є індивідуальною характеристикою речовини і не залежить від частоти збуджувального випромінювання. Зазвичай частоти у спектрі комбінаційного розсіювання світла відповідають частотам коливальних і коливально-обертальних рухів у молекулі (100–4000 см–1), тобто лежать в ІЧ-діапазоні. Спектри ІЧ- і комбінаційного розсіювання світла доповнюють один одного, але С.к.р.с. має такі переваги: по-перше, вимірювання виконується у видимій ділянці, що вимагає використання більш простої вимірювальної апаратури; по-друге, ці спектри є більш стабільними та активними при тих частотах, на яких ІЧ-спектр не виявляється (і навпаки); по-третє, експериментальні можливості методу С.к.р.с. не залежать від діапазону частот досліджуваної смуги, в той час як в ІЧ-спектрах розрізнення спектральних ліній значно знижується зі зниженням частоти.

До недоліків С.к.р.с. слід віднести низьку інтенсивність ліній, яка залежить від частоти збуджувального випромінювання, а також наявність суцільного фону, зумовленого розсіюванням на неоднорідностях середовища і можливістю флуоресценції досліджуваної речовини. Ці труднощі зводяться до мінімуму шляхом вибору підходящої лінії газового лазера. Завдяки використанню як джерела світла лазера значно розширюється коло досліджуваних об’єктів і різко скорочуються вимоги до кількості досліджуваної речовини.

Спектроскопия комбинационного рассеяния света в газах и жидкостях / Под ред. А. Вебера. — М., 1982; Применение спектроскопии комбинационного рассеяния в химии. — М., 1984.