RAMAN

PLATEFORME D’ANALYSE ET DE CARACTÉRISATION
(P.A.C. BALARD)
Intro Raman
Pr. Stefano DEABATE
[email protected]
04 67 14 91 12
PLATEFORME D’ANALYSE ET DE CARACTÉRISATION
(P.A.C. BALARD)
INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE RAMAN :
les bases théoriques
• Rappel historique
• Principe d’une expérience RAMAN
• Les transitions diffusionnelles
• Interactions rayonnement matière
 Le rôle du moment dipolaire et de la polarisabilité
 Les règles de sélection :
 approche élémentaire
 le moment dipolaire de transition
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Rappel
historique
Sir Chandrashekhara Venkata Râman (1888 - 1970)
● Nobel Prize (1930)
● Hugues Medal (1930)
● Franklin Medal (1941)
 C. V. Raman et K. S. Krishnan, A New type of
Secondary Radiation, Nature, 122, 278 (1928)
 C. V. Raman, A New Radiation, Indian Journal of Physics, 2, 387 (1928)
 C. V. Raman et K. S. Krishnan, A New Class of Spectra due to Secondary
Radiation. Part I., Indian Journal of Physics, 3, 399 (1928)
 C. V. Raman et K. S. Krishnan, The Production.of New Radiations by
Light Scattering. Part I, The Proceeding of the Royal Society of London,
AI22, 23 (1929)

C. V. Raman, The Molecular Scattering of Light, Nobel Lectures:
Physics, 1922, 267 (1930)
PLATEFORME D’ARappel
NALYSE EThistorique
DE CARACTÉRISATION
Jean Cabannes (1885(P.A.C.
– 1959)
 Prix
BALARD)
Félix Robin de la Société française de Physique en 1924
PAC-Rayons X- 29/03/2012PAC-Mössbauer10/01/2012
4
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Principe d’une expérience
RAMAN : diffusion inélastique
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Disposition d’un spectre RAMAN et raie RAYLEIGH, obtenus au moyen d’une
radiation excitatrice rouge de nombre d’onde 15 803 cm-1
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Les transitions diffusionnelles
np = nm  absorption
np >> nm  diffusion élastique et inélastique (RAMAN)
Processus ’’à un photon’’
Processus ’’à deux photons’’
DE=E1 – E0 = hvp
E
h = 6,6256.10-34 J.s
E
E
E
E
v=1
vp
7vp
8vp
Q
Q
Q
7vp
v=0
Absorption
infrarouge
6vp
Q
RAMAN Stokes
Diffusion Rayleigh
RAMAN anti-Stokes
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Interactions rayonnement-matière
Le rôle du moment dipolaire
Suivant la théorie classique du rayonnement
électromagnétique, un dipôle oscillant à une fréquence
donnée est le siège d’une émission ou d’une absorption
d’un rayonnement de même fréquence
 On peut distinguer deux processus d’interaction entre rayonnement et matière :
 l’action du champ électrique oscillant de l’onde électromagnétique sur les charges
électriques de la matière, en fait sur le moment dipolaire oscillant électrique
 transitions dipolaires électriques :
spectroscopies d’électrons et de neutrons
spectroscopies
optiques
infrarouges
et
RAMAN,
 l’action du champ magnétique de l’onde électromagnétique
 transitions dipolaires magnétiques entre des niveaux
champ magnétique : spectroscopies de résonance RMN et RPE
d’énergie
induits
par
un
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Interactions rayonnement-matière
Le rôle du moment dipolaire
Le moment dipolaire électrique permanent
Le moment dipolaire électrique induit
a : polarisabilité
 A


▬
mp = 0
mp
mi mi
▬
▬



A
infrarouge
RAMAN
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Spectroscopie RAMAN : le rôle de la polarisabilité
Ses variations sous influence et...
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...les conséquences visibles
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Règles de sélection
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Polarisabilité : a
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Variations de la polarisabilité au cours des vibrations
et activité RAMAN : la molécule linéaire AB2
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Symétrie des mouvements de vibration
La molécule H2O
E
C2
(identité)
(rotation de 180°)
s
élongation
symétrique n1
a
b
a
b
(réflexion)
(réflexion)
b
a
a
b
+1
entièrement
symétrique
A1
s
a
b
a
b
+1
s
b
Propriétés
de symétrie
s
+1
s
a
s’v(yz)
s
+1
pliage n2
sv(xz)
a
b
entièrement
symétrique
A1
+1
+1
a
+1
a
s
élongation PAC-Rayons X- 29/03/2012PAC-Mössbauer10/01/2012
asymétrique n3
a
b
a
b
b
+1
+1
-1
s : comportement symétrique ; a : asymétrique
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B
a
-1
a
b
+1
2
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CONCLUSIONS