TEMA 8. ESPECTROSCOPIA RAMAN
Al incidir un haz de luz sobre la materia se observan los siguientes fenómenos:
>Reflexión:
No hay cambio de longitud de onda, sólo de dirección del haz.
>Absorción:
Llevar átomos o moléculas a estado excitado.
>Emisión:
Átomos o moléculas en estado excitado emiten luz al volver al estado
fundamental.
>Transmisión:
No hay cambio de longitud de onda entre el haz incidente y el transmitido. Los
fotones que no se han reflejado, absorbido o dispersado se transmiten a través
de la materia. La longitud de onda cambia dentro del medio material, pero luego
vuelve a su valor original al volver al aire o vacío.
>Dispersión:
Una parte de la luz incidente al interaccionar con la materia puede cambiar su
dirección, aunque no su longitud de onda: dispersión Rayleigh.
Otra posibilidad es que sí que haya un cambio de longitud de onda: dispersión
Raman.
Espectroscopia de Raman
En espectroscopia Raman la energía del fotón incidente no se corresponde
necesariamente con un salto energético molecular.
La radiación que se emplea puede abarcar un amplio intervalo de frecuencias, desde el
visible hasta el UV cercano. Cuando la luz llega hasta la muestra se pueden dar,
básicamente, dos efectos de dispersión:
>Dispersión Rayleigh (no hay intercambio energético neto con las moléculas de la
muestra)
>Efecto Raman (si hay intercambio energético neto con las moléculas de la muestra).
El efecto Raman lo observó por vez primera el físico hindú C.V. Raman en 1928 y le fue
concedido el Nobel de Física en 1930 por su descubrimiento.
La intensidad de la luz que interviene en el efecto Raman es mucho más pequeña que
la de la radiación incidente:
Luz incidente
Dispersada
Rayleigh
Efecto Raman
Intensidades
relativas
1
10-3-10-5
10-7-10-12
Debido a ello, parece difícil detectar y medir la radiación proveniente del efecto Raman.
Este problema se solventa empleando radiación incidente muy intensa: el láser, que
además tiene la ventaja de ser luz monocromática (contiene sólo una longitud de onda).
En espectroscopia Raman se emplea luz visible para causar transiciones vibracionales
netas cuya energía corresponde a la región del infrarrojo.
Para explicar este fenómeno se considera que el fotón es absorbido por la molécula que
aumenta su nivel electrónico hasta un nivel intermedio virtual. Este nivel en realidad no
es posible, de manera que vuelve rápidamente al estado fundamental y emite un fotón.
En este proceso puede haber habido un cambio de nivel vibracional y la energía del
fotón emitido puede ser diferente de la del absorbido: Dispersión Raman.
