n第七讲(红外拉曼光谱)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七讲 红外拉曼光谱,光谱方法：电磁辐射作用于物质后所引起的变化,电磁辐射类型（见下图）引起的变化：发射、吸收、散射等,分子中：电子能级、振动能级和转动能级,化学键的振动能级（频率）,双原子分子,中化学键的振动可简化按,谐振子,处理。,双原子分子的两个原子在平衡距离（即键长）附近往复振动，恢复力服从胡克定律，由此写出,势能算符,，与,动能算符,一起构成总能量,哈密顿算符,，写入,薛定谔方程,。,多原子（N）分子振动自由度,分子振动自由度,（又：分子自由度）：分子基本振动的数目。理论上，一个自由度对应一个红外吸收峰。,自由度3N = 平动自由度 + 转动自由度 +振动自由度,振动自由度 = 3N - 平动自由度 - 转动自由度,多原子非线性分子振动自由度：,3N-6,极性分子：无对称中心分子，,H,2,S,，偶极矩不为零；,非极性分子：有对称中心 ，,CO,2,，偶极矩为零；,分子极性强弱用偶极矩衡量,。,偶极矩发生变化（极性分子，非极性分子）,=,r,q,。,矢量,，正电中心指向负电中心。,单位,D,（德拜）,（偶极矩的概念是德拜1912年提出的）,。,偶极矩可以指,键偶极矩,，也可以是,分子偶极矩,。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。,红外活性（偶极矩发生变化）,对于非极性分子，任何一种振动方式都不会再红外与拉曼光谱上都观察到，称为,互斥规则,。研究分子结构时可以互补。,中红外活区（分为,特征区和指纹区,）,指纹区：,单键的伸缩振动和多数基团的弯曲振动(C-C,C-N,C-O键等)。对分子结构的变化高度敏感,只要分子结构上有微小的变化,都会引起这部分光谱的明显改变。,红外光谱的表示方法,邻二甲苯的红外光谱图,无机盐中基团的红外吸收,基团,谱带（,cm,-1,）,CO,3,-2,14501410(vs),880860(m),HCO,3,-1,26002400(w),1000(m),850(m),700(m),650(m),SO,3,-2,1000900(s),700625(vs),SO,4,-2,11501050(s),650575(s),ClO,3,-1,1000900(ms),650600(s),ClO,4,-1,11001025(s),650600(s),NO,2,-1,13801320(w),12501230(vs),840800(w),NO,3,-1,13801350(vs),840815(m),NH,3,+1,33003030(vs),14301390(s),PO,4,-3,HPO,4,-2,HPO,4,-1,11001000(s),CN,-1,SCN,-1,OCN,-1,22002000(s),各种硅酸盐,1100900(s),CrO,4,-2,900775(sm),Cr,2,O,7,-2,900825(m),750700(m),M,n,O,4,-1,925875(s),拉曼（Raman）光谱,单色光照射样品，大部分透过小部分在各个方向上散射,拉曼散射效应是1928年印度科学家拉曼发现的。,拉曼散射与瑞利散射区别,瑞利散射：光子与样品分子发生弹性碰撞，即光子与分子之间没有能量交换。入射、散射光频率不变，但方向可以变化。,拉曼散射：非弹性散射，散射光频率低于入射光（斯托克斯散射）或高于,入射光频率（反斯托克斯散射）,拉曼光谱是分子振动光谱，属于散射光谱。,17,=|,0,s,|,即散射光频率与入射光频率之差。,v,取决于分子,振动能级的改变,。,与入射光波长无关,拉曼活性,只有极化度有变化的振动才是拉曼活性的,分子,在静电场,E,中，极化感应偶极距,p,p,E,为极化率,拉曼,散射强度与极化率成正比例关系,18,