n红外拉曼光谱.ppt

分子中：电子能级、振动能级和转动能级分子中：电子能级、振动能级和转动能级 化学键的振动能级（频率）化学键的振动能级（频率） 双原子分子双原子分子中化学键的振动可简化按谐振子谐振子处理。 m1m2 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，由此写出势能算符势能算符，与动能算符动能算符一起构成总能量哈密顿算符哈密顿算符，写入薛定谔方程薛定谔方程 。 多原子（多原子（N）分子振动自由度）分子振动自由度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。自由度自由度3N = 平动自由度平动自由度 + 转动自由度转动自由度 +振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，H2S，偶极矩不为零； 非极性分子：有对称中心 ，CO2，偶极矩为零；分子极性强弱用偶极矩衡量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）偶极矩发生变化（极性分子，非极性分子）=rq。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键偶极矩，也可以是分子偶极矩分子偶极矩。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）红外活性（偶极矩发生变化）对于非极性分子，任何一种振对于非极性分子，任何一种振动方式都不会再红外与拉曼光动方式都不会再红外与拉曼光谱上都观察到，称为谱上都观察到，称为互斥规则互斥规则。研究分子结构时可以互补。研究分子结构时可以互补。亚甲基的振动伸缩振动对称伸缩振动不对称伸缩振动变形振动面内变形振动面外变形振动面内摇摆剪式振动面外摇摆扭曲振动Sass面内面外中红外活区（分为中红外活区（分为特征区和指纹区特征区和指纹区）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无机盐中基团的红外吸收基团基团谱带（谱带（cm-1）CO3-214501410(vs),880860(m)HCO3-126002400(w),1000(m),850(m),700(m),650(m)SO3-21000900(s),700625(vs)SO4-211501050(s),650575(s)ClO3-11000900(ms),650600(s),ClO4-111001025(s),650600(s)NO2-113801320(w),12501230(vs),840800(w)NO3-113801350(vs),840815(m)NH3+133003030(vs),14301390(s)PO4-3,HPO4-2,HPO4-111001000(s)CN-1,SCN-1,OCN-122002000(s)各种硅酸盐各种硅酸盐1100900(s)CrO4-2900775(sm)Cr2O7-2900825(m),750700(m)MnO4-1925875(s)拉曼（拉曼（Raman）光谱）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。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拉曼活性只有极化度有变化的振动才是拉曼活性的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pp E 为极化率拉曼拉曼散射强度与极化率成正比例关系散射强度与极化率成正比例关系18