材料研究方法6光谱分析复习

2023/2/18第6章光谱分析16光谱分析复习2023/2/18第6章光谱分析26.1吸收光谱的分类和基本原理1002004008002000050000X射线远紫外近紫外可见光近红外远红外无线电波长/nm图6-1电磁波的区域2023/2/18第6章光谱分析32023/2/18第6章光谱分析4

吸收光谱分类及基本原理

光谱分析技术都依赖于样品对电磁辐射的吸收或发射。由两个参数：样品所吸收或发射的电磁辐射的频率样品所吸收或发射的电磁辐射的强度对于材料结构与组成的定性和定量分析方法来说，主要考虑吸收光谱。

2023/2/18第6章光谱分析5吸收光谱分类

紫外光的波长较短（100～400nm），能量较高，当它照射到分子上时，会引起分子中价电子能级的跃迁。红外光的波长较长（2.5～25m)，能量稍低，它只能引起分子中成键原子的振动和转动能级的跃迁。核滋共振波的能量更低（波长约10cm）,它产生的是原子核自旋能级的跃迁。2023/2/18第6章光谱分析66.2紫外光谱◆

UV发色基团◆助色基团和吸收带◆

UV的产生和应用

2023/2/18第6章光谱分析7

紫外光谱能提供的信息◆

可提供化合物中多重键和芳香共轭性方面的有关信息，并包括那些能使化合物分子中某些多重键体系共轭性得以扩展的氧、氮、硫原子上非键合电子的信息。2023/2/18第6章光谱分析8◆对某些添加剂（如加稳定剂、增塑剂）或杂质（如残留单体、催化剂）的测定是一种比较有效的方法。◆另外由于紫外区的吸收率高（比红外区大一个数量级）且可用较厚的样品，所以能分析微量化合物。2023/2/18第6章光谱分析96.3红外光谱

IR产生条件，虎克定律与振动频率，分子振动形式

IR基团特征频率，影响IR基团频率的因素

IR谱图的识别与解析，主要高聚物IR谱图的特征，应用2023/2/18第6章光谱分析106.4Raman和IR的比较，应用2023/2/18第6章光谱分析112023/2/18第6章光谱分析126.3红外光谱分析复习2023/2/18第6章光谱分析13◆IR产生条件，虎克定律与振动频率，分子振动形式◆IR基团特征频率，影响IR基团频率的因素◆IR谱图的识别与解析，主要高聚物IR谱图的特征，应用2023/2/18第6章光谱分析141.IR光谱的产生条件◆分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致；◆分子必须有偶极矩的改变。2023/2/18第6章光谱分析15二硫化碳的振动及其极化度的变化2023/2/18第6章光谱分析16图6-14偶极子在交变电场中的作用示意图2023/2/18第6章光谱分析172023/2/18第6章光谱分析186.3.3.分子振动方程式(Hook'sLaw)2023/2/18第6章光谱分析196.3.4分子振动的形式与谱带分子的振动形式可分成两类：1.伸缩振动对称和反对称伸缩振动2.变形或弯曲振动

面内和面外变形振动2023/2/18第6章光谱分析206.3.6红外光谱的特征性基团特征频率与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团频率。2023/2/18第6章光谱分析212023/2/18第6章光谱分析226.3.7影响基团频率位移的因素

◆相邻基团的影响◆分子物理状态◆溶剂◆测定条件2023/2/18第6章光谱分析236.3.8红外光谱定性分析官能团定性分析和结构分析

官能团定性分析：根据化合物的红外光谱的特征基团频率来检定物质含有哪些基团，从而确定有关化合物的类别。2023/2/18第6章光谱分析24

结构分析或称结构剖析，则需要由化合物的红外光谱并结合其它实验资料（如相对分子质量、物理常数、紫外光谱、核磁共振波谱和质谱等等）来推断有关化合物的化学结构。2023/2/18第6章光谱分析256.3.11试样的制备2023/2/18第6章光谱分析266.4Raman分析复习2023/2/18第6章光谱分析27Raman产生及其与IR的比较Raman的应用2023/2/18第6章光谱分析286.4.1拉曼散射光谱的基本概念6.4.1.1拉曼散射及拉曼位移

2023/2/18第6章光谱分析292023/2/18第6章光谱分析30二硫化碳的振动及其极化度的变化2023/2/18第6章光谱分析31

斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样。

2023/2/18第6章光谱分析32

分子振动要产生拉曼位移要服从一定的选择定则，即只有伴随分子极化度发生变化的分子振动模式才能具有拉曼活性，产生拉曼散射。2023/2/18第6章光谱分析332023/2/18第6章光谱分析346.4.1.2激光拉曼光谱与红外光谱比较(1)拉曼光谱是一个散射过程，因而任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照射到，就可直接用来测量。由于激光束的直径较小，且可进一步聚焦，因而极撤量样品都可测量。2023/2/18第6章光谱分析35（2）水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。但水的拉曼散射却极微弱，因而水溶液样品可直接进行测量。玻璃的拉曼散射