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紫外可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案

紫外可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案
紫外可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案

第三章紫外可见吸收光谱法

一、选择题

1、人眼能感觉到的可见光的波长范围是()。

A、400nm~760nm

B、200nm~400nm

C、200nm~600nm

D、360nm~800nm

2、在分光光度法中,透射光强度(I)与入射光强度(I0)之比I/I0称为( )。

A、吸光度

B、吸光系数

C、透光度

D、百分透光度

3、符合朗伯—比尔定律的有色溶液在被适当稀释时,其最大吸收峰的波长位置( )。A、向长波方向移动B、向短波方向移动

C、不移动D、移动方向不确定

4、对于符合朗伯—比尔定律的有色溶液,其浓度为c0时的透光度为T0;如果其浓度增大1倍,则此溶液透光度的对数为( )。

A、T0/2

B、2T0

C、2lgT0

D、0。5lgT0

5、在光度分析中,某有色物质在某浓度下测得其透光度为T;若浓度增大1倍,则透光度为( )。

A、T2

B、T/2 C、2T D、T1/2

6、某物质的摩尔吸光系数很大,则表明( )。

A、该物质溶液的浓度很大

B、光通过该物质溶液的光程长

C、该物质对某波长的光的吸收能力很强

D、用紫外-可见光分光光度法测定该物质时其检出下限很低

7、在用分光光度法测定某有色物质的浓度时,下列操作中错误的是( )。

A、比色皿外壁有水珠

B、待测溶液注到比色皿的2/3高度处

C、光度计没有调零

D、将比色皿透光面置于光路中

8、下列说法正确的是()。

A、透光率与浓度成正比B、吸光度与浓度成正比

C、摩尔吸光系数随波长而改变

D、玻璃棱镜适用于紫外光区

9、在分光光度分析中,常出现工作曲线不过原点的情况。与这一现象无关的情况有( )。

A、试液和参比溶液所用吸收池不匹配

B、参比溶液选择不当

C、显色反应的灵敏度太低D、被测物质摩尔吸光系数太大

10、质量相等的A、B两物质,其摩尔质量M A>MB.经相同方式发色后,在某一波长下测得其吸光度相等,则在该波长下它们的摩尔吸光系数的关系是()。

A、εA>εB

B、εA<εB

C、εA=εBD、2εA>εB

11、影响吸光物质摩尔吸光系数的因素是( )。

A、比色皿的厚度B、入射光的波长

C、浓度D、测定物质本身

12、下列表达不正确的是()。

A、吸收光谱曲线表明吸光物质的吸光度随波长的变化而变化

B、吸收光谱曲线以波长为纵坐标、吸光度为横坐标

C、吸收光谱曲线中,最大吸收处的波长为最大吸收波长

D、吸收光谱曲线表明吸光物质的光吸收特性

13、在光度分析中,参比溶液的选择原则是( )。

A、通常选用蒸馏水B、通常选用试剂溶液

C、根据加入试剂和被测试液的颜色、性质来选择

D、通常选用褪色溶液

14、在光度分析中若采用复合光,工作曲线会发生偏离,其原因是()

A、光强度太弱

B、光强度太强

C、有色物质对各光波的摩尔吸光系数相近

D、有色物质对各光波的摩尔吸光系数相关较大

15、在分光光度法中,测得的吸光度值都是相对于参比溶液的,是因为( )。

A、吸收池和溶剂对入射光有吸收和反射作用

B、入射光为非单色光

C、入射光不是平行光

D、溶液中的溶质产生离解、缔合等化学反应

16、在一般的分光光度法测定中,被测物质浓度的相对误差(Δc/c)的大小()。

A、与透光度T成反比

B、与透光度的绝对误差(ΔT)成正比

C、与透光度T成反比

D、只有当透光度在适当的范围(15%~65%)之内时才有较小的值

17、不能用做紫外—可见光谱法定性分析参数的是()。

A、最大吸收波长B、吸光度

C、吸收光谱的形状D、吸收峰的数目

二、判断题

1、高锰酸钾溶液呈紫红色,是因为其吸收了可见光中的紫色光。

2、摩尔吸光系数与溶液浓度、液层厚度无关,而与入射光波长、溶剂性质和温度有关. 3、在紫外光谱区测定吸光度应采用石英比色皿,是因为石英对紫外光没有反射作用. 4、当被测溶液为悬浮或乳浊液时,测得的吸光度偏高,产生正误差。

5、光度法测定要求吸光度在0。2~0。8之间,因为在此范围内该方法的灵敏度高。

6、如果用1cm比色皿测得某溶液的T%=10,为了减小光度误差,最方便的办法是改用3c m比色皿。

7、紫外—可见分光光度法仅能测定有色物质的吸光度,无色物质必须经过显色反应后才能

进行测定。

8、在进行显色反应时,为保证被测物质全部生成有色产物,显色剂的用量越多越好。

9、光度分析法中选择最大吸收波长作为测量波长,是为了提高方法的选择性。

10、光度分析法中参比溶液的作用是用来消除溶液中的共存组分和溶剂对光吸收所引入的误差。

三、解释术语

1、吸收光谱曲线(吸收曲线)

2、透光率和吸光度

3、摩尔吸光系数

4、郎伯-比尔定律

四、简答题

1、简述紫外-可见吸收光谱定量及定性分析的基础。

2、简述分子吸收光谱产生的机理.

五、计算题

1、某有色溶液,当液层厚度为1cm时,透过光的强度为入射光的87%;若通过5cm厚的液层时,其透过光的强度减弱多少?

2、甲基红的酸式和碱式的最大吸收波长分别为528cm和400nm,在一定的实验条件下测得数据如下(比色皿厚度为1cm):甲基红浓度为1.22Χ10-5mol/L时,于0。1mol/LHCl中,测得A528=1.783,A400=0.077;甲基红1。09Χ10—5mol/L时,于0.1mol/L NaHC O3中,测得A528=0。000,A400=0.753;未知溶液pH=4。18,测得A528=1。401,A400=0.166;求未知溶液中甲基红的浓度。

第三章答案

一、选择题

1、A2、C。D 3、C4、C5、A6、C.D 7、A。C8、

B.C

9、C.D10、A11、B.D 12、B13、C14、D15、A 16、

B.D 17、B

二、判断题

1、√

2、√

3、Χ

4、√

5、Χ6、Χ7、Χ8、Χ9、Χ10、√

三、解释术语

1、吸收光谱曲线(吸收曲线):以吸光度为纵坐标,波长或频率为横坐标所得的吸光度—波长曲线所得的即为吸收光谱曲线,又称为吸收曲线。

红外分光光度法

中文名称:红外分光光度法 英文名称:infrared spectrophotometry 定义:通过测定物质在波长2.5~25 μm(按波数计为4000~400 cm-1)的红 外光区范围内光的吸收度,对物质进行定性和定量分析的方法。所用仪器为 红外分光光度计 仪器:红外分光光度计 流程:光源->吸收池->单色器->检测器->记录装置 分为色散型(已淘汰)和干涉型。 色散型: 光源:一般常见的为硅碳棒,特殊线圈,能斯特灯(已淘汰)。 色散元件:反射光栅 检测器:真空热电偶及Golay池 吸收池:液体池和气体池(具有岩盐窗片) 干涉型: 光源:同色散型 单色器:迈克尔逊干涉仪 检测器:多用热电性硫酸三甘肽(TGS)或光电导性检测器。 图解析 解析原则:四先四后相关法 先特征(区),后指纹(1250/cm)。先最强(峰),后次强(峰)。先粗查,后细找。先否定,后肯定。 红外识谱歌 外可分远中近,中红特征指纹区, 1300来分界,注意横轴划分异。 看图要知红外仪,弄清物态液固气。 样品来源制样法,物化性能多联系。 识图先学饱和烃,三千以下看峰形。 2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯,1380甲基显。 二个甲基同一碳,1380分二半。 面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。 烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烷。

末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。 化合物,又键偏,~1650会出现。 烯氢面外易变形,1000以下有强峰。 910端基氢,再有一氢990。 顺式二氢690,反式移至970; 单氢出峰820,干扰顺式难确定。 炔氢伸展三千三,峰强很大峰形尖。 三键伸展二千二,炔氢摇摆六百八。 芳烃呼吸很特征,1600~1430。 1650~2000,取代方式区分明。 900~650,面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰,700和750; 四氢只有750,二氢相邻830; 间二取代出三峰,700、780,880处孤立氢醇酚羟基易缔合,三千三处有强峰。 C-O伸展吸收大,伯仲叔醇位不同。1050伯醇显,1100乃是仲, 1150叔醇在,1230才是酚。 1110醚链伸,注意排除酯酸醇。 若与π键紧相连,二个吸收要看准, 1050对称峰,1250反对称。 苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。 次甲基二氧连苯环,930处有强峰, 环氧乙烷有三峰,1260环振动, 九百上下反对称,八百左右最特征。 缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。 酸酐也有C-O键,开链环酐有区别, 开链强宽一千一,环酐移至1250。 羰基伸展一千七,2720定醛基。 吸电效应波数高,共轭则向低频移。 张力促使振动快,环外双键可类比。 二千五到三千三,羧酸氢键峰形宽, 920,钝峰显,羧基可定二聚酸、 酸酐千八来偶合,双峰60严相隔, 链状酸酐高频强,环状酸酐高频弱。 羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰, 1600反对称,1400对称峰。 1740酯羰基,何酸可看碳氧展。

红外吸收光谱法试题和答案解析

红外吸收光谱法 一、选择题 1. CH 3—CH 3的哪种振动形式是非红外活性的(1) (1)υC-C (2)υC-H (3)δasCH (4)δsCH 2. 化合物中只有一个羰基.却在1773cm -1和1736 cm -1处出现两个吸收峰.这是因 为(3) (1)诱导效应 (2)共轭效应 (3)费米共振 (4)空间位阻 3. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为(4) (1)玻璃 (2)石英 (3)红宝石 (4)卤化物晶体 4. 预测H 2S 分子的基频峰数为(2) ~ (1)4 (2)3 (3)2 (4)1 5. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是(4) (1) (2)—C ≡C — (3) (4)—O —H 二、解答及解析题 1. 把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B 的力常数是弹簧A 的力常数的两倍.每个球从静止位置伸长1cm.哪一个体系有较大的势能。 答:M h hv E k 2π= = ;所以B 体系有较大的势能。 2. 红外吸收光谱分析的基本原理、仪器.同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处 答: 红外 \ 紫外 基本原理 当物质分子吸收一定波长的光能.能引起分子振动和转动的能及跃迁.产生的吸收光谱一般在中红外区.称为红外光谱 当物质分子吸收一定波长的光能.分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态.产生的吸收光谱一般在紫外-可见光区。 仪器 傅立叶变换红外光谱仪 紫外可见光分光光度计 相同:红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。 不同:紫外光谱是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV; 而红外光谱是分子的振动能级跃迁引起的.同时伴随转动能级跃迁.一般振动能级间隔约为

仪器分析红外吸收光谱法习题及答案

红外吸收光谱法 一.填空题 1.一般将多原子分子的振动类型分为伸缩振动和变形振动,前者又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,后者可分为面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。2.红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区,中红外区和近红外区 ,其中中红外区的应用最广。 3.红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物,因此,除了单原子和同核分子等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。 4.在红外光谱中,将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性 ,相反则 称为红外非活性的。一般来说,前者在红外光谱图上出现吸收峰。5.红外分光光度计的光源主要有能斯特灯和硅碳棒。 6.基团一OH、一NH;==CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 cm-1, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。 7.基团一C≡C、一C≡N ;—C==O;一C=N,一C=C—的伸缩振动频率范围分别出现在 2400—2100 cm-1, 1900—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。 8.4000—1300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域,称为官能团区;1300—600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的指纹一样,故称为指纹区。 二、选择题 1.二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别(A) A. 3,2,4 B. 2,3,4 C. 3,4,2 D. 4,2,3 2.乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为(C) A. 2,3,3 B. 3,2,8 C. 3,2,7 D. 2,3,7 4.下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH 3CH 2 COH的吸收 带?(D) A. 3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1。 B. 3300—3010cm-1,1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。 C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l,1000——650cm-1。 D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。 1900—1650cm-1为 C==O伸缩振动,3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动(不饱和的其频率高于3000 cm-1),1475——1300cm-1为C—H变形振动(如—CH 3 约在1380—1460cm-1)。

红外光谱法习题[1]

第九章红外光谱法 基本要求:了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达, 掌握红外吸收光谱产生的条件,影响吸收峰位置、峰数和强度的因素, 掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型, 掌握常见基团的特征吸收频率,利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构,了解红外 吸收光谱的实验技术,了解拉曼光谱的原理及应用。 重点:IR光谱产生的条件,影响吸收峰位置,峰数和强度的因素,常见基团的特征吸收频率。 难点:键振动的类型,IR谱解析,FT-IR的原理和特点。 部分习题解答 1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么? 条件:(1)分子的振动或转动必须伴随偶极矩的变化;(2)红外辐射应具有能满足分子产生振动跃迁所需的能量(红外辐射频率等于振动量子数差值和振动频率的乘积) 不是所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。只有满足上述两个条件的分子振动才会产生红外吸收光谱。例如,同核双原子分子(O2、N2、Cl2)等的振动没有红外活性。 5. 计算CO2和H2O的分子振动自由度,它们分别有几种振动形式,在红外吸收光谱中能看到几个吸收普带?数目是否相符?为什么? CO2:线性分子振动自由度3N-5=3*3-5=4 四种振动形式两个吸收带数目不符对称伸缩振动无偶极矩变化,无红外活性,无吸收峰;面内弯曲和面外弯曲振动简并,只显示一个吸收峰。 H2O:非线性分子振动自由度3N-6=3*3-6=3 三种振动形式三个吸收带数目相符 6.判断正误。 (1)对(2)错(3)错(4)对(5)错(6)错 7、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带? (1)CH3 CO2H CO2CH3 (2)C2H3COCH3CH3CH2CH2CHO (3) 解:(1)CH3——COH 在3300~2500cm-1处有v O—H, 其v C=O位于1746~1700cm-1 COCH3无v OH吸收,其v C=O位于1750~1735cm-1(2)C2H5CCH3其v C=O位于1720~1715cm-1 CH3CH2CH2CH 其2820cm-1及2720cm-1有醛基费米共振双峰。 O O O

分析化学基础知识——第七课 红外分光光度法

第七课红外分光光度法 一、概述 1.红外区波长范围及分区 波长范围:0.76μm-1000μm 分区: 2.红外吸收光谱的表示方法 3.IR的特点 适用于气、液、固态样品、且样品用量少。 大多数化合物均有红外吸收,除了单原子分子和同核分子。 红外光谱中的吸收峰较多,特征性强,适合用于定性和结构解析。红外光谱仪的价格相对低廉。 定量分析灵敏度差,准确度低,主要用于定性分析。 不适合作含水样品的分析。 二、基本原理 分子振动和红外吸收 吸收峰的位置 吸收峰的强度 1.分子振动和红外吸收 双原子分子的振动与红外吸收 分子振动简单的双原子A-B间的振动可近似地用谐振子模型来描述振动频率可由虎克定律和牛顿定律推导出来 A、B视为两个刚性小球 化学键视为质量忽略不计的弹簧

A、B间的振动视为简谐振动 红外吸收 入射光频率与分子振动频率相等时,分子将吸收入射光,振动振幅加大,产生吸收光谱,因此,所吸收光的频率为: 多原子分子振动形式 伸缩振动γ弯曲振动δ (1)伸缩振动 键长变化但键角不变的振动 它包括两种类型 对称伸缩振动γs 反称伸缩振动γas 亚甲基的伸缩振动

(2)弯曲振动 键角发生周期性变化,但键长不变的振动。它包括以下几种类型 面内弯曲振动 AX2 面外弯曲振动 变形振动AX3 面内弯曲振动(β) 剪式振动(δ) 面内摇摆振动(ρ) 面外弯曲振动(γ) 面外摇摆振动(ω)

扭曲振动(τ) 变形振动 对称变形振动(δs) 不对称变形振动(δas) (3)振动自由度 双原子分子:一种振动形式 多原子分子:振动形式复杂,可以分解为许多简单的基本振动。基本振动的数目称为振动自由度,可以用作估计基频峰的可能数目。 振动自由度的计算 分子的运动形式分为:平动、振动和转动,则:振动自由度=总自由度-平动自由度-转动自由度 设:分子含有N个原子 则:总自由度为3N,平动自由度为3 转动自由度为3(对于非线形分子) 或2(对于线形分子) 振动自由度 非线形分子线形分子 3N-6 3N-5 H2O分子的振动自由度 3×3-6=3 CO2的振动自由度

红外光谱法习题参考答案

第十二章 红外吸收光谱法 思考题和习题 8.如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃? 烷烃主要特征峰为2 33,,,CH s CH as CH H C δδδν-,其中νC-H 峰位一般接近3000cm -1又低于3000cm -1。 烯烃主要特征峰为H C C C H C -==-=γνν ,,,其中ν=C-H 峰位一般接近3000cm -1又高于3000cm -1。 νC=C 峰位约在1650 cm -1。H C -=γ是烯烃最具特征的峰,其位置约为1000-650 cm -1。 炔烃主要特征峰为H C C C H C -≡≡-≡γ νν ,,,其中H C -≡ν 峰位在3333-3267cm -1。C C ≡ν 峰位在 2260-2100cm -1,是炔烃的高度特征峰。 9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基? 当两个或三个甲基连接在同一个C 上时,则吸收峰s CH 3 δ 分裂为双峰。如果是异丙基,双峰分别 位于1385 cm -1和1375 cm -1左右,其峰强基本相等。如果是叔丁基,双峰分别位于1365 cm -1和1395 cm -1左右,且1365 cm -1峰的强度约为1395 cm -1的两倍。 10.如何利用红外吸收光谱确定芳香烃类化合物? 利用芳香烃类化合物的主要特征峰来确定: 芳氢伸缩振动(ν=C-H ),3100~3000cm -1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm -1 苯环骨架振动(νc=c ),1650-1430 cm -1,~1600cm -1及~1500cm -1 芳氢面内弯曲振动(β=C-H ),1250~1000 cm -1 芳氢面外弯曲振动(γ =C-H ),910~665cm -1 14.试用红外吸收光谱区别羧酸、酯、酸酐。 羧酸的特征吸收峰为v OH 、v C=O 及γOH 峰。v OH (单体)~3550 cm -1 (尖锐),v OH (二聚体)3400~2500(宽而散),v C=O (单体)1760 cm -1 (S),v as C=O (二聚体)1710~1700 cm -1 (S)。羧酸的γOH 峰位在955~915 cm -1范围内为一宽谱带,其形状较独特。 酯的特征吸收峰为v C=O 、v c-o-c 峰,具体峰位值是:v C=O ~1735cm -1 (S);v c-o-c 1300~1000cm -1 (S)。v as c-o-c 峰的强度大而宽是其特征。 酸酐的特征吸收峰为v as C=O 、v s C=O 双峰。具体峰位值是:v as C=O 1850~1800 cm -1(s)、v s C=O 1780~1740 cm -1 (s),两峰之间相距约60 cm -1,这是酸酐区别其它含羰基化合物主要标志。 7.某物质分子式为C 10H 10O 。测得红外吸收光谱如图。试确定其结构。

红外光谱与拉曼光谱的异同点

红外光谱与拉曼光谱的异同点 红外光谱又叫做红外吸收光谱,它是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱曲线。要产生这一种效应,需要分子内部有一定的极性,也就是说存在分子内的电偶极矩。在光子与分子相互作用时,通过电偶极矩跃迁发生了相互作用。因此,那些没有极性的分子或者对称性的分子,因为不存在电偶极矩,基本上是没有红外吸收光谱效应的。 拉曼光谱一般也是发生在红外区,它不是吸收光谱,而是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子。入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级。与红外吸收光谱不同,拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用,要比红外吸收光谱的强度弱很多。但是由于它产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁,并不需要分子本身带有极性,因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测。 一、相同点在于: 对于一个给定的化学键,其红外吸收频率与拉曼位移相等,均代表振动能级的能量。因此,对某一给定的化合物,某些峰的红外吸收波数和拉曼位移完全相同,红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,两者都反映分子的结构信息。拉曼光谱和红外光谱一样,也是用来检测物质分子的振动和转动能级。 二、不同点在于: 两者产生的机理不同;红外光谱的入射光及检测光均为红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光;红外光谱测定的是光的吸收,而拉曼测定的是光的散射;红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难,但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析,比较方便;红外光谱不可以用水做溶剂,但是拉曼可以,水似拉曼光谱的一种优良溶剂;拉曼光谱的是利用可见光获得的,所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池,拉曼散射光能全部透过玻璃,而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。 本质区别:红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱;拉曼光谱光谱与红外光谱两种技术包含的信息通常是互补的。 主要区别:

红外分光光度法

红外分光光度法 一、填空题 1. 红外光谱是介于与之间的电磁波,其波长范围是。 2. 化合物的红外吸收曲线可由来描述。 3. 不同分子在红外谱图中出现的吸收峰位,是由所决定的。 4.乙醛CH3CHO的v c=0为1731cm-1,若醛上氢被一氯原子所取代形成CH3—C—Cl后,则v c=0向移动。 5. 丙酮的v c=0为l715cm-1,若其中一个甲基被一苯基所取代形成苯乙酮后,则v c=0向移动。 6. 化合物的v c=0为l663cm-1,若8位上氢被甲基取代后则v c=0由于因而频率。 7. 红外光谱中所说的特征频率区是指的区间,其特点是。 8. 苯甲醛的红外光谱中出现了2780cm-1和 2700cm-1两个吸 收峰,是由而产生的。 9. 分子内形成氢键与分子间形成氢键一样会使基团的振动频率向低波数移动。但是分子间氢键而分子内氢键。 10. 压片法所用的KBr必须进行干燥处理,一般要在左右。 11. 含羟基的样品,因溴化钾分散剂易吸水,干扰羟基的测定,因此采用特别合适。 12. 调糊法常用的悬浮剂有 , 但此法不能用于样品中的鉴定。 13. 液体池窗板很容易吸潮变乌,致使透光性变坏,因此使用时禁止,拆装时应 , 在的房间操作。 14. 液体池法需选择溶剂,一般常用的溶剂有 。 15. 顺-2-丁烯与反-2-丁烯的红外光谱在区域有显著不同的特征。顺式r C-H在处有数强吸收而反

式r C-H在有很强吸收峰。 16.氢键使v OH向且。 17. 一纯品的分子式为 C5H3NO,其红外光谱中有1725、2210、2280 cm-1,此化合物最可能结构是。 18. 一种苯的氯化物在 900~69Ocm-1区域波没有吸收峰,它的可能结构为。 19. 有一种溴甲苯C7H7Br,有一单峰在801cm-1,它的结构式为。 20. 化合物SO2的平动自由度为,转动自由度为 , 振动自由度为。 二、单项选择题 1、某化合物受电磁辐射作用后,振动能级发生变化,所产生的光谱波长范围是( ) A. 紫外光 B. X射线 C. 微波 D. 红外线 2、由红外光谱测得S—H的伸缩振动为 2000cm-1,S—D的伸缩振动频率为( ) A.1440cm-1 B.2000cm-1 C.4000cm-1 D.1000cm-1 3、乙烯分子的振动自由度为( ) A.20 B.13 C.12 D.6 4、乙炔分子的振动自由度为( ) A.12 B.7 C.6 D.5 5、苯分子的振动自由度为( ) A.32 B.36 C.30 D.31 6、下列化学键伸缩振动产生的基频峰出现在最低频的是() A. C-H B. C-N C. C-C D. C-F 7、分子式为C8H7ClO s的化合物其不饱和度为( ) A.5 B.4 C.6 D.2 8、CO2分子没有偶极矩这一事实表明该分子是( ) A. 以共价键结合的 B. 角形的 C. 线性的并且对称 D. 非线性的 9、下列羰基化合物中,v c=0出现最高波数者为( ) O O O A. R—C—R′ B. R—C—Cl C. R—C—H

拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用..

拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是:CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 (一)含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的方向透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究谱线特征 (二)拉曼散射光谱具有以下明显的特征: a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关; b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。 c. 一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。 (三)拉曼光谱技术的优越性 提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外 1 由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。 2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器 3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐,更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中,独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。 4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且,拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面积的样品。 5 共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。 (四)几种重要的拉曼光谱分析技术 1、单道检测的拉曼光谱分析技术 2、以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱的检测仪的分析技术 3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术 4、共振拉曼光谱分析技术 5、表面增强拉曼效应分析技术 (五) 拉曼频移,拉曼光谱与分子极化率的关系 1、拉曼频移:散射光频与激发光频之差,取决于分子振动能级的改变,所以它是特征的,

红外吸收光谱法习题与答案解析

六、红外吸收光谱法(193题) 一、选择题 ( 共61题 ) 1. 2 分 (1009) 在红外光谱分析中,用 KBr制作为试样池,这是因为: ( ) (1) KBr 晶体在 4000~400cm-1范围内不会散射红外光 (2) KBr 在 4000~400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性 (3) KBr 在 4000~400 cm-1范围内无红外光吸收 (4) 在 4000~400 cm-1范围内,KBr 对红外无反射 2. 2 分 (1022) 下面给出的是某物质的红外光谱(如图),已知可能为结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪 一结构与光谱是一致的?为什么? ( ) 3. 2 分 (1023) 下面给出某物质的部分红外光谱(如图),已知结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪一结构 与光谱是一致的,为什么? 4. 2 分 (1068) 一化合物出现下面的红外吸收谱图,可能具有结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ,哪一结构与 光谱最近于一致? 5. 2 分 (1072) 1072 羰基化合物中, C = O 伸缩振动 频率出现最低者为 ( ) (1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分 (1075) 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃 7. 2 分 (1088) 并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到,这是因为 ( ) (1) 分子既有振动运动,又有转动运动,太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的 (3) 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分 (1097) 下列四组数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3- CH2-CH = O的吸收带( ) 9. 2 分 (1104) 请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高? ( ) 10. 2 分 (1114) 在下列不同溶剂中,测定羧酸的红外光谱时,C=O 伸缩振动频率出现最高者为( ) (1) 气体 (2) 正构烷烃 (3) 乙醚 (4) 乙醇 11. 2 分 (1179) 水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) (1) 2 个,不对称伸缩 (2) 4 个,弯曲 (3) 3 个,不对称伸缩 (4) 2 个,对称伸缩 12. 2 分 (1180) CO2的如下振动中,何种属于非红外活性振动 ? ( ) (1) ←→ (2) →←→ (3)↑↑ (4 )

紫外-可见吸收光谱与红外光谱.

紫外-可见吸收光谱与红外光谱 基本概念 紫外-可见吸收光谱:让不同波长的光通过待测物,经待测物吸收后,测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A),以吸光度A为纵坐标,辐射波长为横坐标作图,得到该物质的吸收光谱或吸收曲线,即为紫外—可见吸收光谱。 红外光谱:又称为分子振动转动光谱,属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收其中一些频率的辐射,分子振动或转动引起偶极矩的净变化,使振-转能级从基态跃迁到激发态,相应于这些区域的透射光强减弱,记录百分透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。 两者都是红分了的吸收光谱图。 区别--起源不同 1.紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大,能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁,但因后者能级差小,常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气(如苯等)的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外,一般不显现。因此,紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2.中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起? 红外线的波长比紫外线长,光子能量比紫外线小得多,只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁,因而中红外光谱是振动—转动光谱,光谱复杂。 适用范围 紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析,不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限,在中红外区,能测得所有有机化合物的特征红外光谱,用于定性分析及结构研究,而且其特征性远远高于紫外吸收光谱,除此之外,红外光谱还可以用于某些无机物的研究。 紫外分光光度法测定对象的物态以溶液为主,以及少数物质的蒸气;而红外分光光度法的测定对象比紫外分光光度法广泛,可以测定气、液、固体样品,并以测定固体样品最为方便。 红外分光光度法主要用于定性鉴及测定有机化合物的分子结构,紫外分光光度法主要用于定量分析及测定某些化合物的类别等。 特性 红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的∏电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此,多数紫外光谱比较简单,特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析,但紫外光谱(UV)为四大波谱之一,是

红外光谱与拉曼光谱的区别

红外光谱与拉曼光谱的区别 1) 拉曼谱峰比较尖锐,识别混合物,特别是识别无机混合物要比红外光谱容易。 2) 在鉴定有机化合物方面,红外光谱具有较大的优势,主要原因是红外光谱的标准数据库比拉曼光谱的丰富。 3)在鉴定无机化合物方面,拉曼光谱仪获得400cm-1以下的谱图信息要比红外光谱仪容易得多。所以一般说来,无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。4)拉曼光谱与红外光谱可以互相补充、互相佐证。 红外光谱与拉曼光谱的比较 1、相同点 对于一个给定的化学键,其红外吸收频率与拉曼位移相等,均代表第一振动能级的能量。因此,对某一给定的化合物,某些峰的红外吸收波数与拉曼位移完全相同,红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,两者都反映分子的结构信息。 2、不同点 (1)红外光谱的入射光及检测光均是红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光; (2)红外谱测定的是光的吸收,横坐标用波数或波长表示,而拉曼光谱测定的是光的散射,横坐标是拉曼位移; (3)两者的产生机理不同。红外吸收是由于振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的。拉曼散射是由于键上电子云分布产生瞬间变形引起暂时极化,是极化率的改变,产生诱导偶极,当返回基态时发生的散射。散射的同时电子云也恢复原态; (4)红外光谱用能斯特灯、碳化硅棒或白炽线圈作光源而拉曼光谱仪用激光作光源;(5)用拉曼光谱分析时,样品不需前处理。而用红外光谱分析样品时,样品要经过前处理,液体样品常用液膜法和液体样品常用液膜法,固体样品可用调糊法,高分子化合物常用薄膜法,体样品的测定可使用窗板间隔为2.5-10 cm的大容量气体池; (6)红外光谱主要反映分子的官能团,而拉曼光谱主要反映分子的骨架主要用于分析生物大分子;(7)拉曼光谱和红外光谱可以互相补充,对于具有对称中心的分子来说,具有一互斥规则:与对称中心有对称关系的振动,红外不可见,拉曼可见;与对称中心无对称关系的振动,红外可见,拉曼不可见。 拉曼光谱和红外光谱的区别 红外光谱和拉曼光谱都属于分子振动光谱,都是研究分子结构的有力手段。红外光谱测定的是样品的透射光谱。当红外光穿过样品时,样品分子中的基团吸收红外光产生振动,使偶极矩发生变化,得到红外吸收光谱。拉曼光谱测定的是样品的发射光谱。当单色激光照射在样品上时,分子的极化率发生变化,产生拉曼散射,检测器检测到的是拉曼散射光。 单色激光照射样品后,产生瑞利散射和拉曼散射。瑞利散射是激光的弹性散射,不负载样品的任何信息。拉曼散射又分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射,拉曼散射负载有样品的信息。

红外光谱、拉曼和紫外作业

1.比较C=C和C=O键的伸缩振动,谱带强度更大的是C=O。 2.何谓基团频率?它有什么重要性及用途? 答: 不同分子中同一类型的化学基团,在红外光谱中的吸收频率总是出现在一个较窄的范围内,这种吸收谱带的频率称为基团频率。 它们不随分子构型的变化而出现较大的改变,可用作鉴别化学基团。基团频率区在4000~1300厘米-1,其中4000~2500厘米-1为单键伸缩振动区,2500~1900厘米-1为叁键和累积双键区,1900~1300厘米-1为双键伸缩振动区和单键弯曲振动区。 3.某化合物C8H9NO2,试根据如下谱图推断其结构,并说明依据。 答:U=8-(1-9)/2 + 1 =5,推断有苯环和C=C或C=O δ=3.8,单峰,归属CH3,推测为O-CH3

δ=7.1,7.8,均是双峰,归属Ar-H,是苯环对位取代特征峰 δ=7.2,双峰,推测可能为-NH2 3392cm-1,3172cm-1,N-H伸缩振动,双峰说明可能是-NH2 1651cm-1,N-H变形振动 1618cm-1,1574cm-1,1516cm-1,1423cm-1,芳环C=C伸缩振动 1397cm-1,甲基变形振动 1254cm-1,C-O-C伸缩振动吸收峰 853cm-1,苯环相邻两个H原子=C-H的面外变形振动,苯环对位取代的特征 故推测结构为 4.紫外吸收光谱有哪些基本特征? 答: (1)紫外吸收光谱所对应的电磁波长较短,能量大,它反映了分子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系(共轭烯烃和不饱和羰基化合物)及芳香族化合物的分析。(2)由于电子能级改变的同时,往往伴随有振动能级的跃迁,所以电子光谱图比较简单,但峰形较宽。一般来说,利用紫外吸收光谱进行定性分析信号较少。 (3)紫外吸收光谱常用于共轭体系的定量分析,灵敏度高,检出限低。 5.光度分析误差的主要来源有哪些?如何降低光度分析的误差? 1对朗伯-比尔定律的偏离: (1)非单色光引起的偏离。◎使用比较好的单色器,从而获得纯度较高的“单色光”,使标准曲线有较宽的线性范围。◎人射光波长选择在被测物质的最大吸收处,保证测定有较高的灵敏度,此处的吸收曲线较为平坦,在此最大吸收波长附近各波长的光的?值大体相等,由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得多。◎测定时应选择适当的浓度范围,使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。 (2)介质不均匀引起的偏离。故在光度法中应避免溶液产生胶体

红外分光光度法

红外光谱法 红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。简称“IR”,分子吸收光谱的一种。利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。 红外光谱法的一般特点 特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大。 红外光谱法的应用 1.定性分析和结构分析 红外光谱具有鲜明的特征性,其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此,红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具 2.定量分析 红外光谱法对试样的要求 红外光谱的试样可以是液体、固体或气体,一般应要求: (1)试样应该是单一组份的纯物质,纯度应>98%或符合商业规格才便于与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组份光谱相互重叠,难于判断。 (2)试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收,会严重干扰样品谱,而且会侵蚀吸收池的盐窗。 (3)试样的浓度和测试厚度应选择适当,以使光谱图中的大多数 吸收峰的透射比处于10%~80%范围内。 目前主要有两类红外光谱仪:色散型红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪。 一、色散型红外光谱仪 1 . 光源 红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体,同电加热使之发射高强度的连续红外辐射。常用的是Nernst灯或硅碳棒。Nernst灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和实心棒。工作温度约为1700℃,在此高温下导电并发射红外线。但在室温下是非导体,因此,在工作之前要预热。它的特点是发射强度高,使用寿命长,稳定性较好。缺点是价格地硅碳棒贵,机械强度差,操

红外拉曼光谱练习题

红外、拉曼光谱习题 一. 选择题 1.红外光谱是( AE ) A :分子光谱 B :原子光谱 C :吸光光谱 D :电子光谱 E :振动光谱 2.当用红外光激发分子振动能级跃迁时,化学键越强,则( ACE ) A :吸收光子的能量越大 B :吸收光子的波长越长 C :吸收光子的频率越大 D :吸收光子的数目越多 E :吸收光子的波数越大 3.在下面各种振动模式中,不产生红外吸收的是(AC ) A :乙炔分子中对称伸缩振动 B :乙醚分子中不对称伸缩振动 C :CO 2分子中对称伸缩振动 D :H 2O 分子中对称伸缩振动 E :HCl 分子中H -Cl 键伸缩振动 4.下面五种气体,不吸收红外光的是( D ) A:O H 2 B:2CO C:HCl D:2N 5 分子不具有红外活性的,必须是( D ) A:分子的偶极矩为零 B:分子没有振动 C:非极性分子 D:分子振动时没有偶极矩变化 E:双原子分子 6.预测以下各个键的振动频率所落的区域,正确的是( ACD ) A:O-H伸缩振动数在4000~25001 -cm B:C-O 伸缩振动波数在2500~15001 -cm C:N-H 弯曲振动波数在4000~25001 -cm D:C-N 伸缩振动波数在1500~10001 -cm E:C ≡N 伸缩振动在1500~10001 -cm 7.下面给出五个化学键的力常数,如按简单双原子分子计算,则在红外光谱中波数最大者是( B ) A:乙烷中C-H 键,=k 5.1510?达因1 -?cm B: 乙炔中C-H 键, =k 5.9510?达因1 -?cm

C: 乙烷中C-C 键, =k 4.5510?达因1 -?cm D: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510?达因1 -?cm E:蚁醛中C=O 键, =k 12.3510?达因1 -?cm 8.基化合物中,当C=O 的一端接上电负性基团则( ACE ) A:羰基的双键性增强 B:羰基的双键性减小 C:羰基的共价键成分增加 D:羰基的极性键成分减小 E:使羰基的振动频率增大 9.以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是( E ) A: B: C: D: E: 10.共轭效应使双键性质按下面哪一种形式改变( ABCD ) A:使双键电子密度下降 B:双键略有伸长 C:使双键的力常数变小 D.使振动频率减小 E:使吸收光电子的波数增加 11.下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是( E ) A: B: C: D: E: 12.下面四个化合物中的C=C 伸缩振动频率最小的是( D ) A: B: C: D: 13.两 个化合物(1) ,(2) 如用红外光谱鉴别,主要依 据的谱带是( C )

红外分光光度法

红外分光光度法 1 简述 化合物受红外辐射照射后,使分子的振动和转动运动由较低能级向较高能及跃迁,从而导致对特定频率红外辐射的选择性吸收,形成特征性很强的红外吸收光谱,红外光谱又称振-转光谱。 红外光谱是鉴别物质和分析物质化学结构的有效手段,已被广泛应用于物质的定性鉴别、物相分析和定量测定,并用于研究分子间和分子内部的互相作用。习惯上,往往把红外区分为3个区域,近红外区(12800~40000cm -1,0.78~2.5μ m),中红外区(4000~400cm -1 ,2.5~25 μ m)和远红外区(400~10cm -1 ,25~1000μ m)。其中中红外区是药物分析中最常用的区域。红外吸收与物质的关系在一定范围内服从朗伯-比尔定律,因而它也是红外分光光度法定量的基础。 红外分光光度计分为色散型和傅里叶变换型两种。前者主要由光源、单色器(通常为光栅)、样品室、检测器、记录仪、控制盒数据处理系统组成。以光栅为色散元件的红外分光光度计,以波数为线性刻度,以棱镜为色散元件的仪器,以波长为线性刻度。波数与波长的换算关系如下: 10000 波数(cm -1)= ) 波长(μm 傅里叶变换型红外光谱仪(简称FT-IR)则由光学台(包括光源、干涉仪、样品室和检测器)、记录装置和数据处理系统组成,由干涉图变为红外光谱需经快速傅里叶变换。该型号仪器现已成为最常用的仪器。 2 红外分光光度计的检定 所用仪器应按现行国家质量与核查技术监督局“色散型红外分光光度计鉴定规程”、“傅里叶变换红外光谱仪鉴定规程”和《中国药典》附录规定,并参考仪器说明书,对仪器定期进行校正检定。 2.1 波数准确度 2.1.1 波数准确度的允差范围傅里叶变换红外光谱仪在3000cm -1附近的波数误差应不大于±5cm -1,在1000cm -1附近的波数误差应不大于±1cm -1。2.1.2 波数准确度检定方法

红外光谱与拉曼光谱比较

拉曼光谱红外光谱 相同点给定基团的红外吸收波数与拉曼位移完全相同,两者均在红外光区,都反映分子的结构信息 产生机理电子云分布瞬间极化产生诱导偶极振动引起偶极矩或电荷分布变化 入射光可见光红外光 检测光可见光的散射红外光的吸收 谱带范围40-4000cm-1 400-4000cm-1 水可做溶剂不能作为溶剂 样品测试装置玻璃毛细管做样品池不能用玻璃仪器 制样固体样品可以直接测需要研磨制成溴化钾片 拉曼光谱红外光谱 拉曼位移相当于红外吸收频率。红外中能得到的信息在拉曼中也会出现。互补 拉曼光谱也同样有三要素,此外,还有退偏振比。解析三要素(峰位、峰强、峰形) 非极性基团谱带强(S-S、C-C、N-N)极性基团的谱带强烈(C=O、C-Cl) 容易表征碳链振动较容易测定链上的取代基红外光谱又叫做红外吸收光谱,它是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱曲线。要产生这一种效应,需要分子内部有一定的极性,也就是说存在分子内的电偶极矩。在光子与分子相互作用时,通过电偶极矩跃迁发生了相互作用。因此,那些没有极性的分子或者对称性的分子,因为不存在电偶极矩,基本上是没有红外吸收光谱效应的。 拉曼光谱一般也是发生在红外区,它不是吸收光谱,而是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子。入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级。与红外吸收光谱不同,拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用,要比红外吸收光谱的强度弱很多。但是由于它产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁,并不需要分子本身带有极性,因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测。 相同点在于:对于一个给定的化学键,其红外吸收频率与拉曼位移相等,均代表第一振动能级的能量。因此,对某一给定的化合物,某些峰的红外吸收波数和拉曼位移完全相同,红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,两者都反映分子的结构信息。拉曼光谱和红外光谱一样,也是用来检测物质分子的振动和转动能级 不同点在于:两者产生的机理不同;红外光谱的入射光及检测光均为红外光,而拉曼光谱的入射光大多数是可见光,散射光也是可见光;红外光谱测定的是光的吸收,而拉曼测定的是光的散射;红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难,但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析,比较方便;红外光谱不可以用水做溶剂,但是拉曼可以,水似拉曼光谱的一种优良溶剂;拉曼光谱的是利用可见光获得的,所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池,拉曼散射光能全部透过玻璃,而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。 本质区别:红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱;拉曼光谱光谱与红外光谱两种技术包含的信息通常是互补的。 主要区别:(1)光谱的选择性法则是不一样的,红外光谱是要求分子的偶极矩发生变化才能测到,而拉曼是分子的极化性发生变化才能测到; (2)红外很容易测量,而且信号很好,而拉曼的信号很弱; (3)使用的波长范围不一样,红外光谱使用的是红外光,尤其是中红外,而拉曼可选择的波长很多,从可见光到NIR,都可以使用;(4)拉曼和红外大多数时候都是互相补充的,就是说,红外强,拉曼弱,反之也是如此; (5)在鉴定有机化合物方面,红外光谱具有较大的优势,无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。 (6)理论基础和检测方法存在明显的不同。我们说物质分子总在不停地振动,这种振动是由各种简正振动叠加而成的。当简正振动能产生偶极矩的变化时,它能吸收相应的红外光,即这种简正振动具有红外活性;具有拉曼活性的简正振动,在振动时能产生极化度的变化,它能与入射光子产生能量交换,使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别,这种能量的差别称为拉曼位移,它与分子振动的能级有关,拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。 红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量;而拉曼光谱法的检测是用可见激光来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,它是一种间接的检测方法。

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