Условия идентификации веществ и расшифровки структуры

•Отсутствие полосы в некоторой области – надежное доказательство того, что структурный элемент в молекуле отсутствует. Наличие полосы еще не свидетельствует, что в молекуле имеется данная группа.

•Ни один метод, включая ИК-спектроскопию, не может дать исчерпывающей информации о структуре вещества. Поэтому используют сочетание нескольких методов.

31

Рис 8. ИК-спектр н-гексана СН3(СН2)4СН3

32

Рис 9. ИК-спектр гексена-1 СН2=СН(CH2)3СН3

33

Рис 10. ИК-спектр гексанола-2 СН3(CH2)3СН(ОН)СН3

34

Рис 11. ИК-спектр гексанона-2 СН3(CH2)3С(О)СН3

35

Рис 12. ИК-спектр толуола С6H5СН3

36

Преимущества метода ИК-спектроскопии

•Является молекулярно-специфичным, что позволяет получать информацию о функциональных группах в молекуле – их типе, взаимодействиях и ориентациях

•Является селективным по отношению к изомерам, благодаря «области отпечатков пальцев»

•Является методом количественного недеструктивного анализа, даже по отношению к неустойчивым соединениям. Позволяет определять содержание от 0.1% до 100%.

•Метод позволяет получать информацию о твердых, жидких и газообразных веществах, о поверхностях, о локальных областях и слоистых структурах

37

Спектроскопия комбинационного рассеяния

Рэлеевское рассеяние - рассеяние света без изменения длины волны на частицах, неоднородностях или других объектах.

Комбинационное рассеяние света (эффект Рамана) - рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твѐрдого, жидкого или газообразного), сопровождающееся изменением его частоты.

КРС было открыто Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом в 1928 г. при исследовании рассеяния света в кристаллах и одновременно Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном при исследовании рассеяния света в жидкостях. В зарубежной литературе комбинационное рассеяние света обычно называют эффектом Рамана.

38

Основы метода

•Исследуемое вещество облучается световой волной с частотой, на которой данное вещество не поглощает, т.е. квант света недостаточно велик, чтобы перевести молекулу в возбужденное электронное состояние.

•При взаимодействии электромагнитного излучения с веществом происходит поляризация молекулы, ее деформация в поле электромагнитной волны, когда электроны молекулы сдвигаются в одну сторону, а положительно заряженные ядра – в другую. Молекула приобретает энергию Е.

•Из поляризованного состояния молекула возвращается не на первоначальный, а на какой-то другой энергетический уровень.

39

Основы метода

•Спектр рассеянного света содержит, кроме спектральных линий, характеризующих падающий на среду свет, дополнительные линии, симметрично расположенные с низкочастотной и высокочастотной сторон около спектральных линий первичного света (стоксовская и антистоксовская компоненты рассеяния).

•Обычно эти дополнительные комбинационные линии соответствуют изменениям во вращательном и колебательном движении атомов в молекуле или в кристаллической решетке.

•В отличие от люминесценции, которая также представляет собой вторичное излучение с измененной частотой, при комбинационном рассеянии света рассеивающая система не переходит в возбужденное состояние на конечные (хотя бы и малые) интервалы времени.

40