- •Колебательная спектроскопия
- •Спектральные области и методики
- •Определение и особенности ИКС
- •Происхождение инфракрасных спектров. Колебания атомов в молекуле
- •Происхождение инфракрасных спектров. Колебания атомов в молекуле
- •Происхождение инфракрасных спектров. Колебания атомов в молекуле
- •Происхождение инфракрасных спектров. Колебания атомов в молекуле
- •Рис 1. Потенциальные кривые, уровни энергии и схематические спектры гармонического (1) и ангармонического
- •Происхождение инфракрасных спектров. Колебания атомов в молекуле
- •Рис 2. Схема энергетических уровней в молекуле, иллюстрирующая поглощение излучения
- •Правила отбора для ИК-спектроскопии
- •Рис 3. Валентные и деформационные колебания метиленовой группы
- •Колебания и спектры многоатомных молекул
- •Колебания и спектры многоатомных молекул
- •Каждая полоса в ИК-спектре характеризуется следующими параметрами:
- •Рис 5. Схема ИК-спектрометра (UR-10, UR-20, ИКС-29 и др.)
- •Современный ИК-спектрометр
- •Источники излучения ИК-спектров
- •Подготовка образцов для снятия ИК-спектров
- •Пробы для ИК-спектров
- •Держатель таблеток
- •Пресс и матрица для приготовления
- •Кювета жидкостная разборная
- •Монохроматоры (монохроматизаторы)
- •Детекторы для ИК-спектров
- •Рис 6. Пример ИК-спектра органического вещества
- •Рис 7. Частоты колебаний связей между атомами
- •Условия идентификации веществ и расшифровки структуры
- •Условия идентификации веществ и расшифровки структуры
- •Рис 8. ИК-спектр н-гексана СН3(СН2)4СН3
- •Рис 10. ИК-спектр гексанола-2 СН3(CH2)3СН(ОН)СН3
- •Рис 11. ИК-спектр гексанона-2 СН3(CH2)3С(О)СН3
- •Рис 12. ИК-спектр толуола С6H5СН3
- •Преимущества метода ИК-спектроскопии
- •Спектроскопия комбинационного рассеяния
- •Основы метода
- •Основы метода
- •Квантовая теория
- •Рис. 13. Пример спектра КР
- •Основные блоки установки для снятия спектров КР
- •Рис.14. Схема установки со спектрометром ИСП-15
- •Современный КР-спектрометр (RMP-300)
- •Преимущества КР спектроскопии
- •Преимущества КР спектроскопии
Квантовая теория
Объясняет не только сдвиги частот, но и разницу в интенсивностях различных пиков спектра рассеяния
41
Рис. 13. Пример спектра КР
Релей
Стокс-Раман
Антистокс-Раман
42
Основные блоки установки для снятия спектров КР
Трудности в получении спектров КР интересующего вещества связаны с малой интенсивностью линий комбинационного рассеяния (10-5 - 10-6 от интенсивности возбуждающей линии).
1.Источник возбуждения (лазер или ртутная лампа)
2.Осветитель
3.Кювета с исследуемым веществом
4.Спектральный прибор (монохроматор)
5.Фотоприемник
6.Система регистрации
43
Рис.14. Схема установки со спектрометром ИСП-15
Ртутная лампа |
|
Водяной фильтр, отсекающий ИК излучение |
Кювета с исследуемым веществом |
|
|
Источник |
|
Спектрометр |
питания |
|
ИСП-51 |
ФЭУ |
АЦП |
ФЭУ |
44
Современный КР-спектрометр (RMP-300)
45
Преимущества КР спектроскопии
•Правила отбора для ИК и КР спектроскопии различаются, В ИК поглощении важно изменение величины дипольного момента под действием возбуждающего излучения. В спектре КР нормальное колебание будет активно, если оно приводит к изменениям поляризуемости молекул. Поэтому некоторые колебания могут быть активными только в ИК, либо только в КР спектрах
(полностью симметричные колебания являются активными в КРС).
•Некоторые колебания по своей природе слабы в ИК и сильны в спектрах комбинационного рассеяния (растяжение-сжатие С≡С, C=C, C=P, S—S, S—P связей).
•Обычно диаметр лазерного пучка составляет 1–2 мм и следовательно необходима небольшая площадь образца для получения КР спектра.
46
Преимущества КР спектроскопии
•Неразрушающий характер анализа методом КРС дает возможность исследовать молекулярную структуру биополимеров.
•Поскольку вода практически не даёт вклада в спектр КР, можно легко получать КР спектры различных водных растворов без серьёзных помех.
•Спектры КР гигроскопичных или воздушно- чувствительных образцов могут быть получены путём размещения образцов в герметичной стеклянной трубке (стекло также «прозрачно» для КРС).
•Применение в качестве источника возбуждающего излучения лазера с частотой в ближней ИК-области практически полностью устраняет флуоресценцию образца.
•Быстрая съемка спектров КР позволяет избежать термической деструкции образца.
47