材料结构表征重点 (2)

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1、1紫外光谱1紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200-400nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。产生：外层电子从基态跃迁到激发态。2四种电子能级跃迁所需能量ΔΕ大小顺序：n→π＊<π→π＊

2、移动，叫红移（长移）。6蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向短波方向的移动，叫蓝移（紫移，短移）7吸收谱带的类型：R吸收带，K吸收带，B吸收带，E吸收带8.高强度的吸收为共轭重键，270nm以上左右的低强度吸收可能为醛酮的羰基吸收，210nm左右的低强度吸收可能为羧基及其衍生物，250~300nm左右的中等强度吸收表明有芳环存在2红外光谱1红外光谱定义：当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱

3、。又称为分子振动转动光谱。2红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（微米）和波数1/λ单位：cm-1。可分为两个区，即官能团区和指纹区。3.Lambert-Beer定律:A=log(I0/I)=klcA:吸光度I0,I:入射光和透射光的强度k:吸光系数l:样品厚度c:样品浓度4.IR产生的条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。5.分子中基团的基本振动形式：伸缩振动（包括对称伸缩振动，反对称伸缩振动）弯曲振动（包括面

4、内弯曲与面外弯曲）6.影响基团频率发生位移的因素：A诱导效应。吸电子基团使吸收峰向高频位移B共轭效应。共轭效应使碳碳双键的伸缩振动频率向低频位移C空间效应;场效应，空间位阻，环张力D氢键效应：伸缩振动向低频位移，弯曲振动向高频位移7常见的基团频率：羰基伸缩振动在1600~1900cm-1之间，往往是谱图的第一强峰，特征非常明显；C=C伸缩振动出现在1600~1660cm-1之间，一般强度较弱；单核芳烃的C=C伸缩振动出现在1500~1480cm-1和1600~1590cm-1两个区域。是鉴定芳核的重要标志。2000~2500cm-1是叁键和累积双键区。1370~1380cm-1为

5、甲基的弯曲振动区8.多原子的简振振动数目为3n-6，如水分子共有三个简振振动，直线型分子有3n-5个简振振动。简振振动包括伸缩振动（键长发生变化）与弯曲振动（键角发生变化）8.不饱和度=（2×碳原子数+2-氢原子数-卤原子数+氮原子数）÷2，氧硫原子不影响不饱和度，Na与氢原子等价。10.材料结构表征的三个任务：成分分析，结构测定，形貌观察。结构测定以衍射方法为主，形貌观察主要是依靠显微镜。3核磁共振氢谱1.产生核磁共振的条件：（1）I≠0的自旋核（2）外磁场B0（3）与B0相互垂直的射频场B1，且v1=v0，v=γ•B0/2π2.弛豫过程：在电磁波的作用下，当hv对应于分子中某

6、种能级（分子振动能级、转动能级、电子能级、核能级等）的能量差△E时，分子可以吸收能量，由低能态跃迁到高能态。在电磁波的作用下，激发态的分子可以放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布。即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态重建Boltzmann分布。两种弛豫过程：自旋-晶格弛豫与自旋-自旋弛豫3.核外电子云的密度高，σ较大，核的共振吸收高场（或低频）位移，核外电子云的密度低，σ较小，核的共振吸收低场（或高频）位移4.为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质?(1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(δ值规定为0)，绝大多数吸收峰均出现在它的左边。（2）结构对称，是一个单峰

7、。(3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。5.NMR图谱：图中的横坐标为化学位移δ.δ=0处的峰为TMS的谱峰.横坐标左向右,磁场增强,频率减小纵坐标：峰的强度阶梯状曲线为积分曲线,积分高度为对应积分面积,可定量反映氢核的信息6影响化学位移的因素：诱导效应，使化学位移增大共轭效应，取代基的共轭效应分拉电子和推电子，分别使化学位移增大和减小。如苯环上键入—OH和—OCH3，均为给电子基团，使得邻位碳上电子云密度增加，屏蔽效应增加，化学位移向高场移动，值减小。而—CHO为拉