利用拉曼光谱对短链烷烃的相变过程及旋转相的研究.pdfVIP

第30卷，第5期 2。0l and May，2010 0年5月 SpectroscopySpectralAnalysis 利用拉曼光谱对短链烷烃的相变过程及旋转相的研究 陈羿廷，金元浩，杜为民。 北京大学物理学院．北京100871 摘要利用激光拉曼光谱研究了二十六烷的凝结相变过程。在冷却过程中，二十六烷经历了从液相一旋 转相一同态单斜品相的相变过程。主要研究了烷烃分子碳链上CH2弯曲振动、CHz剪式振动、c_一C伸展振 动和CH。平面摇摆等振动模式的变化过程，包括这些模的频率、半宽和强度变化等，研究在相变过程中不 同振动模式的的演变顺序和过程，反映各种振动模式与分子结构的相关性，并了解反式构象和歪曲构象在 相变过程中的变化，从而更深入的理解烷烃等非晶体物质的相变过程。此外，通过分析8001 500cIIl_1波 段各个拉曼波峰在降温过程中的变化过程，得到了二十六烷的旋转相的温度区间，证明可以利用拉曼光谱 来观察烷烃相变过程中出现的旋转相。 关键词正二十六烷；拉曼光谱；旋转相；相变 中图分类号：C1433．5文献标识码：A 080 强度减弱，而1 cm-1的强度却得到增强，而且熔化态下 300 引 言 光谱被l080锄-1主导。第3个波段是在lCITI-1附近， 295 305 旋转相是烷烃、醇类以及其他具有碳氢链结构的有机物 在晶体相下位于1 cm_1，而在歪曲构象下位于I 400～I 所具有的一种有趣的凝聚态。处于旋转相的烷烃分子在构型 crn～。第4个波段是在1 500咖_1波段，属于剪式振 460 上同三维晶体一样，仍然具有层状结构，只是在绕长轴的旋 动模式(scissoring)。在低温下，有l418，l438和1 418 转自由度上缺少长程有序性。自从20世纪30年代“旋转相”咖-1三个波峰，当温度升高转变成旋转相时，l cm-1波 的概念被MullerCl]提出以来，旋转相一直得到广泛的关注和峰会消失，而后2个波峰有一定频移并相瓦融合在一起。 研究。人们曾利用各种实验技术如红外光谱[2-引、DSC[5’引、 在本实验中，定量改变烷烃样晶的温度，并利用拉曼光 拉曼光谱L6-aJ、X射线f9。1门等对其进行观察，还利用热力学理谱实时观察二十六烷的液固相变过程，除r定性观察若干拉 论进行了计算和模拟[1引，对其从各个角度进行了研究。 曼谱峰在相变过程巾的变化，确定从液相到旋转相以及从旋 拉曼光谱技术作为一种有效的探测方法，可以得到晶体 转相到同态单斜品相转变的谱峰变化，还对谱峰的频率、半 结构、缺陷和成分变化等信息，并且由于具有可实时探测、 宽、波峰高度和波峰积分面积的变化进行定量的分析，研究 对样品尤损伤等特点，能很好的用于相变过程的研究。 在相变过程中不同振动模式的演变过程，从而更好的理解烷 C2。H。。的降温变化过程为“液相一旋转相一单斜晶相”。 烃等物质的相变过程。 在相变过程中，烷烃分子的振动拉曼光谱随着分子结构的变