红外光谱仪-Gaussian软件在仪器分析实验课程的联用实践
2022-08-30亓媛媛赵允玉
南通职业大学学报 2022年2期
亓媛媛,赵允玉,宋 娟
(南京邮电大学 材料科学与工程学院,南京 210023)
“仪器分析实验”课程“未知化合物红外光谱测定”一节涉及有机物分子的光学性质测定,其原理是分子中不同官能团吸收不同频率的光波,引起官能团的振动能级跃迁,形成了独一无二的红外吸收光谱[1],再根据所得红外吸收光谱的振动峰位置、形状和强度的谱图解析确认分子结构。红外光谱判断分子结构方便准确,应用非常广泛。但是,此实验重点让学生学习如何操作红外分光光度计和查看红外吸收光谱,对分子如何在微观层面产生了红外振动光谱和各官能团如何振动却少有提及,往往导致实验和理论知识的脱节。
随着现代科技的迅猛发展,计算机技术为传统的实验教学提供了方法拓展与效果提升空间[2-4]。Gaussian软件[5]是目前应用最广泛的计算化学软件之一,它将计算机科学与化学微观世界结合起来,可预测分子结构、能量、振动和化学反应等性质。GaussView是Gaussian软件的图形展示界面,可用于搭建或查看分子结构,查看分子性质的计算结果等[6-9]。
为此,引入了Gaussian 09和GaussView 5.0软件包,搭建通过光谱解析的分子结构,计算预测分子的红外光谱,并将实验结果与计算结果进行对比观察,探索不同官能团的振动方式对其吸收峰的强度、位置的影响,将实验现象与微观层面相结合,以帮助学生加深对红外光谱产生原理的理解。
1 实验与理论计算
1.1 实验
实验中的未知化合物设计为苯甲酸,由KBr压片处理至均匀透明;……
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