基本介紹
- 中文名：超額光譜
- 外文名：Excess spectrum
基本介紹,定義,性質,套用,
基本介紹
2006 年，尉志武課題組將超額熱力學函式的思想與吸收光譜相結合，提出了超額光譜的概念。將這一新的方法套用於若干二元氫鍵作用體系，發現它可以提高譜圖的解析度、評價體系的非理想性以及用於研究選擇性分子間相互作用。超額光譜中特定吸收帶的正負號也可提供重要的分子間相互作用的信息。
定義
對於二組分 A 與 B 混合體系，若其吸收光譜符合朗伯比爾定律，則其理想狀態的摩爾吸光度可以定義為
其中，xA、xB 分別為 A 與 B 組分的摩爾分數。超額摩爾吸光度定義為
性質
溶液結構是溶液化學的中心問題之一。在溶液中，分子常常通過弱相互作用（例如氫鍵）形成不穩定的作用體，如何深入認識溶液中的氫鍵作用本質、如何確定這些作用體的存在是長久以來困擾科學家的重要問題。超額光譜的作用主要包括：(1)提高譜圖的表觀解析度, (2)判斷體系的非理想性, (3)峰符號提供亞分子層次的結構信息, (4)判斷分子間選擇性相互作用的優先性等。2006 年，尉志武、李慶忠等藉助超額光譜等方法發現，甲醇與二甲基亞碸的氫鍵作用體中後方基團的作用不同，甲醇的甲基吸電子，二甲基亞碸的甲基給電子，相關工作發表在《美國化學會會志》（Li, Q. Z. et al, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1438）上。
套用
Yoshikata Koga 課題組在超額紅外吸收光譜的基礎上發展出超額偏摩爾吸收光譜的概念。Yunhong Zhang 課題組利用超額紅外光譜研究了正丙醇-水溶液中的構象改變。Koji Muteki 課題組發展了基於超額光譜的預測多組分體系化工性質的疊代最佳化技術。Johannes Kiefer 課題組長期利用超額紅外和近紅外吸收光譜研究溶液結構問題，並在最近提出超額光譜新的畫法。劉世林課題組將超額光譜拓展至拉曼吸收光譜，利用其研究水溶液中的離子對。張鎖江、尉志武等課題組利用超額紅外光譜，研究了大量離子液體中的溶液結構問題。尉志武課題組同時利用超額光譜對溶液中的鹵鍵結構進行研究。他們近來還發現對於二組分溶液，如果某組分只存在兩種作用形式（稱為二態），那么超額光譜的形狀與溶液的濃度無關，為溶液結構的研究、特別是溶液中締合體或簇的研究打開了一扇新窗戶。超額光譜在其他領域內的套用還在發展之中。
