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拉曼散射光谱可以反映分子的振动信息,通过分析光谱的振动峰,可以对不同分子或同分异构体分子进行识别。表面增强拉曼散射(SERS)效应是1974年首次发现的,它可以极大地增强拉曼散射信号。理论计算方法可以用于优化分子的结构和预测分子的振动频率以及分子的电子特性,有助于拉曼谱峰峰强的预测和峰位的指认。近年来,运用拉曼光谱、表面增强拉曼光谱和理论计算研究分子的构型构象和在贵金属表面上的吸附行为已成为研究热点。本学位论文通过拉曼光谱和理论计算先后研究了2-苯乙胺分子在液相中的构象平衡和吗啡啉分子在液相中金纳米粒子表面的吸附取向和吸附构象。主要内容如下: (1)2-苯乙胺分子是最重要并且是最简单的胺类神经递质分子。在本文中,通过拉曼光谱结合理论计算(DFT/MP2)研究了液态2-苯乙胺中的构象平衡和氢键对分子构象的影响。首先,通过理论计算,旋转乙基和氨基的角度可以得到九种不同的2-苯乙胺分子,其中有四种是简并构象。在(550-800和1250-1500cm-1)光谱范围内,比较液态2-苯乙胺实验观察光谱和理论预测分子的五种典型构象的拉曼光谱可以发现,五种典型的构象都可能存在于液态2-苯乙胺中。相对于单个2-苯乙胺分子的拉曼光谱,液态2-苯乙胺的氨基伸缩振动红移了约30cm-1。这表明了分子间氢键N-H…N在液态2-苯乙胺中起着重要的作用。在变温拉曼实验中,762cm-1处的拉曼峰强度随着温度的升高而升高表明反式结构在液态苯乙胺中更是更优构象。同时,氨基的伸缩振动随着温度的升高而蓝移就更近一步证明了分子间氢键N-H…N在液态2-苯乙胺中起着重要的作用。 (2)吗啡啉(HN(CH2CH2)2O)是一个典型的六元饱和杂环分子。在本文中,通过应用拉曼光谱结合理论计算的方法揭示了吗啡啉分子在金纳米粒子表面的吸附取向和吸附构象。通过理论计算得知,椅式构象的能量比船式构象的能量低了7.5kcal/mol,这表明了在液态吗啡啉中椅式构象将占主导地位。通过比较液态吗啡啉、吗啡啉溶液和计算得到的椅式结构的拉曼光谱表明两种椅式构象(赤道和轴向)都存在于液态和溶液吗啡啉,但稀释后的吗啡啉溶液中,赤道椅式结构的量将减少。由浓度变化的表面增强拉曼光谱、表面选择定律和理论计算的结果可以推断,在较高浓度情况下,吗啡啉是以轴向椅式构象通过N原子垂直吸附在纳米金颗粒的表面。然而在较低浓度的情况下,吗啡啉分子渐渐平躺在纳米金表面,而且吗啡啉是去质子化的。与此同时,我们还根据结果进行理论模拟,进一步肯定了我们的结论。