ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изучение видимой области спектра из "История органической химии " В настоящее время под УФ-спектроскопией часто подразумевается изучение не только собственно ультрафиолетовой, но также и видимой части спектра. Однако сходство в процессах, происходящих при поглощении видимого и ультрафиолетового излучения, и в первую очередь сходство их химического действия было обнаружено не сразу, а общая для них методика изучения стала разрабатываться уже после того, как обе эти области исследовались в течение многих десятилетий раздольно. Естественно, что изучение видимого спектра началось раньше, и оно представляло значительно больший интерес для химиков, так как было тесно связано с проблемой цветности химических соединений, а во второй половине XIX в. и с практическими запросами со стороны химии красителей. Вот почему мы считаем целесообразным выделить первоначальную историю изучения видимой части спектра органических соединений в отдельный параграф, тем более, что при этом предоставится возможность также привести необходимые сведения и но общей истории спектроскопии. [c.225] В 1672 г. Ньютон сообщил о своем наблюдении, что луч солнечного света после прохождения через прнзвду дает цветной спектр. Отсюда он заключил, что белый солнечный цвет состоит из бесконечно большого числа различно окрашенных лучей, которые вследствие различного преломления при прохождении через призму разделяются и из которых ради удобства описания он выделил семь цветов. В 1в02 г, Уолластон заметил, что спектр разлагаемого по способу Ньютона солнечного света разделен на части черными полосами. К 1817 г, относится публикация первого сообщения Фраунгофера, обнаружившего в солнечном спектре несколько сот темных линий, занимающих постоянное положение. Ун е на этой стадии истории спектроскопии стало ясным, насколько развитие этой области зависит от ее технического оснащения . Ньютон работал с призмами плохого качества и к тому же обладал неважным зрением, а Фраунгофер был прекрасным техником и изобретателем [41], и его прибор был по сути прообразом современных спектроскопов и спектрометров. Именно поэтому Фраунгоферу впервые о помощью определенной избранной им шкалы удалось измерить расстояния между отдельными линиями. [c.225] Как замечает Кайзер, примеси натрия к исследуемым веществам приводили спектроскопистов к ошибочным выводам, и поэтому желтая линия натрия несет основную вину за то, что спектральный анализ не был открыт на 30—40 лет раньше Кирхгофа и Бунзена [38, с. 14]. [c.226] В 1860 г. Кирхгоф установил закон, согласно которому все газы поглощают те же световые волны (той же длины), которые они способны испускать. Опираясь на идею Талбота, Кирхгоф и Бунзен приступили к спектральному анализу различных минералов, в результате чего они открыли рубидий и цезий, за чем последовали открытия других элементов. После этого спектроскописты начали систематическое исследование спектров всех известных элементов. [c.226] Естественно, что наряду со спектрами неорганических соединений изучались спектры и соединений углерода. Так, проверяя гипотезу Ньютона о применении к цветным лучам правила смешения красок, Брюстер (1832) экстрагировал из различных растений хлорофилл и обнаружил пять полос в его спектре поглощения. Б 1833 г. Миллер изучает спектр паров индиго и не обнаруживает в нем полосы поглощения. В 1834 г. Талбот описал эмиссионный спектр циана, найдя три светлые полосы в фиолетовой части спектра. Именно с 30-х годов XIX в. органические вещества стали предметом исследования спектроскопистов, правда, они еще не изучались ими специально. Так, в 1858 г. Дрейпер, говоря об эмиссионных спектрах, в частности наблюдаемых при горении циана, высказал важную мысль о том, что появление линий как светлых, так и темных связано с химической природой вещества, дающего пламя [38, с. 58]. [c.226] В это время правильные формулы хинона и азобензола были только что установлены, хотя еще и вызывали сомнение, а раскрытие строения индиго было еще впереди. Когда же строение ароматических соединений, особенно применяемых в качестве красителей, было изучено, появилась возможность и для более широких обобщений. [c.227] После создания теории цветности перед спектроскопией встала задача проверки естественного предположения о том, что одни и те же хромофоры в различных молекулах приводят к сходным особенностям в их спектрах поглощения, а также задача выяснения характера влияния на спектр взаимодействия (еще неизвестной природы) хромофорных и ауксохромных групп. Представляла также несомненный интерес и проверка выдвинутой в 1888 г. Армстронгом гипотезы о хиноидном строении окрашенных органических соединений. [c.227] Но развитие спектроскопии со стороны химии стимулировали не только нисто теоретические проблемы. В связи с развитием химии красителей возникает потребность в постоянной спектральной аппаратуре, всегда готовой к работе, удобной и простой в обращении [43, с, 389]. После того как Мейерштейн изготовил в 1856 г. первый спектрометр, поступивший в продажу в 1859 г. (этот год, следовательно, можно считать началом первого этапа развития спектрального приборостроения [44, с. 5 ), а Амичи в 1860 г. предложил конструкцию портативного, простого и пригодного для экспресс-оценки спектроскопа прямого зрения и после того как Кирхгоф и Бунзен заложили основы спектрального анализа, спектры становятся не целью, а средством исследований, проводимых зачастую людьми, не имеющими достаточного опыта работы с физической аппаратурой [43, с. 3891. [c.228] Хотя спектры окрашенных органических соединений полу чил впервые еще Стокс (1852), а за ним многие другие спектроскописты, первое систематическое исследование выполнено было лишь в 1878 г. X. Коппом, затем Жираром и Пабстом (1885) и другими, установившими аналогию спектров поглощения для красителей, сходных по способу получения, а следовательно, и по химическому строению. Однако в 1888 г. Армстронг поставил шире вопрос об изучении зависимости между структурой органического соединения и наличием и положением полос в его спектрах поглощения. Отсутствие окраски, определяемое визуально, еще не свидетельствует о том, что вещество не поглощает в видимой части спектра, так как возможно селективное поглощение комплементарных цветов, в результате чего вещество будет для глаз бесцветно. Таким образом, становится очевидной недостаточность исследования окраски органических соединений без применения спектроскопической аппаратуры и без изучения невидимых частей спектра. Насколько своевременно Армстронг высказал такое пожелание, видно из того, что за год до этого уже началось совместное исследование видимой и ультрафиолетовой частей спектров поглощения органических соединений (см. след, параграф). [c.228] Прежде чем перейти к развитию исследований ультрафиолетовой области спектра, а затем совместно ультрафиолетовой и видимой областей спектров поглощения органических соединений, следует упомянуть о том, как физики толковали взаимодействие света и вещества, и о том, какое влияние это толкование имело на представления химиков о структуре молекул. [c.228] Вернуться к основной статье