ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетические уровни молекул из "Химия красителей" Причиной избирательного поглощения веществом фотонов определенной энергии является квантованность внутренней энергии молекулы. Молекула поглощает энергию светового потока скачкообразно, извлекая каждый раз целую порцию, или квант, энергии, причем поглощается только такой квант энергии, который переводит молекулу из нормального (основного) состояния в другое — возбужденное (с одного уровня на другой). [c.16] Расчет по этой формуле показывает, что на границах видимой части спектра (А, 400 и 760 нм) энергия возбуждения АЕ соответствует 300 и 158 кДж/моль. Таким образом, окраской обладают ТОЛЬКО те вещества, которые переходят в возбужденное состояние от поглощения порций энергии в пределах 158— 300 кДж/моль. Такая порция энергии недостаточна для перевода в возбужденное. состояние внутренних электронных слоев (сг-электронов), поэтому эти электроны не участвуют в поглощении света в видимой и ближних УФ- и ИК-областях спектра. Электроны наружного электронного слоя (валентные электроны) слабее удерживаются ядром и переходят в возбужденное состоя-Vs HHe значительно легче — при поглощении порций энергии порядка VA- llO—1050 кДж/моль. Величина этих порций определяется харак-Y TepoM электронных переходов, в которых участвуют валентные электроны. Относительное расположение энергетических уровней валентных электронов показано на рис. 5. [c.17] Энергетические уровни и типы электронных переходов в простых (а) и сложных (б) молекулах. [c.17] Валентные электроны, не участвующие в образовании связей с другими атомами (неноделенные пары электронов, локализованные в поле одного ядра), имеют энергию того же порядка, что и валентные электроны в атоме, они занимают так называемые несвязывающие орбитали, обозначаемые буквой п. Если атомы связаны между собой простой связью (ст-связь), то два электрона (ст-электроны) находятся в поле двух соседних ядер и образуют единое вытянутое электронное облако, причем наибольшая плотность сг-электронного облака сосредоточена между этими атомами. [c.18] Переход электронов с несвязывающих -орбиталей на связывающую ст-орбиталь сопровождается выигрышем энергии, вследствие чего уровень энергии связывающих ст-орбиталей значительно ниже уровня энергии п-орбиталей. [c.18] Если атомы связаны двойной связью (л-связь), то в поле двух ядер находятся еще два электрона (я-электроны). Электронные облака их симметричны относительно прямых, перпендикулярных линии ст-связи, и имеют в сечении вид восьмерки , расположенной по обе стороны от этой линии. Плотность образовавшегося единого электронного облака я-электронов сосредоточена по обеим сторонам от линии ст-связи, она максимальна на расстоянии приблизительно 0,1 нм (1 А) от линии ст-связи (по ту и другую сторону) и равна нулю на этой линии. Переход электронов с несвязывающих л-орбиталей на связывающую я-орбиталь сопровождается выигрышем энергии, но меньшим, чем при образовании 0-связи, вследствие чего уровень энергии связывающих я-орби-талей располагается между уровнями энергии п-орбиталей и связывающих ст-орбиталей. [c.18] Вернуться к основной статье